Los científicos galardonados con el Nobel de Física abrieron la puerta a un mundo desconocido, uno en el que la materia puede adoptar estados extraños.

El campo de estudio del que estos 3 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.

La mayor parte de los trabajos de estos científicos: David Thouless, Duncan Haldane y Michael Kosterlitz, fueron desarrollados entre los años 70 y 80, pero no habían sido llevados a la práctica hasta hoy en día.

En aquella época, Kosterlitz y Thouless consiguieron superar la teoría que suponía que la superconductividad no se cumplía en capas delgadas, demostrando que sí era posible a bajas temperaturas.

También explicaron el mecanismo y la fase de transición en la que la superconductividad desaparece a altas temperaturas. Los galardonados recurrieron a la topología, una rama de la matemática que sirve para describir cambios de propiedades paso a paso.

En un video publicado por el comité Nobel, uno de sus miembros explica la topología utilizando distintos tipos de bollería. “Son distintos, salados, con formas diferentes… Pero para un topólogo son lo mismo”.

El topólogo se fijará en que el pastel no tiene agujeros, el bagel tiene un agujero y el pretzel, dos… Es lo que conocemos como “invariante topológica”.

Según la revista mexicana Zócalo, el concepto de materia exótica —la materia que viola algunas leyes de la física— no es nueva. La materia exótica es el fundamento de muchas posibilidades intrigantes, como los agujeros de gusano, máquinas del tiempo, e incluso los llamados modelos cosmológicos.

Si bien hace 3 décadas estos conceptos eran meramente teóricos, en la actualidad tienen aplicaciones en el día a día, como el desarrollo de nuevas generaciones de dispositivos electrónicos y superconductores.

“La avanzada tecnología de hoy en día —como nuestras computadoras— se basa en nuestra habilidad para entender y controlar las propiedades de los materiales involucrados”, explicó el profesor Nils Martenson, presidente interino del Comité del Premio Nobel.

Un artículo publicado en el diario español El País, señala que  los hallazgos de los premiados con el Nobel sirvieron para ir más allá de la ciencia de materiales clásica y pusieron las bases de una revolución tecnológica que ya se está produciendo. Entre las aplicaciones más llamativas de los descubrimientos que hoy han merecido el Nobel de Física se encuentra la “computación cuántica topológica”.  

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.

En 2015, Takaaki Kajita y Arthur B. McDonald se llevaron el galardón en Física  por sus estudios sobre la oscilación de los neutrinos, lo que desvelaba que estas esquivas partículas tenían masa. (I)