Nagroda Nobla z fizyki 2016

Artykuły
Brak komentarzy
Drukuj

Tegorocznymi laureatami nagrody Nobla z dziedziny fizyki zostali trzej brytyjscy naukowcy: David J. Thouless, F. Duncan M. Haldane oraz J. Michael Kosterlitz za teoretyczne odkrycie topologicznych przejść fazowych oraz topologicznych stanów materii.

laureaci nagrody Nobla z dziedziny fizyki w roku 2016
Laureaci tegorocznej nagrody Nobla z dziedziny fizyki. Od lewej: David Thouless, Duncan Haldane i Michael Kosterlitz

Informacja prasowa Komitetu Noblowskiego

Odkryli sekrety egzotycznej materii

Tegoroczni Laureaci otworzyli drzwi do nieznanego świata, w którym materia może przyjmować różne, dziwne stany. Nasi Laureaci wykorzystali zaawansowane metody obliczeniowe do zbadania niezwykłych faz/stanów materii takich jak nadprzewodniki, substancje nadciekłe czy cienkie warstwy magnetyczne. Ich pionierskie prace przyczyniły się do rozpoczęcia poszukiwań coraz to nowszych i bardziej egzotycznych stanów materii, które w przyszłości, miejmy nadzieję, będą mogły być zastosowane w elektronice, czy też w dziedzinie inżynierii materiałowej.

Wykorzystanie zagadnień z dziedziny topologii było decydujące dla odkryć poczynionych przez naszych Laureatów. Topologia jest gałęzią matematyki opisującą właściwości układu, zmieniających się w sposób stopniowy. Na początku 1970 roku, Michael Kosterlitz i David Thouless obalili ówczesną teorię głoszącą, że nadprzewodnictwo lub nadciekłość nie może występować w cienkich warstwach materiałów. Udało im się nie tylko dowieść, że nadprzewodnictwo może występować w cienkich warstwach w odpowiednio niskich temperaturach, ale również wyjaśnić mechanizm zachodzenia przejścia fazowego sprawiającego, że nadprzewodnictwo zanika w wyższych temperaturach.

Aby wyjaśnić występowanie wspomnianego zjawiska, Thouless posłużył się modelem składającym się z bardzo cienkich warstw przewodzących prąd elektryczny, którego przewodność elektryczna, jak się później okazało, była całkowicie skwantowana – przyjmowała ściśle określone wartości zmieniające się w sposób skokowy. Thouless wykazał, że ów skoki są topologiczne w swojej naturze. W tym samym czasie, Duncan Haldane spostrzegł, że w oparciu o topologię będzie można zrozumieć właściwości łańcuchów złożonych z małych magnesów, które to występują w niektórych materiałach.

Obecnie znamy wiele topologicznych przejść fazowych występujących nie tylko w cienkich warstwach, ale także w zwyczajnych materiałach trójwymiarowych. W ciągu ostatniej dekady ten obszar badań wzbudził tak duże zainteresowanie fizyków, że liczba prowadzonych badań w dziedzinie fizyki materii skondensowanej nieustannie wzrasta. Przyczynę tej sytuacji należy upatrywać w tym, że materiały topologiczne mogą być wykorzystane w nowej generacji urządzeń elektronicznych i nadprzewodników oraz w komputerach kwantowych. Obecnie prowadzone prace badawcze odkrywają coraz większą ilość tajemnic egzotycznej materii odkrytej przez tegorocznych Laureatów nagrody Nobla.

Informacja pochodzi ze strony nobelprize.org.

Dodaj komentarz