Нобелевская премия по физике вручена за топологические фазовые переходы
4 октября Шведская королевская академия наук присудила Нобелевскую премию по физике 2016 года Дэвиду Таулесу (Thouless), Дункану Холдейну (Haldane) и Майклу Костерлитцу (Kosterlitz) за "теоретические открытия топологических фазовых переходов и топологических фаз материи".
Физики-теоретики Дэвид Таулес и Майкл Костерлитц трудятся в области конденсированного состояния вещества, над одномерной и двумерной материей, их работы связаны с описанием фазового перехода Березинского-Кострелитца-Таулеса (БКТ). Будучи уроженцами Шотландии, в настоящий момент они работают в США: Таулес в Вашингтонском университете, а Костерлитц — в Брауновском. Третий лауреат — Дункан Холдейн — американский физик из Принстонского университета британского происхождения. Он работает над изучением одномерных материалов и применил топологический подход для объяснения свойств одномерных магнитных цепочек.
Новизна работы ученых состоит в том, что им удалось математически объяснить, каким образом электрическое сопротивление в тонких слоях материи ступенчато изменяется с ростом индукции приложенного магнитного поля. Для этого ученые обратились к топологии — разделу математики, который занимается изучением неизменных свойств объекта при его деформации. Важно отметить, что топологические фазовые переходы сильно отличаются от обычных фазовых переходов (когда вода превращается в лед). Главную роль в топологическом переходе играют малые вихри в одномерном слое.
Универсальный метод, предложенный нобелевскими лауреатами, описывает нарушение порядка в дву- и трехмерных модельных системах (например, в кристаллах и магнетиках) и позволяет использовать это для прогнозирования их свойств при переходе в сверхтекучее или сверхпроводящее состояние.
Исследования Таулеса, Холдейна и Костерлитца помогут человечеству при разработке новых материалов с необычными свойствами. Их открытия могут быть использованы в электронике, в частности, при создании сверхпроводников и квантовых компьютеров.
Лауреаты Нобелевской премии 2016 года получат 8 млн шведских крон (около 931 тыс. долларов), при этом половину получит Дэвид Таулес, а оставшуюся половину разделят между собой Дункан Холдейн и Майкл Костерлитц. Церемония награждения лауреатов пройдет традиционно в Стокгольме 10 декабря, в день кончины основателя Нобелевских премий — шведского предпринимателя и изобретателя Альфреда Нобеля (1833-1896).
А. Павленко
Сопутствующие линки: