Prêmio Nobel de Física 2016 para estudos sobre a matéria no mundo quântico

O Prêmio Nobel de Física de 2016 foi concedido, ex aequo, para David J. Thouless, de um lado, e F. Duncan M. Haldane e J. Michael Kosterliz, de outro, por revelarem os “segredos exóticos da matéria”. Na cerimônia, destacou-se que o prêmio lhes foi concedido “pelas descobertas teóricas das transições de fase topológica e fases topológicas da matéria”. As transições de fase acontecem quando a matéria muda de fase, como quando o gelo derrete e se transforma em água ou a água evapora.

O Prêmio Nobel contemplou este ano um campo de estudo que tenta compreender o comportamento da matéria em escalas microscópicas, nas quais não costumam ser aplicadas as regras do mundo com o qual estamos familiarizados e reinam as normas quânticas. Segundo explicou a organização do Nobel, em 1972, Kosterlitz e Thouless identificaram um tipo de transição de fase completamente nova em sistemas bidimensionais nos quais os defeitos topológicos desempenham um papel fundamental. Estas teorias ajudam a entender o funcionamento de alguns tipos de ímãs e de fluidos supercondutores e superfluidos. Estas teorias também foram importantes para entender o funcionamento quântico de sistemas unidimensionais a temperaturas muito baixas.

Mais adiante, nos anos 1980, Thouless desenvolveu ao lado de F. Duncan M. Haldane métodos teóricos para descrever fases da matéria que não podem ser identificadas por sua pauta de ruptura de simetria. Neste campo, explicou-se o comportamento bidimensional de gases eletrônicos empregando conceitos topológicos. Muitos destes comportamentos da matéria em condições extremas, completamente inesperados, foram confirmados depois por experimentos e se espera que possam ter aplicações na ciência dos materiais e na eletrônica do futuro.