El Premi Nobel de Física de 2016 va ser concedit a l'investigador David J. Thouless (O. Washington, EUA) al costat de F. Duncan M. Haldane (O. Princeton, EUA) i J. Michael Kosterlitz (O. Brown, EUA) “pels seus descobriments teòrics sobre les transicions de fase topològiques i les fases topològiques de la matèria”. L'objectiu de la xarrada és presentar una versió resumida de les principals innovacions introduïdes pels guanyadors, així com mostrar l'enorme influència que les seues idees han tingut en diferents camps de la Física de la matèria condensada.

Després d'introduir algunes nocions bàsiques sobre topologia, en el col·loqui es discutiran en quins contextos es poden aplicar a la descripció d'estructura electrònica de sòlids. A més dels nombres quàntics derivats de simetries fonamentals, els guanyadors del Nobel han mostrat que és possible introduir nombres quàntics topològics: mentre que els primers són extremadament sensibles als defectes en materials, els últims són robusts i difícilment es veuen afectats per aquests defectes. Donen lloc a fenòmens com l’‘efecte Hall quàntic’, en el qual, independentment del disseny del sistema i dels seus defectes, la resposta física es controla per una constant universal (la constant de von Klitzing).

El concepte de transició de fase associat amb la ruptura d'una simetria donada s'aplica a les transicions entre estats ‘ordinaris’ de la matèria condensada. No pot abastar alguns efectes físics que ocorren en sistemes de poques dimensions (electrònics, magnètics, superfluids, etc.) associats a canvis en estructures topològiques per defectes o excitacions del sistema. Aquesta influent idea, introduïda per Thouless, Haldane i Kosterlitz, pot descriure i sistematitzar la gran varietat d'estats exòtics descoberts en sistemes amb poques dimensions (com la fusió de sòlids 2D, làmines primes superfluidas o superconductoras, xarxes 2D d'unions sota efecte Josephson, sistemes d'espín 1D i 2D, etc.).

Més informació:

https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2016/

http://indico.ific.uv.es/indico/conferenceDisplay.py?confId=2919