¿Qué es la física de la materia condensada y por qué es importante?

Como su nombre lo indica, es la física de los sólidos, líquidos y demás. De modo que se excluyen los gases y plasmas. Generalmente.

Principalmente, el CMP se trata de sólidos , en particular cristales ; solía llamarse ” física de estado sólido “, pero en las últimas décadas la terminología se ha ampliado para abarcar materiales “blandos” como geles y plásticos. Pero la mayoría de los temas en CMP involucran redes cristalinas de algún tipo. Últimamente, esto se ha ampliado para incluir redes de átomos ultrafríos mantenidas en su lugar por los patrones de interferencia de los láseres, porque estos sistemas exóticos muestran muchas de las propiedades más interesantes de los cristales “ordinarios”.

Para tener una idea de la variedad de temas cubiertos por “CMP”, sugiero que eche un vistazo a la edición regular PACS 2010 del Instituto Americano de Física. Está empezando a estar un poco desactualizado ahora, pero sigue siendo una buena primera vista.

La física de la materia condensada trata, literalmente, de las fases condensadas de la materia. Esto incluye

  • sólidos
  • líquidos
  • fases superconductoras (ferromagnetismo y antiferromagnetismo)
  • plasmas
  • Condensados ​​de Bose-Einsten

Esto también se ocupa de una gran superposición en áreas como la física de estado sólido y la física atómica y es uno de los campos más grandes en física. También existe una superposición con la Química (estudio de átomos, fase atómica, etc.) por ejemplo (y cualquier campo que se ocupe de la materia en una escala increíblemente pequeña, básicamente).

La Mecánica Cuántica surgió y nos ayudó a estudiar conceptos de sistemas de una partícula, sistemas de dos partículas, pero nada a gran escala. La física cuántica de muchos cuerpos es lo que consideraría la columna vertebral teórica detrás de la física de la materia condensada. Los aspectos más destacados incluyen el efecto Hall cuántico entero (aburrido), el efecto Hall cuántico fraccional (oooooooh), la condensación de Bose-Einstein, las estadísticas de intercambio (y clasificación de partículas), las trenzas y los anyons, fermiones Majorana y muchos aspectos de la computación cuántica (particularmente con topología conceptos). Es particularmente importante porque nos ayuda a conectar realmente la mecánica cuántica con la escala de física con la que experimentamos: los condensados ​​de Bose-Einstein no suelen tener un bosón o dos bosones, ¡sino miles de bosones! Es muy difícil haber analizado computacional o teóricamente este sistema con nuestra ingenua primera cuantización.

Muy brevemente, la física de la materia condensada es una rama de la física que se ocupa de las propiedades físicas de las fases condensadas de la materia, como dice Wikipedia ( Física de la materia condensada – Wikipedia ) .

Pero dado que hay muchas fuentes para aprender sobre lo que es la física de la materia condensada en general, solo agregaré aquí un par de videos que muestran la importancia del campo a través de un material muy importante.

  • Grafeno, el “supermaterial”:
  • Futuras aplicaciones de Graphene (¡algunas de todas formas!):

El grafeno es un material cuyo descubrimiento y estudio de sus propiedades no sería posible sin los físicos de la materia condensada, tanto físicos experimentales como teóricos.

¿Avanzando en el mundo con el descubrimiento y el posterior estudio de las propiedades de los nuevos materiales? ¿Qué no es importante sobre esto?