Cuando se combinan átomos para formar un sólido, pueden surgir nuevos fenómenos físicos que no son predichos por el conocimiento de las propiedades físicas de los componentes individuales. Esto es conocido como comportamiento emergente y significa que el todo es diferente a la suma de sus partes. En física, la reducción de un problema a las leyes fundamentales a una escala más pequeña no implica la validez de la metodología inversa, esto es, la reconstrucción de las leyes de la física a escalas mayores a partir de leyes más fundamentales.
Debido a la enorme cantidad de variables y de estados involucrados, estos sistemas se encuentran entre los que presentan los problemas más complejos de la fisica y para los cuales se vuelve necesario recurrir a técnicas computacionales que optimicen la información. Para esto hemos desarrollado herramientas numéricas muy precisas basadas en conceptos de informacion cuántica que permiten extraer los estados más relevantes. Presentaré algunos ejemplos de estos fenómenos y resultados recientes obtenidos con estas técnicas.