Jóvenes investigadores - Matemáticas y afines

Rafael Julián González Hernández

Publicado el:: 24-03-2015


El docente de Física, Rafael González, es considerado por la Academia Mundial de Ciencias como uno de los más importantes jóvenes científicos colombianos, tras sus significativos aportes a la sociedad durante los últimos 10 años.

Rafael Julián González Hernández Foto: Universidad del Norte
Perfil elaborado en marzo de 2015

Los más de 10 años de aportes a la sociedad a través de sus investigaciones en física, hicieron a Rafael Julián González Hernández, actualmente profesor y director del Departamento de Física de la Universidad del Norte y miembro del Grupo de Investigación en Física Aplicada de la misma institución, acreedor  del Premio de la Academia de Ciencias para el Mundo en Desarrollo (TWAS) para jóvenes científicos colombianos. Dicho galardón es otorgado cada año a científicos cuya obras adelantadas en el país representan una labor importante y significativa en su campo.

El físico, nacido en Tunja, admira profundamente a Richard Feynman, el norteamericano ganador del Premio Nobel de Físca en 1965, conocido como el padre de la nanotecnología; que además se interesó por la divulgación de la física y cómo inspirar a los jóvenes al estudio de la ciencia.

Desde que estaba pequeño se interesó en el funcionamiento de las cosas. Recuerda que desbarataba radios, grabadoras y juguetes que tenía su padre en un cuarto viejo. Extraía los imanes y motores eléctricos para jugar con ellos, hacerlos funcionar de otra forma y tratar de construir otros artefactos. Siempre imaginaba nuevos modelos, otras aplicaciones y formas alternativas de funcionar.

Su formación académica le ha otorgado los títulos de físico de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Tunja, especialista en Docencia Universitaria de la Universidad de San Buenaventura, magíster en Física y doctor en Física de la Universidad Nacional de Colombia.

Rafael González se introdujo en la investigación el año 2004, cuando inició sus estudios de Maestría en Física. Luego, trabajó como investigador invitado en el Centro Atómico de Bariloche (Argentina). Realizó su pasantía doctoral en la Universidad de Wisconsin-Madison (EE. UU.) y recibió el premio al mejor trabajo doctoral presentado en un evento internacional por la Universidad de California-Santa Bárbara (EE. UU.).

Aunque gran parte de su vida la ha pasado entre laboratorios y salones de clases, admite que su tiempo libre lo aprovecha al máximo con su familia, le gusta jugar tenis, ajedrez, leer cuentos, descifrar adivinanzas, diseñar y construir estructuras novedosas con lego, ir a cine y a la playa.

{* title=Estudio de la física de materia condensada}

Existiendo todo un mundo de posibilidades dentro de la ciencia para investigar, decidió centrar su trabajo en la física de la materia condensada, que estudia las propiedades de la materia en su fase condensada, es decir, sólidos y líquidos.

A partir de los principios básicos de la física, predice computacionalmente varias de las características físicas y químicas que va a tener un nuevo material antes de fabricarlo en el laboratorio; y por medio de este, establece las posibles aplicaciones de los materiales para la solución de problemas específicos para la sociedad.

La importancia de este estudio radica, en que “la búsqueda de nuevos materiales es un aspecto fundamental para la vida moderna y para el desarrollo de la sociedad: desde la electrónica a la construcción, los medios de transporte y la energía”, según lo afirma el profesor.

Investigación vigente

Actualmente, González se encuentra trabajando con compuestos basados en nitrógeno, conocidos como nitruros. Estos compuestos tienen diversas aplicaciones, se pueden usar como recubrimientos duros para herramientas de corte en sierras y talados, como es el caso del nitruro de titanio (TiN); pero también en la fabricación de dispositivos electrónicos, como los diodos de emisión de luz azul para los lectores de discos en blue-ray, en donde se utiliza el nitruro de galio (GaN).

El nitruro de galio es uno de los materiales que más ha estudiado, en particular, la manipulación de sus propiedades físicas a partir de la incorporación de átomos metálicos, como titanio, vanadio y cobre; esto con el objetivo de fabricar nuevos materiales resistentes mecánicamente y con aplicaciones en dispositivos ópticos.

Dicho estudio se da por el camino de la simulación o la experimentación, a través de ensayos prueba y error, y su implementación en la industria es costosa y toma un largo tiempo.

Su proyecto está encaminado a poder diseñar computacionalmente el material específico requerido para una aplicación industrial, de manera que se le dé la implementación de manera directa y en muy corto tiempo.

Además, en el Grupo de Investigación en Física Aplicada de la Universidad del Norte se encuentran estudiando las propiedades estructurales de materiales bidimimensionales muy finos, que crecen en una o muy pocas capas como ocurre con el grafeno (láminas de carbono), por el cual se entregó el Premio Nobel de Física 2010.

