Podcast: El Nobel de Física 2016 explicado en cuatro minutos

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Explicar el Premio Nobel de Física 2016 de forma satisfactoria en pocos minutos es muy difícil. Silvia Celi de RFI Expañol me entrevistó ayer por teléfono para el noticiero. El resultado, unos cuatro minutos y medio, creo que está bastante bien. Así que te animo a escucharlo. El enlace es “Tres británicos obtienen el Nobel de Física por sus investigaciones sobre materia exótica“, RFI, 05 Oct 2016 [Descargar en MP3].

Como siempre intento, permíteme una transcripción libre del podcast para los que prefieren leer a escuchar.

Los científicos británicos Thouless, Haldane y Kosterlitz fueron galardonados con el Premio Nobel de Física 2016 por desvelar los secretos exóticos de la materia. ¿En qué consiste el trabajo de estos galardonados? Desarrollaron las teorías matemáticas que explican cómo es posible que materiales planos, bidimensionales, tengan algunas propiedades que se pensaba que sólo podían tener los materiales tridimensionales. Ahora mismo está muy de moda el grafeno, una hoja de grosor monoatómico, pero a principios de los 1970 había dudas sobre si podían existir, por ejemplo, superconductores planos. Estos investigadores desarrollaron nuevas teorías físicas para explicar cómo estas propiedades, como la superconductividad, podían aparecer en los materiales planos.

¿Puedes darnos una aplicación concreta? Estos materiales planos se han puesto muy de moda en los últimos 15 años. Están asociados a las películas muy delgadas que se usan en los chips, en los microprocesadores con tecnología de semiconductores. Una aplicación, por ejemplo, son las películas magnéticas muy delgadas que usan en los discos duros de nuestros ordenadores. La tecnología que permite usar estas películas magnéticas tan delgadas nació de los avances científicos en los trabajos pioneros de estos físicos.

Esto abre más puertas, ¿qué tipo de puertas? Estos materiales exóticos, que tienen propiedades bastante extrañas que se observan a muy baja temperatura, permiten estudiar fenómenos cuánticos directamente. En un futuro esperamos que se usen estos materiales para desarrollar nuevos ordenadores cuánticos, más robustos a los errores. Los ordenadores cuánticos sufren mucho por el ruido, por ejemplo, el ruido térmico. Estos materiales exóticos tienen estados de sus electrones, o de sus espines, o de sus átomos, que están relacionados unos con otros a gran distancia, con lo que pequeñas perturbaciones en una región no afectan al estado lejos de ella, lo que conduce a una gran robustez de estos estados cuánticos. Por ello podrían ser útiles para futuras tecnologías en computación cuántica.

Y justamente la computación cuántica se supone que será más segura. Ya hay protocolos de cifrado cuántico que se supone que son completamente seguros y se espera que los futuros ordenadores cuánticos podrán descifrar las claves de los sistemas de cifrado actuales. Sin embargo, esto puede que nunca llegue a ser posible. El futuro de los ordenadores cuánticos es la simulación de sistemas cuánticos, algo muy útil, por ejemplo, en farmacología, para desarrollar nuevos fármacos, o nuevos materiales. Usar este nuevo tipo de materiales planos, que se llaman aislantes topológicos, o materiales topológicos, nos permitirá desarrollar ordenadores cuánticos implementados directamente en el material para simular el comportamiento cuántico de otros materiales y usarlos como ordenadores cuánticos de propósito específico. No los usaremos para descifrar claves u otras cosas por el estilo, los usaremos para entender otros sistemas cuánticos que no podemos entender ahora mismo.

¿Una coda final? Uno de los físicos galardonados con el Premio Nobel comentó en el anuncio oficial que le resultó curioso que le dieran el premio por cosas que son estrictamente teóricas, que están muy lejos de las aplicaciones prácticas. En teoría tienen aplicaciones prácticas, pero esas aplicaciones prácticas son teóricas. Se podrán usar en futuros ordenadores cuánticos, pero por ahora no se están usando. En teoría estos materiales se concibieron en la década de los 1970, pero se han podido fabricar hace pocos años, luego todavía estamos empezando a entender estos materiales en laboratorio.

Muchísimas gracias.

3 Comentarios

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VíctorVíctor

Gracias, Francis. Lo he leído -estoy en un receso en el trabajo ;)- y creo que te ha quedado muy sencillo, siendo inherentemente complejo el tema…

Una pregunta. Cuando se dice “materiales bidimensionales”, entiendo que estrictamente no lo son puesto que tienen grosor, aunque sean capas monoatómicas como bien añades. Supongo que la característica aquí a considerar, es que el grosor es infinitesimal en comparación con las restantes dos dimensiones. Incluso, según entendí en el comunicado de los premios, el estudio teórico abarcaba también el comportamiento -teórico- de los materiales unidimensionales, en donde la anchura -digo- sería infinitesimal.

¿Es correcto?

Saludos

Francisco R. Villatoro

Así es, Víctor, en rigor ni 1D ni 2D existen en la Naturaleza. Los materiales bidimensionales hasta el descubrimiento del grafeno eran siempre películas delgadas de pocos nanómetros de grosor y micrómetros cuadrados en la dirección transversal; en el caso de los materiales unidimensionales se trata de nanohilos de pocos nanómetros cuadrados de sección y micrómetros de longitud.

GerardoGerardo

“le resultó curioso que le dieran el premio por cosas que son estrictamente teóricas”

Amigo: la epoca en que te podian dar el nobel por modelar en ecuaciones la gravedad pasó hace dos siglos

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