Tres británicos ganan el Premio Nobel de Física por la investigación de materia 'exótica'
Los británicos David Thouless, Duncan Haldane y Michael Kosterlitz fueron galardonados ayer con el Premio Nobel de Física por sus investigaciones sobre los estados “exóticos” de la materia, que en el futuro podrían ayudar a crear ordenadores cuánticos.
Los tres científicos descubrieron inesperados comportamientos de la materia y concibieron el marco matemático para explicar esas extrañas propiedades
“Sus descubrimientos permitieron avances en la comprensión teórica de los misterios de la materia y crearon nuevas perspectivas para el desarrollo de materiales innovadores”, escribió la Fundación Nobel.
Thouless, de 82 años, nacido en Escocia, es profesor emérito en la universidad de Washington en Seattle (noroeste de Estados Unidos). Obtuvo la mitad del premio, es decir $ 467.000.
La otra mitad será repartida entre Haldane, de 65 años, nacido en Londres, que enseña en la universidad estadounidense de Princeton (Nueva Jersey), y Kosterlitz, nacido igualmente en Escocia en 1942, de la universidad Brown en Providence (Rhode Island), también en Estados Unidos.
“La mayoría de los grandes descubrimientos se producen de esta manera: te caen encima, y tienes la suerte de darte cuenta que estás ante algo muy interesante”, declaró Haldane a la Fundación Nobel tras anunciarse el premio. “Es tan sorprendente que tardas un tiempo en darte cuenta” añadió.
Los estados exóticos
“Los premiados de este año han abierto la vía a un mundo desconocido donde la materia puede pasar por estados exóticos. Han empleado métodos matemáticos para estudiar fases o estados inhabituales de la materia, como los superconductores, los superfluidos y las cintas magnéticas finas”, explicó la Fundación Nobel.
Thouless, Haldane y Kosterlitz han estudiado los “aislantes topológicos”, una nueva forma de materiales cada vez más conocidos en los últimos diez años.
Estos superconductores y/o superfluidos tienen revolucionarias aplicaciones potenciales para concebir ordenadores cuánticos.
Los grandes grupos informáticos y los laboratorios de investigación trabajan desde hace años sobre los ordenadores cuánticos, que serían mucho más potentes que los actuales, pues son capaces de utilizar sorprendentes propiedades de partículas, lo que permite escapar de las reglas de la física clásica.
La información más elemental de los ordenadores actuales es un “bit”, un sistema necesariamente binario (0 o 1). Un ordenador cuántico usaría “quantum bits” o “qubits”, capaces de tener varios valores al mismo tiempo y, potencialmente, hacer un mayor número de cálculos de forma paralela, lo que reduciría enormemente el tiempo necesario para realizar una tarea
Una enorme fragilidad
La principal dificultad para concebir semejante ordenador es que es particularmente frágil: hay que aislar individualmente todas sus partículas de influencias exteriores para preservar su estado cuántico, lo que requiere temperaturas muy bajas y cámaras protegidas contra radiaciones electromagnéticas, etc.
Y aquí entran en juego los “aislantes topológicos”, que tienen la particularidad de conservar sus propiedades en estados “extraños” o “exóticos”, como el frío extremo.
Los gobiernos también se han interesado en el ordenador cuántico para poder descifrar rápidamente cualquier código informático que proteja secretos bancarios, médicos, informaciones de defensa o del mundo de los negocios.
Los documentos divulgados por el antiguo asesor de la Agencia nacional de seguridad estadounidense (NSA), Edward Snowden, revelaron que esta agencia intentaba crear un ordenador de este tipo.
En 2015, el jurado del Nobel premió al japonés Takaaki Kajita y al canadiense Arthur McDonald (Canadá), que establecieron que los neutrinos -partículas elementales- tienen masa.
El premio de física es el segundo de la temporada Nobel, después del de medicina otorgado el lunes al japonés Yoshinori Ohsumi, recompensado por su estudios sobre regeneración celular.
La topología
Un topólogo es una persona que no sabe distinguir entre una taza de café y una rosquilla. Con eso bromean los científicos a la hora de definir a ese rincón de las matemáticas hoy aplicado a la física, laureado ayer con el Nobel.
El chiste describe perfectamente a ese sector de investigación: la topología es el estudio del material que se deforma bajo el efecto de ciertas fuerzas -torsión, estiramiento, compresión y quiebre- sin perder sus propiedades básicas.
Según esta teoría, una taza de café de goma puede ser convertida en una rosquilla de goma porque son consideradas topológicamente similares, puesto que ambas tienen un agujero: el asa de la taza y el centro de la rosquilla.
Aunque de momento esté limitada al ámbito académico, la relativamente reciente adopción por los físicos de la topología ha abierto perspectivas interesantes a la hora de modelar materiales en “estados topológicos” capaces de transportar energía e información lejos y rápido sin recalentarse. (I)
