Нобеловата награда по физика, 2016: За топологичните фази и фазови преходи на материята

Дейвид Дж. Таулес, Ф. Дънкан М. Холдейн и Джей Майкъл Костерлиц (на снимката от ляво на дясно) са удостоени с Нобелова награда за физика за теоретични открития на топологични фазови преходи и топологични фази на материята, съобщи сайтът Nobelprize.org. Таулес печели половината награда, а Холдейн и Костерлиц си поделят останала половина.

Тазгодишните нобелови лауреати отварят вратата към неизвестен свят, в който материята може да приема странни форми. Тримата учени са използвали усъвършенствани математически методи, за да изследват необичайни фази, или състояния, на материята, като свръхпроводници, свръхфлуиди или тънки магнитни слоеве. Благодарение на новаторската им дейност научният свят може да "тръгне на лов" за нови и екзотични състояния на материята. Много хора таят надежда за бъдещото им приложение в материалознанието, електрониката, квантовите компютри. Използването на топологични понятия във физиката се оказва решаващо за откритията на Таулес, Холдейн и Костерлиц.

Топологията е раздел от математиката, занимаващ се с явленията на непрекъснатост, особено тези, които остават непроменени при деформации, и начините, по които фигурите се деформират, без да променят основните си елементи. Използвайки топологията като средство, тримата учени изумяват експертите.

В началото на 70-те години на миналия век Майкъл Костерлиц и Дейвид Таулес"преобръщат" тогавашната теория, според която в тънки слоеве явленията свръхпроводимост или свръхфлуидност не се проявяват. Учените демонстрират, че свръхпроводимост може да се постигне при ниски температури и също така обясняват механизма фазов преход, който кара свръхпроводимостта да изчезва при високи температури. През 80-те години на миналия век Таулес успява да обясни извършен по-рано експеримент върху свръхпроводимостта. Приблизително по същото време Дънкан Холдейн открива как топологични понятия могат да бъдат използвани за разбиране на свойствата на вериги от малки магнити, откривани в някои материали. Днес вече са известни много топологични фази, не само в двуизмерни системи, но и в обичайни триизмерни материали.

Постиженията на тримата лауреати дават сериозен тласък на изследванията в областта на физиката на кондензираната материя, както и надежда за приложения в електрониката и свръхпроводниците от ново поколение или в бъдещите квантови компютри. Благодарение на тях могат да бъдат създадени нови материали с неподозирани свойства.

Източник: БТА