Maia García-Vergniory

 

Maia Garcia-Vergniory (Barakaldo, 1978) no sabía cuando era pequeña que quería ser física; su amor por la ciencia se fue gestando de manera gradual, recorriendo un camino… Hoy en día es investigadora en la fundación vasca para la ciencia Ikerbasque y en el centro de investigación Donostia International Physics Center, donde estudia nuevos materiales y estrategias computacionales para realizar nuevos sistemas de materia condensada, siendo una de las científicas referentes en ese campo.

La American Physics Society ha reconocido a Maia García Vergniory con la APS Fellow (miembro de la Sociedad Estadounidense de Física), por su contribución en la identificación de nuevos materiales topológicos, en lo que se considera la segunda revolución de la física cuántica. Maia García comenzó a trabajar en materiales topológicos en 2012 y es ahora líder de grupo en el Instituto Max Planck de Física Química de Sólidos. Su trabajo en química cuántica topológica investiga las fases de los materiales topológicos. Realizó una investigación doctoral en la Universidad del País Vasco que se centró en los efectos del problema de los muchos cuerpos en las interacciones entre los estados electrónicos excitados y los iones móviles en las superficies..

Su trabajo se centra en el diseño de materiales topológicos con propiedades funcionales mejoradas. Estos materiales tienen una característica especial: aunque en su interior se comportan como aislantes, su superficie es conductora, permitiendo el flujo de corriente de manera robusta y estable, sin depender del tamaño del material. Para identificar materiales con estas propiedades, Maia García analizó la base de datos de estructuras cristalinas inorgánicas, y mediante simulaciones por computadora, logró clasificar distintos materiales según su comportamiento topológico. Su investigación combinó cálculos teóricos avanzados con información de científicos de materiales para determinar qué compuestos eran adecuados.

Gracias a su trabajo, se logró sintetizar y estudiar experimentalmente el aislante topológico de alto orden Bi₄Br₄.Además, conociendo la simetría cristalina de un material, descubrió que era posible predecir cómo se comportaría su carga eléctrica. Actualmente, Maia también estudia materiales orgánicos y cree que los cristales topológicos con estructuras quirales podrían dar lugar a fenómenos físicos exóticos. Maia García Vergniory ha sido reconocida internacionalmente por su labor en la investigación de materiales topológicos. En 2017, recibió el Premio L'Oréal-UNESCO a Mujeres en Ciencia por su destacada contribución al campo de la física. En 2022, fue elegida miembro de la Sociedad Estadounidense de Física, un reconocimiento a su trayectoria y aportes en el estudio de nuevos materiales.

En una entrevista le preguntaron de qué trataba la Química Cuántica Topológica, y Maia respondería así: Hace como 20 años, se descubrieron unos materiales, que se llaman los materiales topológicos, que nos interesan porque son materiales con muy baja disipación; la corriente eléctrica y la resistencia eléctrica son constantes, con lo cual, tienes mucho control del material. En condiciones un poco extremas, sirven para plataformas, para ordenadores cuánticos, para células fotovoltaicas, para detectores, para sensores… Tienen muchísimas aplicaciones.

Desarrollamos una teoría para poder identificarlos; e identificamos un montón. Lejos de ser una rareza, son unos materiales bastante comunes; lo que pasa es que no estaban identificados. Hemos identificado muchísimos, como 10.000 materiales nuevos. Ahora mismo, estoy trabajando en materiales topológicos quirales, en unos compuestos que se llaman B20; son binarios y tienen unos estados de superficie que conducen la electricidad con unas propiedades buenísimas, a diferentes velocidades. Por ejemplo, el platino-aluminio, el platino-galio, el paladio-galio, el cobalto-silicio son algunos de ellos.

