Физика

Нобелевскую премию по физике присудили за топологический фазовый переход

nobelprize.org

В столице Швеции объявили лауреатов Нобелевской премии по физике 2016 года. Ее получили Дэвид Таулес, Дункан Халдейн и Джон Костерлиц за работы в области «топологического фазового перехода и топологических фаз материи».

Лауреаты Нобелевской премии по физике использовали сложные математические методы для изучения необычных фаз (состояний) материи — например, сверхпроводников, сверхтекучих жидкостей и тонких магнитных пленок. Ключом к открытиям всех лауреатов стала топология – раздел математики, изучающий свойства пространств, которые остаются неизменными при непрерывных трансформациях. В начале 1970-х годов Костерлиц и Таулес опровергли господствующую тогда теорию, согласно которой сверхпроводимость и сверхтекучесть не могут происходить в тонких слоях. Они также объяснили, почему (как раз из-за фазового перехода) сверхпроводимость исчезает при повышении температуры.

В 1980-х Таулес смог объяснить данные известного эксперимента, в котором проводимость в тонких пленках изменялась скачками. Таулес показал, что они по своей природе являются топологическими. Примерно в те же годы Халдэйн применил топологические понятия для объяснения свойств цепочек небольших магнитов, которые были обнаружены в некоторых материалах. В последние годы топологические материалы применяются в разработке новых электронных устройств, сверхпроводников и квантовых компьютеров.

Согласно прогнозу, подготовленному агентством Thomson Reuters, на Нобелевскую премию в этом году в первую очередь претендовали ученые из США и Великобритании, открывшие гравитационные волны – Райнер Вайсс, Рональд Древер и Кип Торн; исследователи из Бразилии и США, работающие в области управления хаотическими системами – Сельсо Гребоги, Эдвард Отт и Джеймс Йорк, и американский физик Марвин Коэн, изучающий свойства твердых тел.

В прошлом году Нобелевскую премию по физике вручили японскому физику Такааки Кадзита и канадскому исследователю Артуру Макдональду. Награду они получили «за открытие нейтринных осцилляций, показывающее, что нейтрино имеют массу».