Topología. Esa es la palabra clave del 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 avanzados para estudiar fases o estados inusuales de la materia. Los estados más conocidos de la materia son el sólido, el líquido y el gaseoso. Pero en condiciones extremas, la materia también puede adoptar otros estados y desarrollar propiedades inusuales. Es el caso, por ejemplo, de los superconductores, por los que la electricidad fluye con mucha facilidad. Gracias a su trabajo pionero se abrió la caza de nuevas y exóticas fases de la materia que pueden tener en un futuro aplicaciones 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, explica 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 pertenecen a otra categoría: también pueden ser remodeladas para tomar 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 pegan un buen bocado, no tendrá ninguno: en cada uno de estos casos, el objeto tendrá propiedades topológicas distintas. Los objetos topológicos pueden contener uno, dos, tres o cuatro agujeros, pero este número tiene que 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), esta conducción sólo cambia en pasos que son múltiplos exactos de un entero.
