
这诺贝尔物理奖去了三名物理学家,他们以最小的尺度和最冷的温度研究物质,这可能会导致对超导性等现象的新材料和见解。
这三个诺贝尔奖获得者是华盛顿大学的David J. Thouless,普林斯顿大学的F. Duncan M. Haldane和Brown University的J. Michael Kosterlitz。
这三个工作不寻常的物质状态; Kosterlitz和Thouless研究了非常薄膜的理论特性,本质上是2D材料。 Haldane看着原子大小磁铁的链。 [2016年诺贝尔奖:这是获胜者(以及他们取得的成就)这是给出的
他们使用拓扑的数学来解释为什么超导性出现并消失时会消失。拓扑是对离散步骤中发生的过程的数学研究。更正式的是,这是对形状的研究,可以在不破坏它们的情况下进行转化 - 就像将甜甜圈转化为稻草一样。拓扑的步骤来自一个事实,即甜甜圈可以有一个或两个洞(如稻草),但没有一个半洞。
Kosterlitz和Theless对您将物质的2D胶片冷却至绝对零时会发生什么。他们的计算表明,这种材料有可能无阻内电力,然后变成超导体,科学家认为是不可能的。剑桥大学材料化学小组的研究助理保罗·考克斯(Paul Coxon)说,即使在绝对零的位置,也总是有一些微小的波动会扰乱该命令。”他补充说,这种破坏应防止超导性发生。
或者这就是科学家的想法。但是Kosterlitz和Thouless的计算表明,它并不能阻止超导性,后来的实验证实它们是正确的。原因与拓扑数学有关。 Coxon说,在2D材料中,小漩涡称为涡旋,随着温度下降而形成对,并且材料变得超导。
当您升高温度时,涡流会分开并采取单独的方式。分离产生的形状是单孔的,而不是两个孔(涡流有两个开口),例如将两个钩的甜甜圈分成两个单孔的甜甜圈,而材料则失去了超导性。根据诺贝尔委员会的发布,从这种电影中,从这种电影中的超导向非责任进行的过渡被称为其发现者。
后来,你研究了量子厅效应。通常,如果将磁铁垂直于电流,电压将会发生变化。量子厅效应相似,只是电压变化只能以某些增量发生。您发现拓扑的数学解释了这一现象。同时,霍尔丹(Haldane)表明,原子磁铁的链条可能以类似的方式行为。
他们的发现可能会导致新材料,尽管这仍然是未来的。考克斯说:“这对超导材料具有影响,但这仍然是一段路要走。”
Coxon补充说,为诺贝尔奖令人惊讶的是,就像物理界的许多人一样,他认为奖项将授予科学家,他们使用激光干涉仪重力波观测(Ligo)观察到引力波。 “每个人都在Ligo上有半列的故事,然后是蓝色的。”
原始文章现场科学。