Maia Garc¨ªa-Vergniory, la cient¨ªfica vasca que busca nuevos materiales entre las olas

Estamos a punto de asomarnos a una nueva era. Cada avance de la humanidad ha estado ligado a un material, a un desarrollo tecnol¨®gico. El silicio, el rey de los ordenadores y los tel¨¦fonos inteligentes (smartphones), ha tocado fondo. Al ritmo que llevamos, solo Europa consumir¨ªa el 50% de los recursos para sostener su imperio. La f¨ªsica espa?ola Maia Garc¨ªa-Vergniory (Getxo, 46 a?os) lo subraya en sus charlas, ella lidera la b¨²squeda del sucesor y tiene miles de candidatos: los materiales topol¨®gicos.

¡°El cuerpo humano tiene 30 elementos, un smarthphone 75. Muchos de sus componentes son t¨®xicos y no reciclables. El tantalio se extrae de las minas de colt¨¢n en el Congo, donde, desde su aparici¨®n, no paran las guerras. Hay que encontrar otro camino¡±, comenta la investigadora por tel¨¦fono.

El t¨¦rmino topol¨®gico viene de las matem¨¢ticas, una rama que estudia la geometr¨ªa de los materiales. Garc¨ªa-Vergniroy es la responsable, en el prestigioso instituto alem¨¢n Max Planck de Qu¨ªmica F¨ªsica de S¨®lidos, de identificarlos y analizar sus propiedades, un hito que podr¨ªa revolucionar el mundo y acelerar los todopoderosos ordenadores cu¨¢nticos.

Durante a?os los f¨ªsicos pensaban que hab¨ªa dos tipos de materiales: los metales que transmiten electricidad como el cobre y los aislantes como la madera. Con la f¨ªsica cu¨¢ntica llegaron los semiconductores como el silicio, presente en la corteza terrestre. La tecnolog¨ªa actual se basa en el primer transistor de silicio de 1947: un camino de chips hasta el infinito. El problema es que se han topado con otro mundo, el de lo peque?o, el universo cu¨¢ntico.

No se pueden hacer chips m¨¢s peque?os ni aumentar su capacidad. De ah¨ª que los ordenadores cu¨¢nticos que se proyectan, esos mega cerebros que dejar¨¢n al ordenador tradicional al nivel de una m¨¢quina de escribir, sean del tama?o de estadios.

Hacia 2005 se empez¨® a hablar de materiales topol¨®gicos, aislantes en su interior y conductores en su superficie. Y en 2016 los f¨ªsicos Michael Kosterlitz, Duncan Haldane y David Thouless recibieron el Premio Nobel por sus estudios sobre las fases topol¨®gicas de la materia y sus extra?os comportamientos. El trabajo de Garc¨ªa-Vergniory le ha dado un salto cualitativo y cuantitativo como la aceleraci¨®n de un Ferrari.

¡°Sin intuici¨®n y creatividad no avanzas, no puedes ver m¨¢s all¨¢. Y muchas veces no sabes por qu¨¦¡±, dice la investigadora

Normalmente, la energ¨ªa debe atravesar canales atascados que se sobrecalientan, parecido a una calle en hora punta. Con estos materiales, los electrones fluyen a temperatura ambiente como si tuviesen carriles propios.

La cient¨ªfica ha impulsado la creaci¨®n de una base de datos con m¨¢s 38.000 materiales de laboratorio donde se predicen sus propiedades. En 2017, ella y su equipo, en una colaboraci¨®n internacional, fueron portada de la revista Nature y un a?o despu¨¦s en Nature Physics con una imagen del bismuto, un elemento con m¨¢s blindaje que el plomo que no era considerado topol¨®gico.

En el mundo natural a¨²n son ex¨®ticos, pero se han encontrado en una cueva de la Rep¨²blica Checa y en la mina Kawazu de Jap¨®n, al que han bautizado como Kawazulite.

La investigadora ha llegado al universo de lo peque?o observando las noches estrelladas del mar Cant¨¢brico. De ni?a le sobrecog¨ªa la idea de un universo infinito mientras escuchaba romper las olas en la costa vasca. ¡°Sent¨ªa terror y fascinaci¨®n. ?C¨®mo nos movemos tan r¨¢pido y no nos damos cuenta? Quer¨ªa ser cient¨ªfica a pesar de que vengo de una familia de humanidades. En la f¨ªsica tambi¨¦n hay creatividad, aunque se piense que solo los artistas pueden ser creativos¡±, sonr¨ªe. Garc¨ªa-Vergniory vive entre su laboratorio de Dresde y el Donosti International Physics Center (DPIC) de San Sebasti¨¢n. Tambi¨¦n se la pasa en aviones. La f¨ªsica recorre el planeta divulgando los hallazgos como si fuera una enviada del futuro.

