{"id":9540,"date":"2026-01-12T15:53:34","date_gmt":"2026-01-12T18:53:34","guid":{"rendered":"https:\/\/dicyt.usach.cl\/?p=9540"},"modified":"2026-01-22T14:55:53","modified_gmt":"2026-01-22T17:55:53","slug":"investigacion-usach-busca-entender-las-reglas-invisibles-que-gobiernan-la-materia-y-el-universo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/dicyt.usach.cl\/index.php\/investigacion-usach-busca-entender-las-reglas-invisibles-que-gobiernan-la-materia-y-el-universo\/","title":{"rendered":"Investigaci\u00f3n Usach busca entender las reglas invisibles que gobiernan la materia y el universo"},"content":{"rendered":"\t\t
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El acad\u00e9mico del Departamento de F\u00edsica, Dr. Francisco Correa, lidera un proyecto Fondecyt Regular que busca comprender las reglas cu\u00e1nticas que determinan c\u00f3mo se comporta la materia a escalas muy peque\u00f1as y c\u00f3mo, al modificarse esas reglas, pueden surgir nuevas propiedades en materiales avanzados y en modelos que ayudan a entender la estructura del universo. La iniciativa es apoyada por la Direcci\u00f3n de Investigaci\u00f3n Cient\u00edfica y Tecnol\u00f3gica (Dicyt-Usach).<\/p>

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Desde hace m\u00e1s de un siglo, la f\u00edsica busca comprender cu\u00e1les son las leyes fundamentales que gobiernan el comportamiento del universo, desde las part\u00edculas m\u00e1s peque\u00f1as hasta las estructuras m\u00e1s grandes del espacio y el tiempo. En ese sentido, la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica<\/strong> ha sido clave en este esfuerzo, al revelar que la materia no se comporta de manera intuitiva, sino siguiendo reglas que determinan qu\u00e9 fen\u00f3menos son posibles y cu\u00e1les no.\u00a0<\/span><\/p>\n

Muchas de estas reglas est\u00e1n asociadas a simetr\u00edas cu\u00e1nticas,<\/strong> principios que organizan la naturaleza y que indican cu\u00e1ndo un sistema se comporta de la misma forma, sin importar el lugar o las condiciones. Cuando estas simetr\u00edas se mantienen, el comportamiento de la materia es predecible, por ejemplo, permitiendo anticipar c\u00f3mo se mover\u00e1 un electr\u00f3n dentro de un material; en cambio, cuando se modifican o se rompen, pueden surgir nuevas propiedades, estados inesperados y fen\u00f3menos que hoy est\u00e1n en el centro de la investigaci\u00f3n, tanto en materiales avanzados como en modelos que buscan explicar la estructura del universo.<\/span><\/p>\n

Un ejemplo concreto donde estas simetr\u00edas cu\u00e1nticas se manifiestan con claridad es el grafeno<\/strong>, un material bidimensional compuesto por una sola capa de \u00e1tomos de carbono, cuyo descubrimiento fue reconocido con el Premio Nobel de F\u00edsica en 2010.<\/strong> Al analizarlo a escala microsc\u00f3pica, se observa una estructura cristalina altamente ordenada en forma hexagonal, similar a un panal de abejas, generando un comportamiento electr\u00f3nico inusual, en el que las simetr\u00edas del sistema determinan propiedades extraordinarias, como una elevada conductividad el\u00e9ctrica, una gran resistencia mec\u00e1nica y una notable estabilidad.\u00a0<\/p>\n

Sin ir m\u00e1s lejos, el Premio Nobel de F\u00edsica 2025<\/strong> puso de relieve que estos mismos principios cu\u00e1nticos y sus simetr\u00edas fundamentales no se restringen \u00fanicamente al mundo microsc\u00f3pico, sino que tambi\u00e9n pueden preservarse y controlarse en sistemas macrosc\u00f3picos. Un ejemplo de ello son los circuitos el\u00e9ctricos superconductores, donde fen\u00f3menos genuinamente cu\u00e1nticos, como la cuantizaci\u00f3n de la energ\u00eda o el efecto t\u00fanel, emergen gracias a la presencia de simetr\u00edas de fase y de gauge<\/em>.<\/p>\n

Estos avances abren el camino al desarrollo de tecnolog\u00edas cu\u00e1nticas de nueva generaci\u00f3n y confirman que las simetr\u00edas no solo explican la estructura \u00edntima de la materia, sino que tambi\u00e9n permiten que lo cu\u00e1ntico sea observable, controlable y funcional a escalas visibles y tecnol\u00f3gicamente relevantes.<\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t

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Predecir la aparici\u00f3n de nuevas part\u00edculas <\/b>

Desde la Usach, esta investigaci\u00f3n utiliza sistemas del tipo grafeno como punto de partida para estudiar c\u00f3mo las simetr\u00edas cu\u00e1nticas influyen en el comportamiento de la materia. A trav\u00e9s de un proyecto Fondecyt Regular, el acad\u00e9mico del Departamento de F\u00edsica, Dr. Francisco Correa,<\/strong> analiza de forma te\u00f3rica qu\u00e9 reglas permiten describir el movimiento de los electrones en este tipo de materiales y c\u00f3mo cambian sus propiedades cuando esas simetr\u00edas se alteran. El objetivo es entender, desde la base, por qu\u00e9 surgen comportamientos que no aparecen en materiales tradicionales y c\u00f3mo este conocimiento puede extenderse a otros sistemas cu\u00e1nticos m\u00e1s complejos.

