Un equipo de científicos del Departamento de Física FCFM de la Universidad de Chile y el Instituto Milenio de Óptica MIRO han logrado generar las condiciones para crear un estado exótico “las posibilidad son enormes, estamos en el comienzo de algo que podría ser completamente distinto a lo que hemos visto”, asegura Marcel Clerc, profesor titular de la U. de Chile y líder de la investigación.

“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 que haya una constante salida o entrada de energía en el cuerpo estudiado” añade el también subdirector del Instituto Milenio de Óptica MIRO.

“Nosotros trabajamos con vórtices, es decir, remolinos y para ellos usamos cristales líquidos, lo 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: ¿Qué es y para qué sirve?

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 le significó el galardón del Premio Nobel de Física 2016 a tres físicos internacionales.

“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 el también doctor en Física de la Universidad de Niza (Francia).

“Hasta ahora, variando la temperatura se habían conseguido estados exóticos tales como condensados de Bose-Einstein (obtenidos a temperatura cero Kelvin), 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, investigadora del Instituto Milenio MIRO, que 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.

El año 2018, Valeska Zambra, quien actualmente ostenta el título de Chilena del Año Joven 2019 (entregado por 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 Michał Kowalczyk, del Departamento de Ingeniería Matemática y Centro de Modelamiento Matemático de la Universidad de Chile, su trabajo publicado en el artículo denominado “Topological transitions in an oscillatory driven liquid crystal cell” (“Transiciones topológicas en una celda de cristal líquido con forzamiento oscilatorio”).