Esta asociación académica sin ánimo de lucro creada en 1963 centra su interés a la investigación sobre la materia bajo alta presión. Sus citas anuales reúnen a cientos de científicos de diversos campos como la física, la química y las ciencias de la Tierra y planetarias, entre otras.

Tras haber estudiado Física en la Universidad Autónoma de Madrid en 1982, se doctoró en la misma universidad en 1986. Tras ser profesor ayudante (1983) en la institución madrileña, en 1987 se vincula a la ULL como profesor titular y, desde 1999, ostenta la cátedra de Física Aplicada. En 2016 la ULL le entregó su premio institucional a la Investigación en la ceremonia protocolaria del 11 de marzo.

Trayectoria brillante

Cuenta en su haber con más de 250 publicaciones, entre artículos y libros, y ha realizado estancias en prestigiosos centros de investigación como el International Center for Theoretical Physics de Trieste (Italia), Univesity of Illinois at Urbana-Champaign, la Université Pierre et Marie Curie, Laboratoire de Physique des Solides, Paris VI, el Max Planck Institut Gesechsaft (Berlín) y el Max Planck Institut (Stuttgart), entre otros.

Ha dirigido ocho tesis doctorales y también ha tenido una fecunda participación en proyectos de investigación nacionales e internacionales, muchos de ellos coordinados por él, así como en congresos internacionales y reuniones científicas. En su carrera cuenta con cinco sexenios de investigación y seis quinquenios de docencia, y es miembro de numerosos organismos de investigación en sus campos de especialidad.

Una de sus últimas investigaciones se ha centrado en una nueva fase del óxido de hierro, la fase épsilon (Fe203), conocida pero muy poco estudiada, que responde de distinta manera a medida que se profundiza hasta el centro del planeta. Se ha descubierto también que «potencialmente» puede existir, siempre a presiones elevadas, una nueva fase de este material por ahora completamente desconocida, y que podría ser de gran utilidad debido a las «interesantes» propiedades magnéticas que posee. Este hallazgo, que alumbra excepcionales posibilidades de estudio para la geodinámica, acaba de ser distinguido como uno de los scientific highlight de 2018 por el sincrotrón europeo, el ESRF.

El estudio muestra cómo la fase épsilon (Fe203), una nueva fase del óxido de hierro conocida, pero muy poco estudiada, responde de forma distinta a medida que se profundiza hasta el centro del planeta. A unas decenas de kilómetros de profundidad, las propiedades del óxido de hierro cambian totalmente y no son iguales a las que posee en la corteza terrestre. En este punto, y a pesar de las altas presiones (de 30 a 40 gigapascales) y elevadas temperaturas a las que está sometido, cambia su estructura y se transforma en un nuevo material.

La importancia de este descubrimiento, detallado en el estudio «Sesquióxido de hierro bajo presión: formación de un nuevo polimorfo de óxido de hierro», además de probar la estabilidad de esta fase del óxido de hierro, supone la aportación de nueva y valiosa información para los geofísicos, ya que desvela importantes datos a la hora de comprender cómo se comportan las capas interiores de la Tierra.

El responsable del proyecto, Alfonso Muñoz, explica que, además de esta valiosísima aportación, se ha descubierto también que “potencialmente” puede existir ‒siempre a presiones elevadas‒, una nueva fase de este material que por ahora es completamente desconocida, y que podría ser de gran utilidad debido a las “interesantes” propiedades magnéticas que posee.

Nature Comunications

Publicada en la acreditada revista Nature Comunications y en otras web de ciencia de prestigio, esta compleja investigación requirió de varios estudios interdisciplinares y de colaboraciones de ámbito internacional. Una parte del equipo se centró en las simulaciones mecanocuánticas y otra en los experimentos llevados a cabo en el sincrotrón español, el ALBA, y en el europeo, el ESRF, dos importantes macroinstalaciones donde las partículas cargadas casi pueden alcanzar la velocidad de la luz.

Estos dos aceleradores de partículas pueden desentrañar estructuras moleculares con el fin de conocer a fondo la materia que se investiga. Ambos centros permiten hacer determinaciones de rayos X y otras técnicas, con “una precisión con la que no era posible trabajar hace 50 años”, explica este experto en nanotecnología.