El grafeno, como lo comenta el profesor, tiene extraordinarias propiedades mecánicas y eléctricas que influirán en las generaciones venideras como lo hicieron la televisión, la bomba atómica y el chip de silicio, décadas después de que los científicos que los estudiaron recibieran el Premio Nobel.

{* title=Aportes relevantes y Premio TWAS}

El aporte a la comunidad científica que ha realizado, ha sido en el campo de la física de materiales, en particular, en la contribución a la predicción de las propiedades físicas y químicas de nuevos nitruros o compuestos basados en nitrógeno y sus reacciones superficiales.

Por primera vez, predijo las propiedades y condiciones de crecimiento de algunas superficies a través de cálculos computacionales, en las que ha encontrado que para ciertas condiciones de crecimiento es posible obtener magnetismo en algunos materiales, donde no era esperado ese tipo de comportamientos.

Él afirma que los cálculos computacionales se han convertido en una herramienta muy poderosa para realizar investigación de punta en países en desarrollo como Colombia, donde no se cuenta con una infraestructura nacional de laboratorios para hacer investigaciones avanzadas.

En el campo de la física de la materia condensada Rafael González ha realizado alrededor de treinta publicaciones en revistas de carácter internacional, dentro de las que se destacan: Physical Review B, Journal of Applied Physics, Applied Surface Science, y Computational Material Science.

“En las publicaciones me he enfocado en entender la estabilidad estructural y las propiedades electrónicas de metales de transición para almacenamiento de hidrogeno, compuestos semiconductores binarios y ternarios, nitruros de metales de transición, dependencias con la presión y reacciones superficiales”, expresa el docente.

Premio TWAS para jóvenes científicos colombianos

Sin lugar a dudas, el mayor reconocimiento que ha obtenido el docente a lo largo de su carrera científica, fue el Premio de la Academia de Ciencias para el Mundo en Desarrollo (TWAS) para jóvenes científicos colombianos, entregado por intermedio de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales.

Cada año, la Academia varía el área de investigación del científico colombiano premiado en el siguiente orden: biología, física, química y matemáticas. Los candidatos pueden ser postulados por las universidades, centros institucionales de investigación o sociedades científicas. De igual forma, el aspirante debe poseer como mínimo un título de maestría, ser colombiano, haber estado radicados y trabajando en el país y ser menor de 40 años.

La nominación, en el caso de Rafael González, fue realizada por el Decano de la División de Ciencias Básicas de la Universidad del Norte, el profesor Joachim Hahn.

Al enterarse que había sido acreedor del premio, comenta: “Mi primera reacción fue una enorme sensación de felicidad y orgullo, es un gran honor recibir esta distinción, además es un reconocimiento a una apasionante labor de casi diez años. Y más allá de esta gran emoción, es un motivo para seguir trabajando en este campo, es un compromiso para incentivar a los futuros jóvenes científicos a valorar la ciencia como un camino de progreso y una respuesta al desarrollo para nuestro país”.

{* title=Didáctica de la enseñanza de física y ciencias exactas}

Rafael González considera que el mundo moderno, lleno de toda la tecnología que nos rodea hace que el reto de eliminar el estigma que existe frente a las ciencias exactas sea cada vez más sencillo de sobrepasar.

Desde su óptica como docente y físico sabe que se debe enseñar a los estudiantes desde lo cotidiano, desde sus gustos y sus equipos electrónicos. Considera que la física se debe sacar del laboratorio y la biblioteca, y debe llegar a sus manos, sus casas y todo lo que los rodea.

Su didáctica consiste en hacer visible para ellos el hecho que los aparatos que hacen divertida su vida están llenos de importantes teorías físicas, de esta forma ellos se interesarán en entender cómo se desarrollaron y cómo poder mejorarlos, lo que los llevará a plantear soluciones desde las ciencias exactas, frente a los problemas de la sociedad.

{* title=En Colombia hay potencial para crecer en el campo científico}

Rafael González, frente a las propuestas que pudiesen aparecerle en todo el mundo para trabajar en grandes compañías multinacionales, decidió quedarse en nuestro país y compartir sus conocimientos a través de la docencia, porque cree que: “En Colombia hay potencial para crecer en el campo científico, siendo conscientes de un contexto limitado en recursos, pero también conociendo plenamente la capacidad, compromiso e interés por producir conocimiento de alta calidad”.

Además, considera que se debe apoyar a la juventud en todos los niveles de educación y que la ciencia debe ser considerada por ellos como una oportunidad de mejora para la sociedad. “Un país no cambia sino se fortalece la educación de sus ciudadanos, y mi compromiso más allá de las satisfacciones personales que pueda tener como científico es propiciar el gusto e interés por el estudio de las ciencias”, comenta.

Por lo pronto, el docente continúa levantándose cada mañana con la motivación que le proporciona su familia, el compromiso que ha construido con sus estudiantes, el apoyo y colaboración de sus colegas, y la infinita curiosidad que hace que nunca pare de preguntarse ¿por qué?