21.10.2016

Pasión y creatividad: ingredientes fundamentales para la ciencia básica

El amor por lo que hacen, dicen, es igual o más importante que el ingenio para resolver un problema. Dos científicos explican cómo sus disciplinas teóricas se relacionan con la vida cotidiana.

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Un matemático y una física coinciden en que para realizar ciencia básica no es tan importante como se cree la inteligencia, sino que deben prevalecer la pasión o entusiasmo por enfrentar desafíos intelectuales, la creatividad, y la voluntad. “Para hacer matemática se necesita ser profundo para poder entender bien los problemas a los que uno se enfrenta; ser perseverante ya que apurarse no sirve; y ser creativo: animarse a crear reglas nuevas para entender un problema desde otro punto de vista”, afirma el matemático Gabriel Minian. “Esto está mezclado con mucha pasión, no son temas sencillos entonces si realmente no tenés ganas, son difíciles de realizar”, agrega.

Minian: “En la matemática y en la ciencia básica en general, pareciera ser que uno está abstraído con sus teoremas y resultados, y que poca conexión tienen con la realidad, pero no es así. La riqueza de la ciencia básica reside en que vos no sabes cuándo vas a obtener frutos, pero las posibilidades son ilimitadas”.

Con lápiz, papel, pizarrón y computadoras, la doctora en Física especializada en materia condensada, Liliana Arrachea y el doctor en Matemática especializado en topología algebraica, Gabriel Minian, pasan largas horas abocados a la investigación teórica de objetos y materiales difíciles de imaginar. “En la matemática y en la ciencia básica en general, pareciera ser que uno está abstraído con sus teoremas y resultados, y que poca conexión tienen con la realidad, pero no es así. La riqueza de la ciencia básica reside en que vos no sabes cuándo vas a obtener frutos, pero las posibilidades son ilimitadas”, afirma el matemático.

Sobre la forma de los objetos

Gabriel hizo la licenciatura en matemática en la Universidad de Buenos Aires (UBA), se doctoró en Alemania y luego cursó su postdoc en el Max Planck Institut. Cuando volví no había un grupo de topología algebraica en el país, a pesar de ser una disciplina que se utiliza muchísimo en el resto del mundo, en ese momento acá no había ningún grupo de investigación en esa área. Entonces me propuse crearlo”. Y lo logró, hoy en día su grupo de investigación forma parte del Departamento de Matemática de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA y del IMAS-CONICET, y ya se han doctorado alumnos con él, quienes tomaron vuelo propio y llevan sus propias líneas de investigación.

La topología algebraica es una rama de la matemática que estudia la forma de los objetos basándose en ‘invariantes topológicos’, una clasificación de las propiedades de los objetos que tiene que ver con sus posibilidades de deformación. A diferencia de la geometría que estudia las propiedades de un objeto localmente, la topología estudia la forma de los objetos en su totalidad. “Al tener una clasificación topológica vos podés saber qué objeto estás manejando”, explica Gabriel. Junto a su grupo de investigación, son pioneros en el estudio de los espacios topológicos finitos: "matemáticos de varias partes del mundo citan nuestros papers sobre espacios finitos, dado que son una herramienta útil para modelar espacios más concretos con infinitos puntos".

Materiales condensados

Liliana Arrachea es investigadora del CONICET y directora adjunta del International Center for Advanced Studies (ICAS) dependiente de la Universidad de San Martín (UNSAM). Allí, dirige el grupo de investigación Teoría de la Materia Condensada en el que estudian los materiales en su estado sólido. “Por un lado hacemos el trabajo de los arquitectos diseñando materiales y estructuras con tal y cual característica. Por el otro, hacemos el trabajo de ‘sociólogos cuánticos’, viendo cómo conseguir efectos colectivos no triviales como consecuencia de las interacciones y las condiciones de contorno de las partículas dentro de estructuras materiales”, comenta Liliana.

