Нобелевская премия по физике вручена за топологию

В 2016 году Нобелевская премия в области физики присуждена теоретикам, изучившим необыкновенные состояния, либо как говорят физики, фазы материи. К ним относятся, например, сверхпроводники, супержидкости (сверхтекучие жидкости), узкие магнитные пленки.

Лауреатами стали три английских физика, трудящиеся в университетах США: Дэвид Таулес (Thouless) из Вашингтонского университета, Дункан Халдейн (Haldane) из Принстонского и Майкл Костерлиц (Kosterlitz) из Брауновского. Их открытия стали причиной прорывам в теоретическом понимании тайн природы и открытию новых возможностей по разработке инновационных материалов.

Майкл Костерлиц – доктор наук Брауновского университета (США) Дэвид Таулес из Вашингтонского университета Дункан Халдейн, Принстонский университет‹ ›

Кроме того маленькие, тонкие фрагменты материи складываются из миллионов атомов, и не смотря на то, что поведение отдельного атома в целом возможно растолковано посредством квантовой физики, их коллективное поведение показывает совсем неожиданные особенности. Новые коллективные явления в физике конденсированных сред – одни из самых заметных областей современной физики.

Для изучения необыкновенных особенностей потребовались нестандартные математические способы. Лауреаты обратились к топологии, разделу математики, занимающемуся изучением того, какие конкретно особенности остаются неизменными, в то время, когда  объект деформируется. К примеру, кусок глины возможно без разрыва перевоплотить в тарелку, но не в чашку с отверстием в ручку либо бублик.

Переход от одного топологического состояния в второе (от тарелки к чашке) неизменно связан со скачком (разрывом), что увязывается в физике с квантованием черт, тем, что они принимают не произвольные, а кое-какие фиксированные значения.

Как раз применение топологических понятий в физике стало решающим для  открытий, идеальных лауреатами 2016 года. Посредством современной топологии ими были взяты необычные результаты, каковые открыли новые направления изучений и стали причиной созданию важных понятий и новых сходу в нескольких областях физики. Это отмечено и в формулировке Нобелевского комитета, которая гласит, что физики награждены  за «теоретические открытия топологических фазовых топологических фаз и переходов материи».

Топологические фазовые переходы принципиально отличаются от привычных фазовых переходов, в то время, когда, к примеру, вода преобразовывается в лед. Ведущую роль в топологическом переходе играются малые вихри в плоском слое. При низких температурах они образуют плотные пары. При нагреве, при определенной температуре происходит неожиданное удаление вихрей друг от друга, что значительно меняет свойства материала.

Такое нарушение порядка  комфортно обрисовывать как раз в рамках топологии. Так возможно обрисовать переход в сверхтекучее либо сверхпроводящее состояние. В частности, как раз представление электронов как квантовой топологической жидкости разрешило Холдейну растолковать квантовый эффект Холла, в котором при довольно свободном движении электронов отмечается квантование проводимости (сопротивления) материала.

Превосходным свойством топологического подхода пребывает в том, что он универсален и возможно использован для типов материалов и различных задач. Он стал нужным инструментом, не только в мире конденсированного вещества, но и в других областях физики, таких как ядерная физика либо статистическая механика.

Костерлиц и Таулесс занимались явлениями, появляющимися в «плоском мире» — на поверхности либо в весьма узких слоев, каковые при пренебрежении толщиной можно считать двумерными. Холдейн же изучал фактически одномерные структуры.

В последнее десятилетие обширно исследуются топологические изоляторы, топологические металлы и топологические сверхпроводники. Физики сохраняют надежду, что топологические материалы будут нужны в электронике, сверхпроводниках и в будущих квантовых компьютерах.

Сумма финансового вознаграждения в текущем году составит 8 миллионов шведских крон (около 950 тысяч долларов). Из них половину возьмёт Дэвид Таулес, а другую половину поделят Дункан Майкл и Холдейн Костерлиц.

По данным Нобелевского комитета

Создатель: Алексей Понятов

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

• Возрождается гербарий восточного кавказа
• Ученым можешь ты не быть, но просто гиком быть обязан!

Нобелевская премия по физике присуждена за изучение топологии материи

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Нобелевскую премию по физике вручили за открытие осцилляций нейтрино

  Нобелевскую премию поделили канадец Артур Макдональд и японец Такааки Кадзита, экспериментально доказавшие обоюдное превращение различных видов нейтрино,…

• Нобелевская премия по медицине и физиологии – от присуждения до награждения

  Нобелевскую премию по медицине в текущем году дали за открытие лекарств против возбудителя малярии и паразитических червей, но окончательная победа над…

• Премия за сверхпроводящую электронику

  Премия Московской мэрии молодым ученым за 2014 год присуждена авторам проекта по созданию сверхпроводящих устройств для средств поколения связи и нового…

• Ученые, которые могут получить нобелевскую премию вэтом году

  Эммануаэль Шарпантье и Дженнифер Дунда, изобретатели способа корректирования геновФото: Peter Barreras/Invision/AP Александр РуденскийФото: Memorial…