Física da materia condensada

A física da materia condensada é o campo da física que se ocupa das características físicas macroscópicas da materia. En particular, refírese ás fases 'condensadas' que aparecen sempre que o número de constituíntes nun sistema é extremadamente grande e as interaccións entre os compoñentes fortes. Os exemplos máis familiares de fases condensadas son os sólidos e os líquidos, que xorden a partir de enlaces e unións causados por interaccións electromagnéticas entre os átomos. Entre as fases condensadas máis exóticas cóntanse as fases superfluídas e o condensado de Bose-Einstein, que se atopan en certos sistemas atómicos sometidos a temperaturas extremadamente baixas, a fase supercondutora amosada polos electróns de condución en certos materiais, e as fases ferromagnética e antiferromagnética de spins en redes atómicas.

A Física da Materia Condensada é, de lonxe, o campo máis extenso da física contemporánea. Na súa rama teórica foi realizado un grande progreso. Para unha estimación, un terzo de todos os físicos americanos identifícase a si mesmo como físicos traballando en temas da materia condensada. Historicamente, este campo naceu a partir da física do estado sólido, que agora é considerado como un dos seus subcampos principais. O termo 'física da materia condensada' foi cruñado, ó parecer, por Philip Anderson, cando renomeou ó seu grupo de investigación - antes 'teoría do estado sólido' - (1967). En 1978, a División de Física do Estado Sólido da American Physical Society foi renomeada como División de Física de Materia Condensada. O campo de estudo da física da materia condensada ten unha grande superposición con áreas de estudo da química, a ciencia de materiais, a nanotecnoloxía e a enxeñaría.

Unha das razóns para que a física de materia condensada reciba tal nome é que moitos dos conceptos e técnicas desenvolvidos para estudar sólidos aplícanse tamén a sistemas fluídos. Por exemplo, os electróns de condución nun condutor eléctrico forman un tipo de líquido cuántico que ten esencialmente as mesmas características que un fluído conformado por átomos. De feito, o fenómeno da supercondutividade, no cal os electróns se condensan nunha nova fase fluída na que poden fluír sen disipación, presenta unha grande semellanza coa fase superfluída que se atopa no helio-3 a moi baixas temperaturas.

Temas de física da materia condensada

• Fases:
  • Fases xenéricas: Gas; Líquido; Sólido
  • Fases a baixa temperatura: condensado de Bose-Einstein; Gas de Fermi; Líquido de Fermi; Condensado de Fermi; Líquido de Luttinger; Superfluído; Compostos de Fermións; Supersólido
  • Fenómenos de cambio de fase: parámetro de orde; Transición de fase; Curva de enfriamento
• Sólidos cristalinos:
  • Tipos: illante; Metal; Semicondutor; Semi-metal; Cuasicritais
  • Características electrónicas: Ancho de banda; Onda de Bloch; Banda de condución; Masa Efectiva; Condución eléctrica; Oco electrónico ; Banda da valencia
  • Fenómenos electrónicos: Efecto Kondo; Plasmón; Efecto Hall Cuántico; Supercondutividade; Cristal de Wigner; Termoelectricidade
  • Fenómenos de redes: Antiferromagnetismo; Ferromagnetismo; Magnón; Fonón; Vidro de espíns; Defecto topolóxico
• Materia branda:
  • Tipos: Sólido amorfo; Materia granular; Cristal líquido; Polímero;
• Nanotecnoloxía:
  • Sistemas de Nanoelectromecánica (NEMS).
  • Microscopia de forza de resonancia magnética.
  • Transporte da calor en sistemas nanoscópicos.
  • Transporte de espín.