Joven prodigio de la física es honrado por su descubrimiento del “ángulo mágico”

Pueblo en Línea  2018:12:20.15:11

Por Zhang Zhihao

Boston, EE.UU., 20/12/2018(El Pueblo en Línea) - Cao Yuan, un candidato a doctor en física de apenas 22 años que estudia en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, fue nombrado este miércoles por la revista Nature como una de las 10 personas importantes del año. El joven prodigio descubrió un "ángulo mágico " en hojas de grafeno, nuevo hallazgo que estimula el campo de la física de superconductores.

Nacido en Chengdu, provincia de Sichuan, Cao es el tercer científico chino en cinco años que integra la prestigiosa lista de los impulsores mundiales del desarrollo científico. Anteriormente, en el 2017 la integró Pan Jianwei, un científico cuántico líder en el mundo, y en el 2013 estuvo incluido Chen Hualan, experto en gripe aviar.

Cao terminó sus currículos de la escuela media y secundaria en dos años. A los 18 años, completó una licenciatura en la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, en Hefei, provincia de Anhui. Luego viajó a los Estados Unidos para cursar un doctorado bajo la tutoría de Pablo Jarillo-Herrero, profesor de física del Instituto de Tecnología de Massachusetts.

Joven y tímido, pero apasionado de la electrónica y la química, entre las aficiones de Cao se incluye la fotografía del cielo nocturno utilizando cámaras caseras, comenta Jarillo-Herrero. "Cada vez que llego (a la oficina de Cao), hallo un desastre enorme, con las computadoras separadas y piezas de telescopio por todo su escritorio".

“A pesar de sus pocos años, Cao también ha mostrado madurez”, asegura Jarillo-Herrero, alabando al joven estudiante por no perturbarse ante fallas o desorientación en la investigación. "Él sólo se enrolla las mangas y continua trabajando."

En marzo, Cao sorprendió a la comunidad de nanociencias al descubrir que el grafeno puede ser un aislante -material que resiste el paso de la electricidad- o un superconductor -material que conduce electricidad sin oponer resistencia- solamente cambiando ligeramente la alineación de dos capas de grafeno intercaladas, asegura la información publicada en Nature.

El grafeno, descubierto por primera vez en 2004, es una rejilla plana, de abeja, hecha de una sola capa de átomos de carbono. Ha surgido como uno de los nanomateriales más prometedores por sus útiles propiedades que lo hacen el material más fino y más fuerte del mundo, y más eléctricamente conductivo que el cobre.

El trabajo de Cao demostró que cuando las dos capas de grafeno se enfrian a 1,7 grados Celsius por encima del cero absoluto (-273 C) y se rotan a un "ángulo mágico" de 1,1 grados, el grafeno superpuesto exhibió comportamientos aislantes..

Sin embargo, cuando se aplicó un pequeño campo eléctrico en iguales condiciones, los electrones en el sándwich de grafeno pueden salir del estado aislante y fluir sin resistencia.

"También se puede imaginar hacer un transistor superconductor fuera del grafeno, que se puede encender y apagar, pasando de modo superconductor a modo aislante. Este hallazgo abre muchas posibilidades para los dispositivos cuánticos", explicó Jarillo-Herrero en el boletín del MIT del pasado marzo.

La perspectiva de manipular estados electrónicos complejos a través de una simple rotación, entusiasmó a los ingenieros y físicos de todo el mundo. "Hay tantas cosas que podemos hacer", declaró a Naturale el físico Cory Dean, profesor de la Universidad de Columbia. "Las oportunidades que tenemos hoy en la mano son casi abrumadoras."

En experimentos pasados, el grafeno necesitaba estar en contacto con otros superconductores para heredar algunos comportamientos superconductores.

Pero el descubrimiento de Cao demuestra que la superconductividad podría ser una cualidad intrínseca del material, dando un gran paso en la búsqueda de superconductores más simples y que podrían funcionar a temperatura ambiente.

Huang Jiatang, profesor de física de la escuela secundaria de Cao, le confesó al Diario Estrella Roja de Chengdu que estaba "demasiado emocionado para irse a dormir" después de escuchar acerca del descubrimiento de su estudiante. Huang recuerda a Cao como un niño con una magnífica habilidad para aprender por su cuenta, con pasión por los experimentos prácticos y sin miedo a la hora de dirigirse a los maestros y hacerles preguntas difíciles.

Sin embargo, Cao a menudo enfatizó que era sólo un niño ordinario que simplemente amaba leer sobre ciencias y hacer experimentos, a pesar de estar inscrito desde los 14 años en la escuela de jóvenes dotados de USTC, un programa especial que nutre a los adolescentes talentosos de clase mundial.

También Cao ha declarado que no se sentía un ser especial porque todos en su programa eran extremadamente inteligentes.

Ni tampoco se sentía superior a un estudiante universitario promedio.

“Después de todo, todos somos humanos, con defectos y emociones ", indicó.

El artículo de Nature asegura que Cao todavía no sabe a dónde le gustaría dirigir su carrera,. Aunque el físico Zeng Changgan, mentor de Cao en USTC, considera que ya hay muchas universidades que le quieren ofrecer posibilidades postdoctorales y empleo como profesor. "La universidad con mucho gusto lo acogerá de nuevo”.

Además de los impulsores del desarrollo científico durante el 2018, la lista de “Nature” también incluye una o dos figuras que estimulan el debate científico global.

He Jiankui, biólogo chino que realizó un experimento altamente controversial donde pretendió crear los primeros bebés con edición genética del mundo, también fue incluido por estimular el debate sobre la investigación.