Científicos de la Universidad de Chile proponen un nuevo estado de la materia
El estudio de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas fue publicado ayer en la revista internacional Scientific Reports. El equipo logró crear las condiciones para un nuevo estado exótico.
Un equipo de científicos del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile y el Instituto Milenio de Investigación en Óptica (MIRO), lograron generar las condiciones para crear un nuevo estado exótico de la materia, fuera de los estados tradicionales (sólido, líquido, gaseoso y plasma) y diferente a los estados exóticos ya conocidos, como los condensados de Bose-Einstein, la superfluidez y la superconductividad, entre otros.
"Las posibilidades son enormes, estamos en el comienzo de algo que podría ser completamente distinto a lo que hemos visto", aseguró Marcel Clerc, profesor titular de la Universidad de Chile y líder de la investigación que fue publicada ayer en la revista internacional Scientific Reports.
"Lo que demostramos fue que las transiciones topológicas, es decir, ciertas deformaciones que transforman una cosa en otra, sí pueden ocurrir en estados fuera del equilibrio dinámico, es decir, en sistemas en los que haya una constante salida o entrada de energía en el cuerpo estudiado", añade el también subdirector del MIRO.
"Nosotros trabajamos con vórtices, es decir, remolinos. Y para ellos usamos cristales líquidos, los mismos que hacen tan felices a aquellos que compran televisores de última tecnología para ver partidos de fútbol internacionales con una calidad gráfica impresionante", añade Clerc.
MATERIA EXÓTICA
Los Estados exóticos de la materia habían sido observados en condiciones extremas de temperaturas y presión. Ejemplos de ellos son la superconductividad y superfluidez. Su importancia científica ha sido tal que el 2016 les significó el galardón del Premio Nobel de Física 2016 a tres físicos internacionales: David J. Thouless, de la Universidad de Washington en Seattle, Duncan M. Haldane, de la de Princeton, y Michael Kosterlitz, de la Universidad Brown.
"La investigación que desarrollamos busca literalmente montarse en los hombros de los gigantes del premio nobel 2016 e ir un paso más allá. Ellos investigaban los cambios topológicos en sistemas con equilibrio termodinámico; nosotros lo analizamos fuera del equilibrio", acota Clerc, quien también es doctor en Física de la Universidad de Niza (Francia).
CAMBIO DE VOLTAJE
"Hasta ahora, variando la temperatura se habían conseguido estados exóticos tales como los condensados de Bose-Einstein (obtenidos en gravedad cero), la superfluidez (componentes casi sin viscosidad) y los superconductores (ausencia de resistencia eléctrica). Pero con la variación del voltaje (que es lo que nosotros sumamos a esta fase de desarrollo), se abren nuevas posibilidades para estos estados que no se conocían, incluso alterando otros parámetros, los que serían los próximos caminos a seguir", indica Valeska Zambra, científica del MIRO que también participó en la investigación y quien actualmente realiza sus estudios de doctorado en el Institute of Science and Technology de Austria.
Para lograr lo anterior los científicos utilizaron microscopios especializados para estudiar cristales líquidos (polarizadores y analizadores de luz adecuada, amplificadores y generadores de corrientes eléctricas muy sensibles), junto con métodos teóricos de análisis de ecuaciones diferenciales, procesos estocásticos y ecuaciones de amplitud.
En el año 2018, Valeska Zambra, quien actualmente ostenta el título de Chilena del Año Joven 2019 (entregado por la Fundación Natida), obtuvo una imagen sobre los estados exóticos encontrados que le valió un premio de mención honrosa del concurso de fotografía científica de la Royal Society de Londres.
Junto a Clerc y Zambra, participó en este estudio Michal Kowalczyk, del Departamento de Ingeniería Matemática y Centro de Modelamiento Matemático de la Universidad de Chile.
BASADOS EN ESTUDIOS DE PREMIOS NOBEL
La investigación chilena se basó en la que les significó el Premio Nobel de Física 2016 a tres científicos estadounidenses "por los descubrimientos teóricos de las transiciones de las fases topológicas de la materia", según expresó la Fundación Nobel. "Los laureados abrieron la puerta a un mundo desconocido en el que la materia puede adoptar estados extraños. Muchas personas tienen la esperanza puesta en las futuras aplicaciones tanto en ciencia de materiales como en electrónica", se explicó entonces.