Materia Condensada

 En los últimos tiempos estamos utilizando objetos mucho más pequeños y sofisticados que hace unos 15 años. En el día a día utilizamos un USB, vemos tele en una Led, escuchamos musica por un Ipod, nos comunicamos con un Iphone, Blackberry o cualquier Smartphone, navegamos por medio de una ultrabook, Tablet, Ipad, etc, tenemos memorias micro SD, cámaras digitales y muchisimas cosas pequeñas creadas por el estudio de esta rama de la física y en base a la nanotecnología.

Desde hace mucho tiempo, la respuesta a la pregunta ¿De qué están hechas las cosas? ha sido la misma: de átomos, pero no es así de simple sino también de su estructura, de su composición.
Para empezar podemos nombrar a una computadora, aquella máquina que puede realizar tantas tareas y que parece no tener relación alguna con la sencilla arena de la playa. ¡Oh sorpresa! El elemento constitutivo principal de ambas es el mismo: El silicio.

¿Otro ejemplo? Comparemos el suave y opaco grafito de la punta de un lápiz con un duro y brillante diamante. Parecen tan diferentes entre sí, pero ambos están hechos de carbono puro. La explicación está en la geometría, en la forma en la que se acomodan los átomos para formar el material.

Estos y otros enigmas son los temas de estudio de la física en una de sus ramas: la Física de Materia Condensada.

¿Qué es la Física de Materia Condensada?
La física de la materia condensada es el campo de la física que estudia las características microscópicas de la materia. El estudio se enfoca, principalmente, a materiales sólidos y líquidos. Estos conocimientos nos ayudan a entender cómo son los materiales que encontramos en la naturaleza e incluso a dar un paso más allá y diseñar los propios.

¿Por qué es importante estudiar las cosas desde lo pequeño?
Analizando el gran salto en la ciencia y la tecnología. Hoy en día no es sorprendente ver el pequeño tamaño de la mayoría de los aparatos electrónicos. No hace mucho las televisiones tenían un tamaño enorme, además de que sus pantallas eran muy pequeñas; los radios de bulbos no se quedaban atrás. Hoy, esos aparatos que solían ser muebles, son portátiles.

Desde entonces los aparatos electrónicos se hicieron más eficientes, consumiendo menos electricidad para realizar las mismas funciones; se construyeron más pequeños y sin tantas partes móviles que se desgastaran; se hicieron durables y confiables.
El campo tiene grandes similitudes con la química, ciencia de los materiales y la nanotecnología, y hay conexiones cercanas con los campos relacionados de la física atómica y biofísica. La Teoría Física de la Materia Condensada también comparte muchos conceptos y técnicas importantes con teórica de partículas y física nuclear.

Las cámaras digitales también se han beneficiado. Cada vez poseen mayor resolución y sensibilidad a la luz. Y aunque pareciera que no rebasan el uso personal, estos aparatos son responsables de buena parte de las nociones que hoy tenemos sobre el universo.

Hace dos décadas, 144Mb era considerada una gran cantidad de información. Hoy esa capacidad nos suena risible pues apenas es suficiente para almacenar unas pocas canciones. Los discos duros actuales pueden almacenar cientos de miles de veces más información en volúmenes más pequeños llevando a la práctica fenómenos físicos recién descubiertos que se dan a nivel microscópico.

No todo el estudio de la física de materia condensada se reduce a los dispositivos como los transistores y microchips o a mejores maneras de conducir la electricidad; otros aspectos de nuestra vida moderna se han visto impactados de manera directa: medicina, vestimenta, transporte, industria petroquímica, cuidado del medio ambiente, y muchos otros.

 Ejemplos y Aplicaciones
El campo de investigación en esta área es muy extenso y sus logros no sólo tienen valor científico, sino que también benefician directamente al desarrollo tecnológico. Un ejemplo claro de esto es el desarrollo de la electrónica, impulsada por el avance de la física de semiconductores.

Semiconductores:
Un semiconductor tiene una resistividad eléctrica intermedia entre las de los buenos conductores y las de buenos aislantes. La enorme importancia de los semiconductores en la electrónica actual se debe, en parte, al hecho de que sus propiedades eléctricas son muy sensibles a concentraciones muy pequeñas de impurezas.

El semiconductor más utilizado es el silicio (Si) , que es el elemento más abundante en la naturaleza, después del oxígeno. Otros semiconductores son el germanio (Ge) y el selenio (Se)

Dispositivos con semiconductores
Los dispositivos con semiconductores llenan un papel indispensable en la electrónica contemporánea.
En las últimas cuatro décadas se dejó de usar los tubos al vacío al ser reemplazadas por dispositivos de estado sólido como transistores, diodos, circuitos integrados, etc.

Es evidente que jamás hubiéramos imaginado hace veinte años atrás que esta rama de la física se haría tan popular peor en el desarrollo que acabamos de hacer queda un poco más claro el panorama.

A pesar de las muchas posibilidades que la Física de Materia Condensada ofrece, salta a la vista esa diferencia que ha marcado en la vida moderna: Además de adaptarnos a los materiales existentes en la naturaleza contamos con la posibilidad de diseñar y construir los propios al nivel de nuestras necesidades.

Al desconocer los alcances del estudio de “lo pequeño”, es fácil caer en su menosprecio. Sin embargo, hemos visto que estos conocimientos han facilitado el entendimiento de la naturaleza, además de que mejoran día a día nuestra calidad de vida.

Fuente:
http://fisica.laguia2000.com/fisica-del-estado-solido/materia-condensada
http://www.portalciencia.net/nanotecno/