Premio Fronteras para los descubridores del ‘ángulo mágico’ que genera supermateriales

Los creadores de un nuevo campo de la física, conocido como twistrónica, han ganado este jueves el Premio Fronteras del Conocimiento en Ciencias Básicas, dotado con 400.000 euros. El físico español Pablo Jarillo-Herrero y el canadiense Allan MacDonald han recibido el galardón de la Fundación BBVA en su decimoctava edición. El jurado ha elegido a estos científicos entre casi un centenar de nominados, por sus trabajos pioneros sobre el llamado ángulo mágico, que permite transformar y controlar el comportamiento de nuevos materiales.

Un giro de apenas un grado logró revolucionar la física de materiales. En 2011, MacDonald, nacido en Antigonish en 1951, predijo teóricamente que al rotar dos capas de grafeno ―láminas de carbono de un solo átomo de espesor― en torno a un ángulo muy preciso, de aproximadamente 1,1 grados, surgirían propiedades electrónicas completamente nuevas. Siete años después, el investigador Pablo Jarillo-Herrero, nacido en Valencia en 1976, confirmó experimentalmente esta idea. Se demostró que ese ángulo mágico podía convertir el grafeno en un material superconductor o aislante.

Jarillo-Herrero, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (EE UU), publicó los resultados de su investigación en la revista Nature en 2018. Su contribución se convirtió en una de las más citadas del año en todo el mundo. Aquel descubrimiento abrió un campo de investigación conocido como twistrónica, que estudia cómo la rotación entre capas de materiales bidimensionales superpuestas permite controlar su comportamiento electrónico. “Es un reconocimiento que es compartido con un colega y amigo, MacDonald. Además, yo soy la persona nombrada, pero realmente es un premio a mi grupo de investigación”, explica el premiado.

MacDonald, de la Universidad de Texas en Austin (EE UU), opina que lo logrado por Jarillo-Herrero es “ciencia ficción”. El propio físico valenciano afirma que rotar una capa de grafeno sobre otra con un ángulo concreto era algo que “nunca se había podido hacer en la historia de la física”. Durante años, el equipo de Jarillo-Herrero realizó multitud de experimentos hasta que consiguió superponer capas de finísimos materiales con el ángulo deseado, obteniendo propiedades con prometedoras aplicaciones industriales, como la superconductividad de electricidad y el magnetismo. El proceso actual todavía es muy artesanal. Jarillo-Herrero se compara con “monjes medievales haciendo un manuscrito”.

En una conversación telefónica con EL PAÍS, Jarillo-Herrero cuenta de dónde parte esta analogía. “Muchas veces me preguntan qué hace falta para hacer tecnología o aplicaciones con estos materiales. Yo les digo que sabemos cómo hacer un dispositivo, pero uno solo cada vez”. Cada uno con sus propias particularidades: “Los monjes medievales hacían un manuscrito con muchas florituras, único, pero luego si tenían que hacer otro lo hacían desde el principio. Aún hace falta que se invente la imprenta de materiales cuánticos para hacer miles o millones de dispositivos, todos idénticos”.

Este físico admite que producirlos a gran escala aún es un problema: “Si pudiéramos hacerlos, se podrían utilizar para muchísimas aplicaciones en tecnologías cuánticas”. Como, por ejemplo, en computación cuántica o en detectores ultrasensibles de luz, sobre todo infrarroja. Da otro ejemplo: en aplicaciones de computación neurológica, “que es comunicación inspirada en el cerebro y que puede ser útil para crear una inteligencia artificial más eficiente energéticamente”.

El jurado en la categoría de Ciencias Básicas estuvo presidido por Theodor W. Hänsch, premio Nobel de Física y una de las figuras más influyentes de la espectroscopia láser moderna. En la anterior edición del galardón, los científicos Avelino Corma, John F. Hartwig y Helmut Schwarz fueron los reconocidos por sentar las bases de los catalizadores —sustancias que incrementan la velocidad de una reacción— que hacen posible una química más sostenible y eficiente al evitar fuentes fósiles, como el petróleo o el gas.