En su equipo estudian específicamente las propiedades de transporte, es decir, cómo se transporta la electricidad y la energía en escalas pequeñas -nanómetros o micrómetros- bajo condiciones donde los efectos cuánticos son importantes. “Actualmente hay mucho interés en los materiales topológicos como los superconductores y los aisladores topológicos, ya que las características del transporte eléctrico son muy peculiares”, explica.

Disciplinas en boga

El trabajo cotidiano de Liliana y Gabriel ha sido colocado en la tapa de diarios de todo el mundo ya que días atrás los científicos británicos Kosterlitz, Thouless y Haldane, fueron distinguidos con el premio Nobel de Física por el descubrimiento de fases exóticas de la materia. “El aporte de los premiados consistió en introducir conceptos de un área de la matemática –la topología- para caracterizar desde el punto de vista teórico, algunos estados de la materia condensada”, explica Liliana. “Ellos usaron los invariantes topológicos porque se dieron cuenta de que algunas propiedades físicas se mantenían invariantes por deformaciones en los objetos”, agrega Gabriel.

“Si bien en los años ’70 y ’80 estas ideas fueron recibidas con gran interés, desde el 2005 están teniendo un impacto revolucionario debido a que se están diseñando y fabricando diversas familias de materiales topológicos”, afirma la especialista en materia condensada.

Los investigadores coinciden en que la entrega de este premio es importante ya que pone de relieve dos áreas de estudio de suma importancia en las que muchos investigadores se dedican a diario: “Es importante porque es un reconocimiento que trasciende las barreras de lo académico, vuelve popular algo que los científicos conocemos y el resto tal vez no tanto”, enfatiza Minian. Arrachea, por su parte, destaca que se haya otorgado un reconocimiento a quienes “encendieron la chispita de todo el desarrollo posterior”.

Ciencia básica en todos lados

Aunque no lo notemos, en nuestra vida cotidiana estamos rodeados de objetos que en sus procesos más profundos tienen fórmulas y/o procesos que vienen de la ciencia básica. Si bien una disciplina abstracta y compleja como la matemática parece estar a kilómetros de distancia de nuestra vida real y tangible, podemos encontrarla en diversos objetos con los que nos relacionamos a diario. Actualmente, la topología se utiliza en medicina para el procesamiento de imágenes de tomógrafos; para el diagnóstico de cáncer de mama; en computación para el estudio de procesos concurrentes y  para el manejo de grandes volúmenes de datos; en física como hicieron los ganadores del último premio Nobel de Física, para el estudio de la materia, entre otras cosas.

También encontramos mecanismos de la Física: el primer sistema topológico observado, el efecto Hall cuántico, se utiliza en metrología para definir con precisión el patrón de resistencia eléctrica. “En Argentina esta tarea está a cargo del INTI. Es una aplicación muy técnica pero cotidiana: todo equipo fabricado que requiera definir un componente de resistencia eléctrica con precisión debe estar certificado por el INTI luego de ser contrastado con lo que establece el patrón del efecto Hall cuántico”, explica Liliana. Además, existen materiales muy promisorios para ser utilizados en circuitos electrónicos de pequeña escala, para transportar cuánticamente electricidad y energía, y para el procesamiento y transmisión cuántica de información en memorias magnéticas.

“La gente va al cajero automático y pone su clave, usa la computadora y el celular, en la fotografía, y detrás de cada movimiento hay teoremas matemáticos muy fuertes. Cosas de criptografía, de teoría de números, álgebra, topología, geometría, análisis, ecuaciones diferenciales. Todas áreas de la matemática que aparecen interactuando en nuestra vida cotidiana y uno no ve”, concluye el matemático.

Cabe destacar que actualmente el Ministerio de Ciencia se encuentra desarrollando un documento con los lineamientos para una política de investigación básica o fundamental estratégica. Para conocer los ejes centrales para la acción, los lineamientos y el relevamiento realizado, ingresá acá.

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