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La cuantización de la conductancia de Hall

Los científicos han logrado explicar por qué se observa un cierto fenómeno cuántico a escalas macroscópicas.

MARÍA CORTE

En síntesis

El efecto Hall cuántico es un fenómeno macroscópico que involucra una corriente eléctrica en una superficie conductora cuya resistencia está cuantizada.

Explicar esa cuantización, una propiedad normalmente circunscrita al dominio microscópico, se consideraba uno de los grandes problemas sin resolver de la física.

Recientemente, los físicos matemáticos han hallado una demostración basada en la topología, el estudio de las propiedades de las formas.

Estoy solo, sentado en el extremo de una gran mesa de reuniones, cuando me saluda una voz extrañamente familiar: «¡Hola, tú debes de ser Spiros!». Me giro y descubro al actor de Hollywood Paul Rudd, luciendo su célebre y encantadora sonrisa. Viene en chándal, de vuelta de algún tipo de entrenamiento para superhéroes.

Minutos más tarde, me rodea un corrillo de gente del cine. Rudd va al grano: «Entonces, ¿qué tipo de cosas alucinantes ocurren cuando uno se encoge?». Me han traído en avión para que les asesore sobre la física de Ant-Man, la película de superhéroes de los estudios Marvel, y no puedo defraudarlos. Sin embargo, lo único que sé acerca de menguar hasta el tamaño de una hormiga proviene de haber visto con nueve años la película Cariño, he encogido a los niños. Por un instante, estoy tentado de decirles que han acudido a la persona equivocada, pero no puedo dejar escapar esta oportunidad. Quizá no sepa mucho sobre hormigas, pero sé un par de cosas sobre física cuántica. «Cuando nos encogemos a la escala cuántica, los conceptos de espacio y tiempo pierden su significado habitual», respondo con seguridad. Los miro y me doy cuenta de que eso es lo último que esperaban oír, pero los tengo enganchados. Durante las dos horas siguientes profundizo cada vez más en las reglas y rarezas de la mecánica cuántica.

Al día siguiente, uno de los productores me escribe un correo electrónico: «Oye, ¿cómo deberíamos llamar al lugar donde uno entra cuando se encoge hasta un tamaño microscópico?». «¿Qué tal el “reino cuántico”?», tecleo. Cinco años después, en 2019, los Vengadores de Marvel entran en el reino cuántico y viajan al pasado para salvar el universo. De repente, ser un experto en mecánica cuántica es algo genial.

No siempre me interesaron la física o los superhéroes. En la universidad me especialicé en matemáticas e informática, y me pasaba los veranos intentando predecir cómo se pliegan las cadenas unidimensionales de ADN para dar lugar a proteínas tridimensionales. Hasta el doctorado no asistí a mi primera clase de física, más allá de los fundamentos que había adquirido en el grado. Mi director de tesis en la Universidad de California en Davis había decidido matricularme en un curso de posgrado de mecánica cuántica, y no tuve más remedio que aceptar. Cuando el primer día de clase nos repartieron un cuestionario para evaluar nuestros conocimientos previos, entregué el mío con mi nombre y una carita sonriente al lado. Pero perseveré, y en junio de 2008 me doctoré en matemática aplicada, especializándome en física matemática y teoría cuántica de la información. Tres meses después, me trasladé a Nuevo México para trabajar como investigador posdoctoral en el Laboratorio Nacional de Los Álamos, el lugar donde nació la bomba atómica. En aquel momento no lo sabía, pero durante el siguiente año me iba a sumergir aún más en el mundo cuántico. Esta es la historia de lo que descubrí allí y de cómo volví para contárselo a Marvel.

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