¿Se pueden aplicar en el campo de la tecnología en ordenadores, y en móviles? Sí, claro; para cualquier tipo de tecnología de baja disipación, cualquier dispositivo de baja disipación, estos son buenísimos, porque es que disipan poquísimo. Luego, además, también tiene aplicaciones en catálisis, en células fotovoltaicas, en microelectrónica, en ordenadores cuánticos. Es decir, tienen muchísimo potencial. Lo que pasa, es que hacía falta encontrar materiales y era lo que no se estaba encontrando. Ahora hay muchísimas opciones para jugar con ellos.

Los materiales contaminantes se llaman tierras raras y son los que se usan en los motores, en los móviles… Básicamente, en todo lo que usamos. Lo que estamos intentando buscar, sí, son sustitutos a esos materiales; y estos podrían serlo. Lo que pasa es que desde que encuentras el material hasta que se llega a aplicar en una ingeniería, hay un recorrido bastante largo. Pero la idea es poder sustituir con materiales más limpios los materiales más contaminantes que estamos usando ahora.

Estamos muy al principio; todavía falta bastante

, porque la industria no planea cambiar de material el año que viene. Es decir, cuando invierten en algo, invierten a 20 años. Dentro de 20 años igual dicen vale, vamos a dejar el silicio y vamos a usar otro material; se lo empiezan a plantear, pero hay una producción de tecnología que no se puede cambiar de un día para otro. No sin ayudas. El proceso es lento. El transistor de silicio se construyó en los años 40 y hasta los 70 u 80 no se empezó a usar. Y ahora, todos los chips están hechos de silicio, pero necesita un tiempo. Para cambiar la producción y cambiar lo que es la base de la tecnología, la conversión, no es inmediata; básicamente, porque tienes que renovar absolutamente toda la maquinaria. Pero esperemos que podamos renovarlo.

Ahora, se está trabajando en superconductores topológicos; además de ser topológicos, que tengan la conductividad como un superconductor. Los electrones en estos materiales, cuando tienen correlaciones fuertes, interacciones fuertes, se sienten mucho unos a otros, no puedes separar la dinámica de un electrón; es un movimiento colectivo. Cuando eso ocurre, surgen unas excitaciones que se llaman aniones y estos son plataformas para ordenadores cuánticos universales. Esa también es una línea de investigación: entender bien qué ocurre cuando los electrones se mueven de manera colectiva. Y luego, los materiales quirales, que pueden servir para detectar materia oscura, por ejemplo.

¿Qué le dice la gente cuando se enteran que se dedica a esta actividad, a la física cuántica? Al final, la física cuántica es la física que rige el mundo subatómico. Si haces estados sólidos, materia condensada, que es lo que yo estudio, tienes que usar la física cuántica sí o sí, porque no hay otra manera de entender lo que ocurre en el mundo atómico y subatómico. ¿Qué me dice la gente? No sé… No suelo decir que soy física cuántica, de todas formas; suelo decir que me dedico a la ciencia de materiales, que suena mejor. Suena más cercano.

Estoy muy contenta con el reconocimiento de la American Physical Society, la verdad, es que ellos te tienen que nominar, no te puedes presentar tú; cuando me dijeron que me querían nominar, yo pensé que no me lo iban a dar. La verdad es que me ha hecho mucha ilusión. Voy a seguir con esta línea de investigación. Estoy trabajando con compañeros de aquí, mirando cosas nuevas: con Jon Errea, con Fernando de Juan, con Aitzol García Etxarri. Miramos cosas de fotónica, cosas de transporte no lineal, los modos colectivos en los cristales. También quería hacer cosas de inteligencia artificial, porque tenemos una base de datos muy grande y la podemos usar para muchas cosas. Pero nada que no hubiese pensado la semana pasada.

Además de su hallazgo el aislante topológico de alto orden Bi₄Br₄- Maia descubrió la simetría cristalina de un material, donde era posible predecir cómo se comportaría su carga eléctrica, y actualmente, también estudia materiales orgánicos pues cree que los cristales topológicos con estructuras quirales podrían dar lugar a fenómenos físicos exóticos.

Maracaibo, el domingo 27 de julio del año 2025