Nobel a estudios sobre la materia

Los británicos David Thouless, Duncan Haldane y Michael Kosterlitz fueron galardonados ayer con el Premio Nobel de Física 2016 por descubrimientos sobre estados poco usuales de la materia que abren la vía a desarrollar materiales innovadores, según anunció la Real Academia de las Ciencias Sueca.

El premio será repartido en dos partes, la mitad para Thoules y la otra mitad para Haldane y Kosterlitz, los tres investigadores en estos momentos en los Estados Unidos.

Los ganadores de este año utilizaron para sus investigaciones una herramienta matemática especial, la topología. Esta disciplina describe estructuras cuya característica básica se mantiene a pesar de las deformaciones. Por ejemplo, un dado y una pelota pueden transformarse uno en otro, así que son topológicamente iguales. Pero una llanta y una pelota no pueden convertirse uno en otro sin hacer un agujero en la pelota. Topológicamente, una pelota y una rueda son distintas, pero una rosquilla y una taza con asa son iguales. Y es que la taza tiene un agujero en el asa, así que matemáticamente puede transformarse en una rosquilla, aunque en la realidad su material debería ser lo suficientemente flexible para ello.

A los expertos en topología les interesa solamente cuántos agujeros tiene una estructura, explicó Thors Hans Hansson, miembros del jurado Nobel. La particularidad es que los agujeros solo pueden aparecer al completo: algo puede tener un agujero, dos, más o ninguno. Pero no hay ningún paso intermedio, al contrario de lo que suele ocurrir en la física.

“Intenten imaginarse medio agujero”, pidió Hansson. “No puede ser. No puede existir medio agujero”. Así que la topología sirve para describir los comportamientos repentinos de muchos materiales.

El descubrimiento abrió un nuevo campo de investigación, ya que gracias a este enfoque matemático los físicos descubrieron fases topológicas, además de las conocidas (sólida, líquida y gaseosa). Así como en un cambio de fase el hielo se convierte en agua, también hay cambios de fases topológicas en las que cambia el número de agujeros y con ello las cualidades de la materia.

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