\u201cAl estudiar una simetr\u00eda espec\u00edfica, como la simetr\u00eda hexagonal o inversi\u00f3n temporal, es posible predecir la aparici\u00f3n de nuevas part\u00edculas o propiedades de la materia. Muchas de ellas se han descubierto justamente a partir de estas simetr\u00edas, que juegan un rol fundamental en la naturaleza y permiten conectar la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica con aplicaciones en \u00e1reas como la \u00f3ptica y el estudio de sistemas no herm\u00edticos\u201d<\/i>, explic\u00f3 el acad\u00e9mico Usach.

Los sistemas no herm\u00edticos describen situaciones en las que un sistema cu\u00e1ntico intercambia energ\u00eda con su entorno, a diferencia de los modelos tradicionales que asumen sistemas cerrados, es decir, no se trata de sistemas aislados, sino de escenarios donde la energ\u00eda puede entrar o salir, modificando su comportamiento de formas que no aparecen en los modelos cl\u00e1sicos.

Este tipo de sistemas es clave para entender comportamientos extremos y poco intuitivos, pero todav\u00eda faltan modelos te\u00f3ricos que permitan predecirlos con claridad. Por eso, el proyecto incorpora el estudio de sistemas no herm\u00edticos como una forma de extender las herramientas de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica a escenarios m\u00e1s realistas y complejos.

\u201cEn los sistemas no herm\u00edticos aparecen materiales que no se encuentran de forma natural y que hay que dise\u00f1ar. Al introducir p\u00e9rdidas o ganancias de energ\u00eda, se pueden generar efectos especiales, como controlar o redirigir ondas. Esto es relevante porque casi todo en la naturaleza se propaga en forma de ondas, desde la luz hasta el sonido, y entender estos comportamientos permite avanzar en el dise\u00f1o de nuevos dispositivos y conocer m\u00e1s el funcionamiento del universo\u201d, <\/i>a\u00f1adi\u00f3 Correa.
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<\/i>En la frontera de la f\u00edsica te\u00f3rica<\/b>
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<\/i>M\u00e1s all\u00e1 de los materiales y los sistemas dise\u00f1ados, el proyecto tambi\u00e9n extiende estas herramientas al estudio de problemas fundamentales de la f\u00edsica te\u00f3rica. En particular, busca comprender c\u00f3mo las simetr\u00edas cu\u00e1nticas y las estructuras matem\u00e1ticas que aparecen en estos modelos influyen en teor\u00edas de campos y en la descripci\u00f3n del espacio-tiempo, incluyendo fen\u00f3menos extremos como los agujeros negros, donde a\u00fan existen muchas preguntas abiertas sobre su comportamiento.

En ese contexto, el acad\u00e9mico destaca que, aunque el proyecto se sit\u00faa en la frontera de la f\u00edsica te\u00f3rica, su aporte no se limita a un solo \u00e1mbito, sino que busca tender puentes entre \u00e1reas que hoy avanzan en paralelo, desde el estudio de materiales como el grafeno y el dise\u00f1o de metamateriales, hasta preguntas abiertas sobre la gravedad y los agujeros negros, la investigaci\u00f3n se articula como un esfuerzo por conectar distintos niveles de la f\u00edsica.

Asimismo, subraya que muchas de las tecnolog\u00edas que hoy forman parte de la vida cotidiana tuvieron su origen en investigaciones de ciencia b\u00e1sica. En esa proyecci\u00f3n, el desaf\u00edo es profundizar en la comprensi\u00f3n de las simetr\u00edas cu\u00e1nticas para explicar fen\u00f3menos complejos y, al mismo tiempo, abrir nuevas l\u00edneas de investigaci\u00f3n, fortalecer redes internacionales y formar capital humano que contin\u00fae empujando estos l\u00edmites en el mediano y largo plazo.<\/p>\n

\u201cTrabajar con estudiantes, formarles y ver c\u00f3mo luego se proyectan hacia otras \u00e1reas es muy gratificante. La f\u00edsica te\u00f3rica permite hacer muchas cosas que a uno le gustan, con aplicaciones tanto a futuro como cercanas, pero adem\u00e1s est\u00e1 la interacci\u00f3n con las personas, y eso para m\u00ed es especialmente valioso\u201d, <\/i>finaliz\u00f3 el investigador Usach.<\/p>\n

Texto y Fotograf\u00eda: Camilo Araya Bernales<\/strong><\/em><\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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Investigaci\u00f3n Usach busca entender las reglas invisibles que gobiernan la materia y el universo<\/span> Read More 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