Suele comenzar por el pasado, por la Edad de Piedra y c¨®mo cada progreso de la humanidad ha estado ligada a un material. Piedras espec¨ªficas como el s¨ªlex o la obsidiana permiten que el ser humano pase de grupos de cazadores a agricultores. Luego llega la Edad de Bronce, la fusi¨®n de metales que solo se utilizan para la ornamentaci¨®n. Nace el comercio, las sociedades. Y, finalmente, el hierro, un reinado de casi 4.000 a?os en el que surgen los pa¨ªses, la industria armament¨ªstica, la revoluci¨®n industrial.

A finales del siglo XIX, el brit¨¢nico J. J. Thompson descubre una part¨ªcula subat¨®mica que revolucionar¨¢ la sociedad hasta nuestros d¨ªas: el electr¨®n, responsable de transmitir la corriente el¨¦ctrica. Su experimento es la base del primer transistor de silicio. La f¨ªsica explica cada etapa como si fuera sencillo mientras el p¨²blico, sin darse cuenta, se sumerge en el mundo cu¨¢ntico.

El cient¨ªfico Pedro Echenique, premio Max Planck y Pr¨ªncipe de Asturias de Investigaci¨®n Cient¨ªfica y T¨¦cnica en 1998, no solo destaca sus virtudes como investigadora sino como comunicadora.

¡°Maia combina inteligencia, tenacidad y una gran capacidad de sacrificio. Si hay que ir a Dresde, va y si hay que ir a Canad¨¢, va. Adem¨¢s, es muy militante del reconocimiento de las mujeres en el mundo de la ciencia¡±, detalla el f¨ªsico por correo.

Para el f¨ªsico Pedro Echenique, la cient¨ªfica ¡°combina inteligencia, tenacidad y una gran capacidad de sacrificio¡±

Antes de graduarse, recuerda, Garc¨ªa-Vergniory obtuvo una beca en la Universidad de Berkley en California. Aquella estancia coincidi¨® con la muerte de su madre y la entrega de su tesis.

Echa de menos a su madre y su visi¨®n rom¨¢ntica de las matem¨¢ticas. El Pa¨ªs Vasco es el lugar al que siempre vuelve. Tiene un caballo, amigos surfistas y del mundo del cine, con los que est¨¢ haciendo un documental tan evocador como cient¨ªfico: La f¨ªsica de las olas. Mientras el surfista profesional Kepa Acero explica c¨®mo se zambulle en una ola desde la intuici¨®n, Garc¨ªa-Vergniory lo hace desde la ciencia, desde la radiaci¨®n solar que llega a la corteza terrestre y luego al agua para dibujar la ola perfecta. Ambos son de Getxo y esperan estrenar el corto en septiembre apoyados por el DIPC.

El v¨¦rtigo de la tecnolog¨ªa a veces le abruma, recuerda los vinilos o las conversaciones por tel¨¦fono de rueda antes de la llegada de WhatsApp. Se refugia en el calor de una merluza rebozada, en el sonido de las olas y, como un rayo, vuelve al laboratorio y las ecuaciones imposibles.

En 2017 recibi¨® el reconocimiento del programa Women in Science de L¡¯Oreal-UNESCO por su trabajo con los materiales topol¨®gicos, y en 2022 el de la American Physical Society. Maia se fue acercando al mundo cu¨¢ntico por azar y curiosidad. Siempre le ha llamado la atenci¨®n la forma hexagonal de muchos de estos materiales y, a partir de superordenadores, ha podido predecir sus comportamientos. Algunos pueden presentar part¨ªculas fundamentales que no se han encontrado en otro lugar del universo conocido.

¡°Con m¨¢s de 100 publicaciones, entre ellas varios art¨ªculos de gran impacto en Science y Nature, las contribuciones de la doctora Vergniory han transformado la ciencia de los materiales. Su descubrimiento del bismuto como aislante topol¨®gico de alto orden y la predicci¨®n de miles de nuevos materiales demuestra su influencia revolucionaria. Ya se est¨¢n sintetizando, lo que promete avances significativos en computaci¨®n y m¨¢s all¨¢¡±, destaca por correo Claudia Felser, directora del Instituto Max Planck y vicepresidenta de la Sociedad Max Planck.

El relevo del silicio aguarda. El grafeno, proveniente del carbono, parec¨ªa ser el sucesor ideal, pero las bondades de transmisi¨®n que presenta en el laboratorio merman cuando se producen en cantidades industriales. La cient¨ªfica sabe que la industria y los gobiernos tardar¨¢n en apostar por los materiales topol¨®gicos, pero sigue fiel a sus investigaciones y a su intuici¨®n.

¡°Los cient¨ªficos somos superintuitivos, siempre acompa?ados de una formulaci¨®n matem¨¢tica rigurosa. Sin intuici¨®n y creatividad no avanzas, no puedes ver m¨¢s all¨¢. Y muchas veces no sabes por qu¨¦ ves m¨¢s all¨¢¡±, puntualiza.

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