Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki trafiła do trzech autorów teoretycznych odkryć dotyczących topologicznych przejść fazowych oraz topologicznych faz materii. Dzięki odkryciom tegorocznych noblistów z dziedziny fizyki naukowcy lepiej zrozumieli właściwości materii. David Thouless (University of Washington w Seattle), Duncan Haldane (Princeton University) i Michael Kosterlitz (Brown Universyity w Providence) uhonorowani przez przez Królewską Szwedzką Akademię Nauk otrzymali nagrodę pieniężną w wysokości ośmiu mln koron szwedzkich (około 850 tysięcy euro).

Czym jest topologia?

- Wszyscy uczyliśmy się geometrii. Kolejnym działem matematyki, który jest związany z naszym wyobrażeniem o bryłach jest właśnie topologia. W przeciwieństwie do geometrii nie interesuje się powierzchnią czy objętością materiału, lecz własnościami, które są nieczułe na to, jaki kształt ma dany materiał - powiedział w audycji "Z innej planety" prof. Dietl.

Jako przykład można podać bułkę i czarkę, które należą do tej samej kategorii topologicznej (obiekty bez otworu na wylot). Podobnie jest z  kubkiem z uszkiem i obwarzankiem, które posiadają po jednym otworze. Nie da się ulepić filiżanki z gliny nie przechodząc do innej kategorii – bez uszka będzie tylko czarką.

Spodziewany Nobel

Stosując zaawansowane metody matematyczne laureaci analizowali osobliwe stany materii - nadprzewodniki przewodzące prąd elektryczny bez oporu, superciecze pozbawione lepkości oraz cienkie warstwy magnetyczne. - Tegoroczni nobliści byli pionierami, jeśli chodzi o teoretyczne badania nad zjawiskami topologicznymi. To jest nagroda spodziewana, to nie jest zaskoczenie - powiedział fizyk. Badania nad tą dziedziną nabrały jednak znaczenia w ostatnich latach. - Prace laureatów są podstawą do stworzenia nowej ilości materiałów przejawiających nowe stany kwantowe. To globalny sukces nauki - dodał.

Badania przyszłości

Kosterlitz i Thouless badali zjawiska obecne w "płaskim" świecie: na powierzchniach albo wewnątrz warstw tak cienkich, że można je uznać za dwuwymiarowe w porównaniu z trójwymiarowymi (które mają długość, szerokość i grubość), i z jakimi stykamy się na co dzień. Haldane badał również materię, która tworzy nici tak cienkie, że można je uznawać za jednowymiarowe. Dzięki odkryciom tegorocznych noblistów fizycy lepiej zrozumieli właściwości materii. Teoretyczny postęp może się przełożyć na opracowanie nowych materiałów oraz postęp w konstruowaniu urządzeń takich jak komputery kwantowe.

- Te same równania matematyczne z którymi spotykamy się codziennie, wykorzystujemy do opisu wielu zjawisk fizycznych, ale nie znamy jeszcze wszystkich zjawisk, które w naszym świecie zachodzą - podkreślił prof. Dietl.

BREAKING NEWS #NobelPrize in Physics 2016 to David Thouless, Duncan Haldane and Michael Kosterlitz pic.twitter.com/5jw75GIjRv

— The Nobel Prize (@NobelPrize) 4 października 2016