Topología ¿qué es la ciencia que usaron los científicos premiados con el Nobel de Física?

Topología. Esa es la palabra clave para entender el Nobel de Física que se entregó hoy a tres investigadores británicos por sus descubrimientos sobre la materia.

En esta ciencia se basaron para hacer sus investigaciones David Thouless, F. Duncan Haldane y J. Michael Kosterlitz. Los científicos, que trabajan en Estados Unidos, utilizaron estos métodos matemáticos sumamente avanzados para estudiar lo que se conoce como fases o estados inusuales de la materia.

Los estados más conocidos de la materia son el sólido, el líquido y el gaseoso. Pero ante condiciones extremas, la materia también puede optar por tener otros estados y desarrollar propiedades poco conocidas. Podra ser un ejemplo el caso de los superconductores, por los que la electricidad fluye con mucha facilidad. Gracias a su trabajo pionero se inició la caza de nuevas y exóticas fases de la materia que pueden tener en un tiempo futuro utilidad y aplicación tanto en la ciencia de materiales como en la electrónica, explicó el Comité Nobel al premiarlos.

La topología es una rama de la matemática y describe las propiedades que permanecen intactas cuando un objeto es estirado, retorcido o deformado, pero no si se rompe, describe el Comité Nobel en su sitio web. Topológicamente, una esfera y un bowl pertenecen a la misma categoría, porque una esfera de arcilla puede transformarse en un bowl. Del mismo modo, un bagel con un agujero en el medio y una taza de café con un agujero en el asa están en otra categoría: también pueden ser remodeladas para asumir una la forma de la otra.

Volviendo al bagel,  tiene un solo agujero; si consiguen doblarlo para darle forma de ocho, tendrá dos; y si le dan un buen bocado, no tendrá ninguno: en cada uno de estos casos, el objeto tendrá propiedades topológicas distintas. Los objetos topológicos pueden presentar uno, dos, tres o cuatro agujeros, pero este número debe ser un entero.

¿Cómo esta teoría influyó en las investigaciones de los científicos? Resultó ser útil para describir la conducción eléctrica encontrada en el efecto cuántico Hall, el misterioso fenómeno que Thouless describió teóricamente. Como muestra el gráfico con un ejemplo simple (el de la taza), este proceso de transición sólo cambia en pasos que son múltiplos exactos de un entero.

Con información de AFP