La fase épsilon del óxido de hierro es solo uno de los muchos materiales que centran los proyectos e investigaciones de Alfonso Muñoz, quien trabaja actualmente en otros materiales de interés geológico, como la tilleyita, un mineral que en la Universidad de La Laguna estudian en colaboración con grupos de científicos de Edimburgo y Valencia, o los compuestos topológicos, vanadatos y fosfatos, con propiedades mecanocuánticas “bastante sorprendentes”.

La actividad profesional desarrollada por este físico, con más de 250 artículos de investigación publicados y seis sexenios de investigación en la Universidad de La Laguna, es muy amplia y fructífera. Además de mantener colaboraciones con varios grupos experimentales, ha formado parte de numerosas organizaciones europeas y en la actualidad es miembro del European High Pressure Research Group.

Además, uno de sus artículos ha sido seleccionado por la revista Journal of Physics: Condensed Matter como uno de los más importantes dentro del campo de la materia condensada. “Nos dedicamos fundamentalmente al estudio de la materia condensada que abarca todo tipo de materiales, con aplicaciones en multitud de campos de la ciencia y, sobre todo, de la tecnología”, explica Muñoz. Y añade que “quizás este aspecto, a pesar de estar muy presente en nuestro día a día, es de los conceptos más desconocidos de la ciencia”.

“Nuestras técnicas son proyectivas, no tenemos la necesidad de tener el material»

Hace poco han terminado un trabajo en el que se estudia cómo secuestrar el CO2 de la atmósfera y guardarlo de manera segura, ya que es un gran problema para el efecto invernadero y el cambio climático.

Sus investigaciones se basan en la simulación. El profesor Muñoz explica de que se tratan: “Nuestras técnicas son proyectivas, no tenemos la necesidad de tener el material. Se trata de evaluar las propiedades y ver si vale la pena antes de hacer el experimento”. Sus trabajos de representación permiten a los grupos experimentales presentar propuestas para acceder a grandes instalaciones, únicas y muy demandadas en el mundo como el Advanced Photon Source.

En 2020, se encargarán de organizar el High Pressure Processes Group en Tenerife, una de las conferencias más grandes de alta presión. Es multidisciplinar, pues en ella se concentran todos los campos de la tecnología desde la Física hasta la Biología, pasando por la alimentación. Este evento coincidirá con The Research Institute in Astrophysics and Planetology  (IRAP), que es de carácter internacional.

«Hay una química y una física muy rica de materiales novedosos bajo alta presión»

Los últimos trabajos que han enviado a publicar son estudios de CO2 en Zeolitas (mineral volcánico). Además, estudian compuestos cuyas propiedades están todavía sin caracterizar y resultan interesantes. “La mayoría de las nuevas tecnologías están basadas en el estudio de elementos que han sido desarrollados dentro del campo de la materia condesada. Hay que estudiarlos y encontrar nuevas propiedades y utilidades tecnológicas. Hay una química y una física muy rica de materiales novedosos bajo alta presión”, declara el coordinador del equipo.

A pesar de ello, los profesores no valoran iniciar nuevos proyectos pronto. El coordinador comenta que “siempre hay cosas nuevas, pero todo está limitado por la capacidad”. “Estamos financiados por proyectos nacionales, como el CONSOLIDER. Tenemos varios planes abiertos con gente de EE. UU. y la India que nos tienen ocupados el 100 % del tiempo. Además, debemos organizar el congreso, que llevará un trabajo importante. Tenemos más proyectos de los que podemos atender”, concluye Muñoz.

A continuación, tranquilizó a los presentes de la sala con que aquellos cambios en el sistema métrico no modificaría en absoluto nuestra vida diaria ni la forma en la que medimos las cosas. Simplemente, subrayó, «se tomarán referencias mucho más exactas y universales. Incluso los extraterrestres podrían entenderlo”.

El efecto Hall cuántico es la base para el estándar internacional de resistencia eléctrica y es aplicado para determinar los materiales conductores de electricidad. Así, Klitzing y su equipo observaron que aplicando un campo electromagnético muy intenso y unas temperaturas muy bajas a un objeto semiconductor (en este caso un transistor de silicio), se producían una serie de mesetas que no correspondían con la linealidad del efecto Hall clásico, lo que daba una cuantización sorprendentemente precisa.

Gracias a este descubrimiento, se bautizó una constante universal similar a la velocidad de la luz con el nombre de “Von Klitzing”.

La presentación del acto estuvo a cargo de Alfonso Muñoz, director del Instituto Universitario de Materiales y Nanotecnologías de la ULL.