Redacción
Estocolmo, Suecia.- Tres científicos que “han revelado los secretos de la materia exótica” y que “han abierto la puerta a un mundo desconocido en que la materia puede adoptar estados extraños” han sido reconocidos con el premio Nobel de Física de 2016, según ha anunciado la Academia de Ciencias Sueca. El galardón ha recaído en tres investigadores británicos que trabajan en universidades estadounidenses: David Thouless de la Universidad de Washington en Seattle; Duncan Haldane de la de Princeton; y Michael Kosterlitz de la de Brown en Providence.
Según el veredicto del jurado, han obtenido el galardón “por descubrimientos teóricos de transiciones de fase topológicas y fases topológicas de la materia”.
En sus investigaciones, “han utilizado métodos matemáticos avanzados para estudiar fases, o estados, inusuales de la materia”, como los materiales superconductores o los superfluidos. Estas aportaciones teóricas han abierto la vía a trabajos experimentales para buscar “nuevas y exóticas fases de la materia” que pueden tener “futuras aplicaciones tanto en ciencia de materiales como en electrónica”, destaca la Academia de Ciencias Sueca en el comunicado en que anuncia el premio.
Los tres premiados realizaron sus principales aportaciones en los años 70 y 80. Pero ha sido en la última década cuando sus descubrimientos “han impulsado la investigación de frontera en física de la materia condensada, en gran parte por la esperanza de que (…) podrán utilizarse en nuevas generaciones de productos electrónicos y superconductores o en futuros ordenadores cuánticos”, añade el comunicado.
Thouless y Kosterlitz transformaron la visión de los materiales superconductores y de los líquidos superfluidos. Los superconductores conducen electricidad sin ofrecer ninguna resistencia; por lo tanto, sin pérdida de calor pero creando un potente campo magnético. Ya se utilizan hoy día en máquinas de resonancia magnética para diagnóstico médico y se han ensayado en trenes de levitación magnética. Los superfluidos, por su parte, fluyen sin viscosidad y, por lo tanto, sin pérdida de energía cinética.
Los dos investigadores demostraron a principios de los años 70 que la superconductividad y la superfluidez podían darse en capas finas, algo que en aquella época se consideraba imposible y que ha facilitado sus aplicaciones industriales. Asimismo, explicaron por qué la superconductividad de cualquier material se pierde cuando su temperatura se eleva por encima de un punto crítico: es porque el material experimenta lo que se llama una transición de fase, lo que modifica sus propiedades.
Sus investigaciones se basaron en la topología, la rama de las matemáticas que -por decirlo de modo muy resumido- estudia las propiedades de cuerpos que se deforman. Por ejemplo, un dónut tiene un solo agujero; si consiguen doblarlo para darle forma de ocho, tendrá dos; y si le pegan un buen bocado, no tendrá ninguno; en cada uno de estos casos, el objeto tendrá propiedades topológicas distintas.
Utilizando también la topología, Haldane explicó “las propiedades de las cadenas de pequeños imanes que se encuentran en algunos materiales”, señala la Academia Sueca. “Gracias a las aportaciones de los tres premiados, hoy día conocemos muchas fases topológicas no sólo en capas finas y en hileras, sino también en materiales ordinarios de tres dimensiones”.
David Thouless (nacido en Bearsden, en Escocia, en 1934) recibirá la mitad de los ocho millones de coronas suecas (unos 830.000 euros) con que está dotado el premio Nobel. Michael Kosterlitz (nacido en Aberdeen, también en Escocia, en 1942) y Duncan Haldane (nacido en Londres en 1952) recibirán una cuarta parte cada uno.
Como es tradición, el Nobel de Física se ha anunciado en martes y es el segundo que se da a conocer este año. Ayer se hizo público el de Medicina, que se ha concedido al japonés Yoshinori Ohsumi por haber descubierto cómo las células eliminan y reciclan sus residuos con el mecanismo de la autofagia. En los próximos días se harán públicos el de Química (mañana), el de la Paz (el viernes), el de Economía (el lunes) y el de Literatura (en una fecha aún por determinar).
El Nobel de Física se ha concedido en 110 ocasiones desde que se instauró el galardón en 1901. De las 203 personas que han recibido el premio a lo largo de su historia, sólo dos son mujeres: Marie Curie en 1903 y Maria Goeppert-Mayer en 1963.