La física de la materia condensada es el campo de la física que se ocupa de las propiedades físicas macroscópicas y microscópicas de la materia , especialmente las fases sólida y líquida que surgen de las fuerzas electromagnéticas entre átomos . De manera más general, el tema trata de fases "condensadas" de la materia: sistemas de muchos constituyentes con fuertes interacciones entre ellos. Las fases condensadas más exóticas incluyen la fase superconductora exhibida por ciertos materiales a baja temperatura , las fases ferromagnética y antiferromagnética de espines enredes cristalinas de átomos y el condensado de Bose-Einstein que se encuentra en sistemas atómicos ultrafríos . Los físicos de la materia condensada buscan comprender el comportamiento de estas fases mediante experimentos para medir varias propiedades materiales y aplicando las leyes físicas de la mecánica cuántica , el electromagnetismo , la mecánica estadística y otras teorías para desarrollar modelos matemáticos.
La diversidad de sistemas y fenómenos disponibles para el estudio hace que la física de la materia condensada sea el campo más activo de la física contemporánea: un tercio de todos los físicos estadounidenses se identifican a sí mismos como físicos de la materia condensada, [1] y la División de Física de la Materia Condensada es la división más grande en la Sociedad Estadounidense de Física . [2] El campo se superpone con la química , la ciencia de los materiales , la ingeniería y la nanotecnología , y se relaciona estrechamente con la física atómica y la biofísica . La física teórica de la materia condensada comparte conceptos y métodos importantes con la defísica de partículas y física nuclear . [3]
Una variedad de temas de la física como la cristalografía , la metalurgia , la elasticidad , el magnetismo , etc., fueron tratados como áreas distintas hasta la década de 1940, cuando se agruparon como física del estado sólido . Alrededor de la década de 1960, el estudio de las propiedades físicas de los líquidos se agregó a esta lista, formando la base para la especialidad más completa de la física de la materia condensada. [4] Bell Telephone Laboratories fue uno de los primeros institutos en llevar a cabo un programa de investigación en física de la materia condensada. [4]
Según el físico Philip Warren Anderson , el uso del término "materia condensada" para designar un campo de estudio fue acuñado por él y Volker Heine , cuando cambiaron el nombre de su grupo en los Laboratorios Cavendish , Cambridge de teoría del estado sólido a teoría. of Condensed Matter en 1967, [5], ya que lo sentían mejor, incluía su interés en los líquidos, la materia nuclear , etc. [6] [7] Aunque Anderson y Heine ayudaron a popularizar el nombre "materia condensada", se había utilizado en Europa durante algunos años, sobre todo en la revista Springer-Verlag.Física de la materia condensada , lanzada en 1963. [8] El nombre "física de la materia condensada" enfatizaba la similitud de los problemas científicos encontrados por los físicos que trabajaban con sólidos, líquidos, plasmas y otras materias complejas, mientras que la "física del estado sólido" a menudo se asociaba con aplicaciones industriales restringidas de metales y semiconductores. En las décadas de 1960 y 1970, algunos físicos sintieron que el nombre más completo se ajustaba mejor al entorno de financiación y la política de la Guerra Fría de la época. [9]
Las referencias a estados "condensados" pueden rastrearse hasta fuentes anteriores. Por ejemplo, en la introducción a su libro de 1947 Teoría cinética de los líquidos , [10] Yakov Frenkel propuso que "La teoría cinética de los líquidos debe, en consecuencia, desarrollarse como una generalización y extensión de la teoría cinética de los cuerpos sólidos. De hecho, , sería más correcto unificarlos bajo el título de 'cuerpos condensados' ”.