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La tesis de doctorado de Maurice Oliva Leyva, asesorado por el investigador del Instituto de Física de la UNAM, Gerardo García Naumis, fue anunciada hoy como ganadora del premio Weizmann 2016, un reconocimiento que entrega la Asociación Mexicana de Amigos Weizmann de Ciencias en conjunto con la Academia Mexicana de Ciencias (AMC).

El premio reconoce, desde 1986, a las mejores tesis de doctorado en ciencias exactas y naturales que son realizadas en México por investigadores e investigadoras menores de 35 y 38 años, respectivamente, con base en la originalidad, el rigor académico y la importancia científica de sus trabajos.

Maurice Oliva fue elegido como el ganador en la categoría de tesis en ciencias exactas por su trabajo titulado: "Hamiltoniano efectivo de Dirac para el grafeno deformado: propiedades electrónicas y ópticas", que destaca por su originalidad y por la que Maurice produjo seis artículos publicados en revistas internacionales.

En diciembre de 2016, Oliva también recibió la Medalla Juan Manuel Lozano Mejía, un reconocimiento que otorga anualmente el Instituto de Física a la mejor tesis de doctorado. Este nuevo premio consolida y promueve la fortaleza académica del trabajo de Oliva y su asesor Gerardo García Naumis.

Entendiendo el grafeno deformado

Maurice es de nacionalidad cubana y estudió la licenciatura de Física en 2007 en la Universidad de La Habana, al igual que la maestría en Ciencias Físicas en 2011. A finales de ese mismo año, siendo profesor de asignatura en la Facultad de Física de esa universidad, decidió venir a México a hacer el doctorado motivado por su esposa, quien era estudiante de posgrado en la UNAM.

Desde el primer momento en que Oliva Leyva se puso en contacto con García Naumis, recibió un gran apoyo y motivación de su parte, mismos que se mantuvieron durante todo el trabajo de tesis doctoral, según palabras del premiado: “fue todo un lujo contar a tiempo completo con la asesoría y capacidad de trabajo del profe Naumis”.

Su tesis fue motivada por la analogía entre los modelos para describir las propiedades electrónicas del grafeno deformado y las del grafeno perfecto bajo un campo electromagnético. “El grafeno sometido a ciertas deformaciones se comporta como si estuviera sometido a la acción de un campo magnético uniforme muy intenso”, explica el joven investigador.

Gerardo García Naumis, con experticia previa en el comportamiento del grafeno bajo radiación electromagnética, le propuso “describir al grafeno deformado mediante una ecuación efectiva de Dirac”, dice Maurice, una ecuación que se usa en la mecánica cuántica para describir el comportamiento de partículas relativistas, es decir, donde importa la velocidad a la que se mueven.

Sin embargo, hubo retos. El primero de ellos fue el hecho de que existían varias ecuaciones efectivas de Dirac para capturar los efectos de las deformaciones sobre del grafeno. Entonces, debían explorarlas una a una para saber cuál de todas era la más adecuada. Por eso, para continuar con la investigación, “tuvimos que averiguar cuál de todos los formalismos, en la aproximación de Dirac, era el adecuado para modelar al grafeno deformado”, explica Oliva.

Resultado de esa búsqueda los llevó a derivar una ecuación más general que las reportadas hasta ese momento, pues en su derivación tomaron en cuenta el corrimiento de los puntos de Dirac, un efecto inducido por las deformaciones estructurales, que no se había considerado previamente.

“Encontramos una ecuación dentro de la aproximación de Dirac que modela apropiadamente la velocidad anisotrópica de Fermi para el grafeno bajo una deformación uniforme”, es decir, una ecuación que dice cómo se comportan los electrones al moverse dentro dicho material deformado.

“Más allá de que nosotros describiéramos alguna propiedad particular del grafeno deformado, desde el punto de vista general, donde creo que más contribuimos nosotros con este trabajo fue en dar una descripción, dentro de la aproximación de Dirac, lo más general y consistente posible”, dijo el investigador en entrevista para Noticias IFUNAM.

Una muestra del impacto de la investigación doctoral realizada por Oliva Leyva queda expresada por el hecho que unos de sus artículos: "Sound waves induce Volkov-like states, band structure and collimation effect in graphene", resultó entre las 10 mejores publicaciones de autores latinoamericanos que tuvieron más descargas durante el 2016, como publicó el Institute of Physics (IOP) el pasado 6 de diciembre en su sitio web.

Con toda la experiencia y el conocimiento adquirido en el doctorado, desde septiembre de 2016, Maurice Oliva Leyva realiza estudios posdoctorales en el Instituto de Investigaciones en Materiales de la UNAM (IIM-UNAM), en donde desarrolla modelos analíticos para materiales con deformación estructural, bajo la asesoría de Chumin Wang Chen. En este nuevo proyecto, Oliva estudia las propiedades eléctricas y ópticas de materiales bidimensionales bajo deformación de estructura, más allá del grafeno.