El premio Nobel 2016 fue entregado a David Thouless, Duncan Haldane y Michael Kosterlitz por descubrir y explicar un nuevo tipo de transición de fase: transiciones de fase topológicas. Ellos descubrieron que defectos topológicos en materiales (es decir, vórtices como los que vimos en clase para superfluidos o superconductores) permiten que ocurran ciertas transiciones de fase en sistemas bidimensionales que no pueden ser explicadas por un simple cambio en la simetría o el ordenamiento del sistema. La transición en este caso ocurre porque mientras que a temperaturas bajas los vórtices se agrupan de a pares, a temperaturas altas los vórtices se separan en vórtices individuales. Entre otras aplicaciones, las transiciones de fase topológicas explican comportamientos observados en experimentos de películas delgadas de helio superfluído y de superconductores.
Las herramientas para comprender esta transición de fase son las mismas que vimos en las últimas clases: modelos de Ising, longitud de correlación, ruptura espontánea de la simetría, exponentes críticos y el modelo fenomenológico de Landau. Los que quieran leer una introducción a la teoría que usa muchos elementos de mecánica estadística pueden leer el texto de la Academia de Ciencias Sueca explicando el premio Nobel 2016:
Hasta la página 11 pueden encontrar una explicación introductoria al problema al nivel de la materia, y que hacia el final usa la energía libre de Helmholtz para explicar al transición en términos termodinámicos.
