«Etorkizuneko teknologiaren gako garrantzitsuak dira material topologikoak»

Amerikako Fisika Elkarteak (APS) Maia Garcia-Vergniory ikertzaile bizkaitarra saritu du material topologiko berriak identifikatzeko ekarpen aitzindariak egiteagatik. Material topologikoak aplikazio ugari ditu, besteak bete, mikroelektronikan.

Donostia International Physics Centerrek eta Princetongo Unibertsitateak gidatutako ikerlari talde batek jakin du topologia naturako ia material denetan aurki daitekeela eta, horrek, fisika kuantikora bigarren iraultza ekarri du. Talde horretako kide da Maia Garcia Vergniory ikertzailea eta NAIZ Irratiko Gelditu Makinak saioan izan da.

Zorionak, zuen lanagatik American Physis Society (APS) Fellow saria jaso duzu-eta. Ze esangura du sari honek?

Egindako lanari errekonozimendua da eta garrantzia handia dauka APS munduko sozietate handiena delako eta bertan daudelako fisikari bikainenak. Fisikari horiekin batzorde bat sortzen da eta eurek ebazten dute sarien banaketa. Uste dut izendatuak izan direnen %0,5ek soilik lortzen dutela saria, beraz, ohore bat da niri esleitu izana.

Topologia materialen ohiko ezaugarria dela egiaztatzeagatik lortu duzu saria. Zer da, bada, materialen topologia?

Material topologikoek dauzkaten elektroiek oso korronte indartsua, konstantea eta egonkorra garraiatzen dute, giro tenperaturan; superreroaleek, aldiz, korrontea oso ondo garraiatzen dute, baina, tenperatura oso-oso baxuak behar dira. Aipaturiko korronte indartsu, konstante eta egonkorrak ez dira inoiz eroale batean aurkitu, soilik isolatzaile topologikoetan eta arraroa da, zeren, isolatzaile topologikoak barrutik isolatzaileak direnez, uste izaten da isolatzaileak direla, baina, gainazalean korrontea antzeman zaie. Bestela esanda, isolatzaile topologikoek konportamendu ezberdina dute barrutik eta kanpotik eta, horrek, aplikazio ugari ditu, besteak beste, mikroelektronikan.

Orain arte material topologikoak ez zirela ohikoak uste zen. Zergatik?

Oso berriak direlako, 80. hamarkadararte inork ez zuen honetan pentsatu. Orduan, hasiera batean uste zen arraroak eta exotikoak zirela propietate bereziak zituztelako. Ordutik honako ikerketek erakutsi dute ez direla exotikoak, baizik eta ezkutatuta edo beste energia-tarte batean daudela, baina, izatez, elektroi topologikoak ia material guztietan aurkitzen direla.

Hain ohikoak izanik, non aurki daitezke elektroi topologikoak?

Adibidez, gatzean. Sodio kloruroak baditu elektroi hauek.

Nola ekin zenioten ikerketari?

Talde transbertsal bat osatu genuen bakoitzak bere ekarpena egiteko. Elektroi topologikoak karakterizatu genituen eta teoria berri bat garatu genuen, Topological Quantum Chemistry izenekoa, topologia identifikatzea errazagoa izan zedin.

Ikerketa honek fisika kuantikora bigarren iraultza ekarri omen du.

Fisika kuantikoa XX. mende hasieran garatu zen eta berau azter daiteke elektroiak partikula independienteak balira bezala edo kolektiboan funtzionatzen duten elementu bezala. Hasiera batean independenteak zirela uste zen eta hiru multzotan sailkatu ziren: isolatzaileak, erdi-eroaleak eta eroaleak. Aurrerako, elektroiak kolektiboki ulertu ziren eta fase interesgarriak agertu ziren: superreroaleak, material magnetiko indartsuak, etab. Baina horretarako beste teoria batzuk behar izan ziren. Beraz, isolatzaile topologikoen teoriak elektroi independienteen teorian egindako sailkapena apurtzen du, isolatzaile eta eroaleak baitira aldi berean. Fisikako magnitude garrantzitsu horri Berry-ren fasea deitzen zaio eta, 80. hamarkadaz geroztik kontuan hartu denez, fisika berri bat garatzen hasi garela esan daiteke.

Aurkikuntza honek ze aplikazio izan ditzake?

Elektroi korronte hauek indartsuak, konstanteak eta egonkorrak izateaz gain, oso garbiak dira, ia ez baitute disipaziorik. Horrela, mikroelektronikarako oso baliagarriak dira eta, kasu batzuetan, ordenagailu kuantikoetarako (fisika eta koerentzia kuantikoan oinarritutako konputadoretarako) plataforma unibertsalak dira. Berriak direnez, oraindik aplikazioak ikertzeko daude baina etorkizunean teknologian aurkituko ditugun materialak dira. Maila horretako ekarpenek askotariko erabilerak izan ohi dituzte, esaterako militarrak.

Ikertzaileek zenbaterainoko ardura eta kontrola dute, gerora, beren ikerketek duten aplikazioan?

Adibidez, Manhattan proiektua ez zen ikertzaileen iniziatiba, nazismoa geratzeko politikarien iniziatiba baizik. Ez dakit hori generalizatu ote litekeen, historiako momentu puntual bat izan baitzen eta zalantzan jartzekoa baita ea emaitzek moduak justifikatzen ote dituzten. Bestalde, Marie Curiek erradiaktibitatea aurkitu zuen. Prozesu horretan, ordea, ezin dira jakin izango dituen ondorioak, zeren, erradiaktibitateari esker bonba atomikoa garatu zen baina baita beste hainbat ekarpen on ere. Hori dena Marie Curieren ardura da? Uste dut ezetz.