Nobel de Física al estudio de la materia condensada

David Thouless, Duncan Haldane y Michael Kosterlitz se han alzado con el premio Nobel de Física 2016 por sus estudios teóricos sobre la transición de fase topológica de la materia.

Estos estudios, enmarcados en la mecánica cuántica y que tuvieron lugar en los años setenta, vislumbraron nuevas capacidades de los materiales que hoy, varias décadas después, han producido una explosión de investigación aplicada en electrónica, informática o telecomunicaciones.

El campo de estudio del que estos tres científicos fueron pioneros trata de entender cómo se comporta la materia fuera de las situaciones normales, por ejemplo a escala microscópica o cuando está sometida a temperaturas cercanas al cero absoluto (lo que se conoce como condensado de Bose-Einstein). La física cuántica ayuda a entender el comportamiento de la materia en estas situaciones, y es aquí donde Thouless y Kosterlitz identificaron nuevos tipos de transiciones de estado en sistemas unidimensionales y bidimensionales. Esto ha sido crucial para entender cómo funcionan ciertos imanes o fluidos superconductores, elementos clave para el desarrollo de la electrónica del futuro.

El jurado ha destacado que "gracias a su trabajo, hay ahora una búsqueda de nuevas y exóticas fases de la materia". La mitad del premio pertenece a Thouless y la otra mitad a repartir entre Haldane y Kosterlitz.

¿Por qué han ganado?

"Este premio es por descubrimientos teóricos que lograron resultados inesperados que luego fueron confirmados", ha dicho Thors Hans Hansson, físico teórico en la Universidad de Estocolmo y miembro del comité del premio. "Este trabajo ha inspirado mucha actividad en laboratorios de todo el mundo, que está dando lugar a una nueva electronica, nuevos materiales y, pronto, ordenadores cuánticos".

¿Quiénes son?

David J. Thouless (1934) es escocés aunque desde 1980 trabaja en la Universidad de Washington. Su trabajo se ha centrado en fenómenos de superconductividad y movimientos de excitación colectiva dentro del núcleo.

David Haldane (1951) es británico y trabaja en la Universidad de Princeton. Una de sus principales contribuciones a este campo son los llamados pseudopotenciales de Haldane en el efecto Hall cuántico.

Por último, John Michael Kosterlitz, natural de Aberdeen como Thouless, es profesor en la Universidad de Brown. Su campo de investigación está en la materia condensada y las transiciones de fase, una de las claves en las que el jurado de los Nobel ha hecho hincapié.

Reacciones

El propio David Haldane, muy emocionado en conversación telefónica, ha declarado que "como todo el mundo, estuve muy sorprendido y grafiticado de recibir la llamada", que tuvo lugar apenas 30 minutos antes del anuncio.

Duncan Haldane posa en su casa de Princeton, Nueva Jersey. Dominic Reuter Reuters

Aunque sus estudios tuvieron lugar hace décadas, "sólo ahora se están produciendo muchos nuevos descubrimientos a raíz de nuestro trabajo", ha dicho el ganador, que ha añadido que "hoy puede verse en muchos lugares, es algo que había sido infravalorado y ahora la gente puede ver que los efectos topológicos en mecánica cuántica son un sujeto de estudio enormemente rico".

¿Quiénes eran los favoritos este año?

El hallazgo del año en física ha sido la detección directa de las ondas gravitacionales, por lo que los desarrolladores del experimento LIGO (Rainer Weiss, Kip S. Thorne y Ronald W.P. Drever) han estado en boca de todo el mundo como candidatos al premio de este año. 

Otros candidatos que han sonado mucho han sido los creadores de la estrategia OGY, un método de control de sistemas caóticos (Celso Grebogi, Edward Ott y James A. Yorke) o el profesor de Berkeley Marvin L. Cohen por sus estudios teóricos sobre las propiedades de los materiales sólidos.

¿Quién ganó el año pasado?

En 2015, Takaaki Kajita y Arthur B. McDonald se llevaron el galardón por sus estudios sobre la oscilación de los neutrinos, lo que desvelaba, entre otras cosas, que estas esquivas partículas tenían masa.