viernes, 7 de octubre de 2016

Un erizo, un nobel y muchas ecuaciones

Cuando rendí mi examen de calificación, una de las preguntas del examen de mecánica estadística tenía que ver con las transiciones de fase. "¡Que rayos!"-exclamé. ¡Pero si eso es termodinámica! Los grandes de la física que me visitaron en sueños no me prepararon para esto. Bueno, paso el examen de calificación, paso el día donde las noticias de que tan bien (o tan mal como fue mi caso) no habíamos defendido (bueno, yo reprobé el primer intento pero ya les contaré de eso) y la vida siguió. Luego viaje a Antofagasta al matrimonio de una amiga de vida y además fui al concierto de Aerosmith. Todo esto sin recordar el bendito examen hasta que hace unas noches soñé con él. Desperté sonriente ya que a pesar de todo había un sido un buen sueño. Luego prendí el computador y ¡paf! apareció la noticia sobre el premio nobel de física 2016, el cuál fue otorgado a David J. Thouless, F. Duncan M. Haldane y J. Michael Kosterlitz debido a "descubrimientos teóricos en transiciones de fase Topológicas y fases de materia Topológicas", Aja! Un Nobel que trata sobre transiciones de fase además de muchas otras cosas ¡y yo sufriendo en el examen de calificación! Me dispuse a leer entonces sobre que trataba el trabajo que les otorgó tan preciado premio, ayudándome de la internet que siempre es muy útil cuando no sabemos mucho de los temas específicos en física.

Como muchas veces lo he dicho no soy experta en este tema y por eso debí brindar a mi cerebro toda la información que el tiempo me permitió. Mi mejor amigo en estos casos es la página "cuentos cuánticos". Por eso si quieren aprender bien sobre el trabajo ganador el premio nobel 2016 les recomiendo hacer click aquí. En este medio solamente les puedo proporcionar un pequeño esbozo rosa del tema.

Partamos con las transiciones de fase. A todos en el colegio nos explicaron el típico ejemplo de un hielo que al calentarlo se convertía en agua y al calentarlo aún mas se transformaba en vapor. Esos cambios en el objeto, de sólido (hielo) a líquido (agua) y luego a gaseoso (vapor) se llaman transiciones de fase y ocurren cuando aumentamos la temperatura sobre los objetos. 

Por otro lado existe una rama de la matemática llamada topología. Una de las cosas que se busca en topología es que la transformaciones hechas sobre el espacio no cambie las propiedades de este. Suena súper mágico, poco realista y bastante enredado lo que les acabo de contar pero vamos a intentar explicarlo. Los que me conocen saben que tengo un pequeño erizo de tierra de mascota. Su nombre es Puka y tiene un carácter bastante complicado. Cuando hace calor y no hay nadie merodeando cerca (no es muy sociable que digamos), ella se hecha de guatita a su jaula y se estira completamente ¡Parece una plancha con espinas! Todo eso parece muy bien pero basta con que yo me acerque y le hable para que, cuando anda de malas, se enoje y se haga bolita. ¡Y la verdad es que parece una pelota perfecta cubierta de pinchos! El estado "normal" de ella es estar estiradita pero ciertas transformaciones en su entorno (yo en este caso) hacen que cambie de plancha a pelota y dando esta explicación muy coloquial que quizás a cualquier matemático o físico que trabaje en esto lo puede espantar, es como les explico sobre topología! Independiente de si mi eriza cambio de plancha a pelota sigue siendo la Puka enojona llena de pinchos ¡Sus propiedades fufeadoras no cambian! Un ejemplo mas claro es el clásico de la Taza y la Dona. Podemos transformar una taza a una dona sin alterar el agujero que tiene el mango de la taza y el del centro de la dona.



Y entonces ¿Qué tienen que ver los dos conceptos anteriores con el premio nobel? Resulta que estos científicos se preguntaron acerca de que ocurriría si en lugar de aumentar la temperatura la disminuyeran a temperaturas muy cercanas al cero absoluto. En el mundo de la mecánica cuántica, la física de lo chiquitito, las particulitas tienen una propiedad llamada espín, lo cual podemos interpretar como flechitas apuntando en una dirección u otra. Bajo ciertas condiciones estas flechitas girarán en torno a un punto, todas en la misma dirección, formando así un vórtice. Como dije anteriormente, si bajamos la temperatura tendremos no uno, sino ¡dos vórtices! los cuales girarán en sentido opuesto y además se encontraran unidos. A modo de juego entonces aumentamos un poquito la temperatura y la física nos sorprende nuevamente ya que ahora estos vórtices unidos se separarán, actuando cada uno por su cuenta y a libre albedrío. ¡y que tiene que ver todo esto con topología? Pues estos cambios de los vórtices implican un cambio en la organización del sistema o también conocido como un cambio topológico. 

Como dije desde un principio, no soy siquiera una mini experta en el tema y entenderlo me costo montones. Por eso si quiere saber mas visite el enlace que le indique. Termino con el video donde se anunció a los ganadores.

                                                                                                          Iv.


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