Az anyag új, egzotikus állapotait kutatták ki a fizikai Nobel-díjasok

A Washingtoni, a Princeton és a Brown Egyetem munkatársa az anyag szokatlan állapotainak tanulmányozásával: a topológiai fázisátalakulással és az anyag topológiai fázisaival kapcsolatos felfedezéseiért érdemelte ki az elismerést. 

Az anyag új, egzotikus állapotai

A kitüntetettek az indoklás szerint kaput nyitottak egy ismeretlen világra, amelyben az anyag szokatlan állapotokat tud ölteni. Fejlett matematikai módszereket alkalmazva tanulmányozták ezeket az állapotokat, például a szupravezető és a szuperfolyékony fázisokat vagy a mágneses vékonyréteget. Úttörő munkájuknak köszönhetően kereshetővé váltak az anyag új, egzotikus állapotai.

A topológiai fogalmak fizikában való alkalmazása döntő jelentőségű volt felfedezéseikben az indoklás szerint. A topológia a matematikában az a részterület, amely az alakzatok folytonos deformációk közben is megmaradó, azaz invariáns tulajdonságaival foglalkozik. A topológiát eszközként használva a három tudós ámulatba ejtette a szakembereket.

Michael Kosterlitz és David Thouless az 1970-es évek elején megdöntötte az akkor kurrens elméletet, miszerint a vékonyrétegekben - az anyag kis vastagságú tartományaiban - nem fordulhat elő szupravezetés vagy szuperfolyékonyság. Bizonyították, hogy a szupravezetés alacsony hőmérsékleten megvalósulhat, és megmagyarázták a fázisátalakulás gépezetét, amely révén magasabb hőmérsékleten megszűnik a szupravezetés.

Az 1980-as években Thouless kimutatta, hogy egy korábbi, nagyon vékony elektromos vezető rétegekkel végzett kísérletben mért változások topológiaiak voltak. Ezzel nagyjából egy időben Duncan Haldane felfedezte, hogy a topológiai fogalmak miként használhatók a bizonyos anyagokban lévő parányi mágnesláncok tulajdonságainak megértéséhez.

A jövő kvantumszámítógépei

Ma már ismert, hogy sok topológiai fázis létezik, nemcsak a vékonyrétegekben és a szálakban, hanem hagyományos háromdimenziós anyagokban is. Ez a felfedezés az elmúlt évtizedben lendületet adott a kondenzált anyagok fizikájának, nem utolsó sorban azon remények miatt, hogy a topológiai anyagokat használni tudják az újgenerációs elektronikához és szupervezetőkhöz vagy a jövő kvantumszámítógépeihez.

A kitüntetettek összességében az anyag viselkedésének teljesen váratlan szabályszerűségeit fedezték fel, ami kikövezte az utat az újfajta tulajdonsággal bíró, új anyagok megalkotása előtt. Ez sok jövőbeni technológiához lehet fontos.

OSZUMI JOSINORI KAPTA A AZ ORVOSI NOBEL-DÍJAT

A kitüntetettek 8 millió svéd koronával, mintegy 831 ezer eurónak megfelelő összeggel gazdagodnak, ennek felét Thouless kapja, a másik felén Haldane és Kosterlitz osztozik. A díjátadó ünnepséget hagyományosan december 10-én, az elismerést alapító Alfred Nobel halálának évfordulóján rendezik.