Нобелевский Физик Идет К 3, Кто Изучал Странные Состояния Материи

{h1}

Нобелевская премия по физике досталась трем физикам, которые изучали материю в самых маленьких масштабах и при самых низких температурах, что могло привести к новым материалам и пониманию таких явлений, как сверхпроводимость.

Нобелевская премия по физике досталась трем физикам, которые изучали материю в самых маленьких масштабах и при самых низких температурах, что могло привести к новым материалам и пониманию таких явлений, как сверхпроводимость.

Тремя нобелевскими лауреатами являются Дэвид Дж. Таулесс из Вашингтонского университета, Ф. Дункан М. Холдейн из Принстонского университета и Дж. Майкл Костерлиц из Университета Брауна.

Все трое работали над необычными состояниями материи; Костерлиц и Таулесс изучали теоретические свойства очень тонких пленок, в основном двумерных материалов. Холдейн посмотрел на цепочки магнитов размером с атом. [Нобелевская премия 2016: вот победители (и что они достигли)]

Они использовали математику топологии, чтобы объяснить, почему сверхпроводимость появляется и исчезает, когда она появляется. Топология - это математическое исследование процессов, которые происходят дискретными шагами. Более формально, это изучение форм, которые можно трансформировать, не нарушая их - как превращение пончика в соломинку. Шаги в топологии проистекают из того факта, что пончик может иметь одну или две дырки (как соломинка), но не полтора.

Костерлица и Таулесса интересовало, что происходит, когда вы охлаждаете двумерную пленку материи почти до абсолютного нуля. Их расчеты показали, что такой материал мог проводить электричество без сопротивления, превращаясь в сверхпроводник, что ученые считали невозможным. Пол Коксон, научный сотрудник группы материаловедения в Кембриджском университете, сказал, что даже при почти абсолютном нуле «всегда есть незначительные колебания, которые нарушают порядок». Это нарушение должно предотвратить возникновение сверхпроводимости, добавил он.

Или так думали ученые. Но расчеты Костерлица и Таулесса показали, что это не помешало сверхпроводимости, и более поздние эксперименты подтвердили, что они верны. Причина была связана с математикой топологии. По словам Коксона, в двумерном материале маленькие водовороты, называемые вихрями, образуют пары, когда температура падает, и материал становится сверхпроводящим.

Когда вы повышаете температуру, вихри отделяются и идут своими путями. Разделение создает формы с одним отверстием, а не с двумя отверстиями (вихри имеют два отверстия), подобно разбивке пончика с двумя отверстиями на два пончика с одним отверстием, и материал теряет свою сверхпроводимость. Переход от сверхпроводящего к несверхпроводящему в таких фильмах известен как порог KT, для его первооткрывателей, согласно сообщению от Нобелевского комитета.

Позже Таулесс изучил квантовый эффект Холла. Обычно, если вы поместите магнит перпендикулярно электрическому току, напряжение изменится. Квантовый эффект Холла аналогичен, за исключением того, что изменение напряжения может происходить только с определенными приращениями. Таулесс обнаружил, что математика топологии объясняет это явление. Тем временем Холдейн показал, что цепочки атомных магнитов могут вести себя аналогичным образом.

Их открытия могут привести к новым материалам, хотя это еще впереди. «Это имеет значение для сверхпроводящих материалов, - сказал Коксон, - но это еще далеко».

Коксон добавил, что выбор работы для получения Нобелевской премии был неожиданным, поскольку, как и многие в физическом сообществе, он думал, что премия достанется ученым, которые наблюдали гравитационные волны с помощью лазерной интерферометра с гравитационно-волновой обсерваторией (LIGO). «У всех были полу-написанные истории о LIGO, а потом это неожиданно».

Оригинальная статья о WordsSideKick.com.





RU.WordsSideKick.com
Все права защищены!
Перепечатка материалов разрешена только с простановкой активной ссылки на сайт RU.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RU.WordsSideKick.com