Física de la Materia Condensada

Física de la materia condensada, disciplina que trata las propiedades térmicas, elásticas, eléctricas, magnéticas y ópticas de las sustancias sólidas y líquidas. La física de la materia condensada creció a un ritmo explosivo durante la segunda mitad del siglo XX y ha conseguido numerosos e importantes logros científicos y técnicos, como el transistor.

Entre los materiales sólidos, los mayores avances teóricos se han producido en el estudio de los materiales cristalinos, cuyas matrices geométricas simples y repetitivas de átomos son sistemas de partículas múltiples que permiten el tratamiento por la mecánica cuántica. Dado que los átomos de un sólido están coordinados entre sí a grandes distancias, la teoría debe ir más allá de la apropiada para átomos y moléculas. Así, los conductores, como los metales, contienen algunos de los llamados electrones libres (o de conducción), responsables de la conductividad eléctrica y de la mayor parte de la conductividad térmica del material y que pertenecen colectivamente a todo el sólido y no a los átomos individuales. Los semiconductores y los aislantes, cristalinos o amorfos, son otros materiales estudiados en este campo de la física.

Otros aspectos de la materia condensada son las propiedades del estado líquido ordinario, de los cristales líquidos y, a temperaturas cercanas al cero absoluto (-273,15 °C o -459,67 °F), de los llamados líquidos cuánticos. Estos últimos presentan una propiedad conocida como superfluidez (flujo completamente sin fricción), que es un ejemplo de fenómeno cuántico macroscópico. La superconductividad (flujo de electricidad completamente sin resistencia), una propiedad a baja temperatura de ciertos materiales metálicos y cerámicos, también es un ejemplo de estos fenómenos. Además de su importancia para la tecnología, los estados cuánticos macroscópicos líquidos y sólidos son importantes en las teorías astrofísicas de la estructura estelar en, por ejemplo, las estrellas de neutrones.