Instituto Karolinska
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Britânicos ganham Prêmio Nobel da Física de 2016

Trio de cientistas do Reino Unido foi laureado por descobertas teóricas sobre estados exóticos da matéria, que abrem caminho para o desenvolvimento de novos dispositivos eletrônicos e supercondutores

Fábio de Castro, O Estado de S. Paulo

04 Outubro 2016 | 07h19
Atualizado 04 Outubro 2016 | 23h48

O Prêmio Nobel da Física de 2016 foi concedido nesta terça-feira, 4, aos pesquisadores britânicos David Thouless, Duncan Haldane e Michael Kosterlitz por suas descobertas teóricas sobre estados exóticos da matéria, que abrem caminho para o desenvolvimento de novos materiais com propriedades incomuns. 

De acordo com o comitê do Nobel, os cientistas laureados realizaram estudos sobre as chamadas "transições de fase topológica da matéria" que "abriram as portas para um mundo desconhecido onde a matéria pode assumir estados estranhos". 

"Na última década, essa área do conhecimento impulsionou pesquisas de ponta em física de matéria condensada. Uma das razões para isso é que os físicos esperam poder usar os materiais topológicos em novas gerações de dispositivos eletrônicos e supercondutores, além de abrir caminho para o futuro desenvolvimento de computadores quânticos", afirmou o comitê do Nobel.

Thouless nasceu na Inglaterra em 1934 e atua na Universidade de Washington (Estados Unidos). Haldane, também inglês, nasceu em 1951 e é pesquisador da Universidade de Princeton (Estados Unidos). Kosterlitz nasceu na Escócia em 1942 e trabalha na Universidade Brown (Estados Unidos).

O anúncio foi feito nesta terça-feira, 4, pela organização que concede o prêmio, o Instituto Karolinska, na Suécia. Metade do prêmio de 8 milhões de coroas suecas (cerca de R$ 3 milhões) será concedido a Thouless e a outra metade a Haldane e Kosterlitz. 

Em trabalhos iniciados na década de 1970, na área de física de matéria condensada, o trio usou matemática avançada para redefinir as propriedades possíveis de materiais sólidos, demonstrando que a supercondutividade - a capacidade dos elétrons de atravessar a matéria sem nenhuma resistência - é possível em superfícies extremamente finas.

"Eles usaram métodos de matemática avançada para estudar fases incomuns, ou estados, da matéria, como supercondutores, superfluidos ou filmes magnéticos finos. Graças a seu trabalho pioneiro, segue a busca por novas e exóticas fases da matéria. Muita gente tem esperança de futuras aplicações dessas descobertas tanto em ciências dos materiais, como em eletrônica", disse o comitê em uma nota.

A transição de fases da matéria é sua mudança de estado físico. Nas fases mais conhecidas, a matéria fica em estado sólido, líquido ou gasoso, mas em temperaturas extremas, muito frias ou muito quentes, ela pode assumir estados exóticos.

Para realizar suas descobertas, os três pesquisadores premiados utilizaram conceitos da topologia - um sofisticado ramo da matemática que estuda propriedades de figuras geométricas que não variam quando essas figuras sofrem deformação. Com a topologia, os físicos conseguiram explicar por que a condutividade elétrica no interior de camadas muito finas de materiais só se modifica passo a passo. 

Kosterlitz e Thouless estudaram o comportamento elétrico de superfícies no interior de camadas extremamente delgadas, que os físicos chamam de "materiais bidimensionais". Haldane estudou a matéria que forma fios tão finos que podem ser considerados unidimensionais.

Em uma entrevista coletiva após o anúncio do prêmio, Haldane disse que a láurea foi uma surpresa. "Eu fiquei, como todo mundo, muito surpreso. E muito grato. Muitas tremendas novas descobertas que se basearam nesses trabalhos originais já estão acontecendo", afirmou Haldane.

Fases. No início da década de 1970, Kosterlitz e Thouless derrubaram a teoria de que a supercondutividade e a superfluidez não poderiam ocorrer em camadas muito finas. Eles demonstraram que a supercondutividade poderia ocorrer em baixíssimas temperaturas e também explicaram a "transição de fase, que faz a supercondutividade desaparecer em temperaturas mais altas.

Na década seguinte, Thouless conseguiu explicar um experimento realizado anteriormente com camadas eletricamente condutoras muito finas, nas quais a condutividade havia sido precisamente medida como passos independentes. Ele mostrou que esses passos têm natureza topológica. 

Na mesma época, Haldane descobriu como conceitos topológicos podem ser usados para entender propriedades de pequenas cadeias magnéticas encontradas em alguns materiais.

Graças aos trabalhos dos três britânicos, agora várias fases topológicas são conhecidas, não apenas em camadas finas e fios, mas também em materiais tridimensionais comuns, segundo a academia sueca. 

Mais prêmios. O prêmio de Física é o segundo da temporada do Nobel 2016. Na segunda, foi divulgado o vencedor do prêmio de Fisiologia ou Medicina - o japonês Yoshinori Ohsumi, por suas descobertas sobre os mecanismos de autofagia, que é o processo de reciclagem de componentes das células. 

Nesta quarta-feira, 5, será anunciado o vencedor do prêmio Química. O prêmio Nobel da Paz será anunciado na sexta-feira, 7 e o das Ciências Econômicas na segunda-feira, 10. A data para o Prêmio Nobel da Literatura ainda não foi divulgada.

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