La física de la materia condensada estudia las propiedades físicas de la materia en sus fases condensadas: sólidos y líquidos. Es la rama de la física con mayor número de investigadores y ha dado lugar a algunas de las tecnologías más importantes del mundo moderno. Los semiconductores, los superconductores, los cristales líquidos y los materiales magnéticos entran dentro de su ámbito de estudio. Esta disciplina investiga cómo se organizan los átomos y los electrones, y cómo dicha organización produce las propiedades que observamos.

La idea central es que el comportamiento colectivo importa. Un solo electrón es simple. Un billón de electrones interactuando entre sí y con una red de átomos pueden producir fenómenos que ninguna partícula individual exhibe. La superconductividad, donde la corriente fluye sin resistencia, es un ejemplo. El magnetismo es otro. Los aislantes topológicos, que conducen en su superficie pero no en su interior, son un descubrimiento más reciente. La física de la materia condensada también estudia las transiciones de fase: cómo un material cambia de una fase a otra y qué sucede en el punto crítico. Este campo se superpone con la ciencia de los materiales, la química y la ingeniería, y ha impulsado avances en la computación, la energía y la medicina.

Temas de materia condensada

• Semiconductores. Materiales que conducen bajo ciertas condiciones.
• Superconductores. Resistencia cero por debajo de una temperatura crítica.
• Magnetismo. Cómo se alinean los espines en los materiales.
• Transiciones de fase. Cambios entre estado sólido, líquido y otros estados.
• Materiales topológicos. Conductores en superficies, aislantes en el interior.

La física de la materia condensada no se limita a los sólidos. También estudia la materia blanda, incluidos los polímeros, los geles y los cristales líquidos.