La transición de fase de Kosterlitz-Thouless

Abstract

En el siguiente trabajo vamos a estudiar la Transición de Kosterlitz-Thouless. Se trata de una transición de fases presente en el Modelo XY, un sistema bidimensional formado por espines fijos que rotan libremente y que interactúan con sus vecinos más cercanos. La importancia de dicha teoría radica en que se había demostrado que no cumplía los requisitos de transiciones de fases predichos en la teoría de Landau de parámetros de orden y ruptura de simetría, pese a que sí se esperaba una transición para el sistema, así como el papel crucial en dicha transición de los defectos topológicos del material, llamados vórtices. Lo que ocurre en esta transición es que, al alcanzar la temperatura crítica, pasamos de una fase de baja temperatura en la cual los vórtices forman parejas de vórtice y anti-vórtice a una fase donde encontramos vórtices desapareados que actúan como cargas libres en un gas de Coulomb. Esta teoría fue pionera en el estudio de la topología y llevó a los dos físicos que la formularon a ganar el Premio Nobel de Física en 2016.