La topología, ciencia de las deformaciones estables

Un topólogo es una persona que no sabe distinguir entre una taza de café y una rosquilla. Con eso bromean los científicos a la hora de definir a ese rincón de las matemáticas hoy aplicado a la física, laureado este martes con el Nobel de Física.

La chanza describe perfectamente a ese sector de investigación: la topología es el estudio del material que se deforma bajo el efecto de ciertas fuerzas --torsión, estiramiento, compresión y quiebre-- sin perder sus propiedades básicas.

Según esta teoría, una taza de café de goma puede ser convertida en una rosquilla de goma porque son consideradas topológicamente similares, puesto que ambas tienen un agujero: el asa de la taza y el centro de la rosquilla.

"Uno puede pasar el dedo a través del agujero del asa de la taza, pero no puede hacerlo a través de una patata, y por eso son dos categorías topológicas distintas", explica Manuel Asorey, del departamento de Física teórica de la Universidad de Zaragoza, España.

Aunque de momento esté limitada al ámbito académico, la relativamente reciente adopción por los físicos de la topología ha abierto perspectivas interesantes a la hora de modelar materiales en "estados topológicos" capaces de transportar energía e información lejos y rápido sin recalentarse.

"Los pioneros comprendieron que la topología podría tener cierta relevancia para los físicos", dijo Asorey.

"Sin embargo, las verdaderas aplicaciones se volvieron realmente visibles gracias a estos tres caballeros, que tomaron consciencia de que la topología carecía de visibilidad", dijo el español a la AFP, al referirse a los laureados con el Nobel: David Thouless, Duncan Haldane y Michael Kosterlitz.

"Ahora la gente está generalizando estas ideas a otros campos de la física", añadió.

- La estabilidad es lo importante -

También aludida como "la geometría de la hoja de goma", la topología permanece en el campo teórico y experimental, aunque se espera que sus principios hallen en los próximos años una aplicación práctica y comercial, especialmente en la esfera de la electrónica y la computación.

Se espera que esos materiales usen mucho menos electricidad.

La topología "describe objetos que mantienen su estabilidad cualesquiera sean las fuerzas deformantes que se ejerzan sobre ellas", dijo David Carpentier, físico del Centro nacional de Investigación Científica (CNRS) francés.

"Es exactamente esa solidez en materia de topología lo que se considera como base para la construcción de los computadores cuánticos del futuro", explica.

Distinto al de la computación clásica, la computación cuántica promete velocidades de procesamiento ultrarrápidas, gracias a las propiedades de partículas subatómicas que existen en más de un estado al mismo tiempo.

Plantean, sin embargo, un alto riesgo de recalentamiento, que se espera los aislantes topológicos serán capaces de superar, gracias a su inherente estabilidad.

En los años 1950, el físico teórico George Garnow clasificó a la topología como una de las dos ramas de la matemática que nunca hallaría aplicación en la física.

Sin embargo, esta predicción resultó errónea, y según Asorey en la última década hubo una "explosión" de investigaciones en este campo.

"Hace dos años, hubiese dicho que tardaríamos al menos dos décadas antes de ver algo en las estanterías de los supermercados resultante de la investigación topológica", comentó. "Hoy diría sólo una década, o incluso menos", apostilló.

Según Nathan Goldman, de la Universidad Libre de Bruselas, todavía estamos lejos de las aplicaciones tecnológicas", y no se vislumbra una revolución de la computación en los próximos cinco a diez años.

"La próxima etapa --vaticina-- será crear esos objetos en laboratorio y tratar de manipularlos, realizando operaciones muy sencillas".