奇异物质摘得物理学诺奖
(从左至右)戴维·索利斯、邓肯·霍尔丹和迈克尔·科斯特利茨
2016年的物理学诺奖颁给了三名腐国科学家,以奖励他们发现了物质的特殊状态。
戴维·索利斯、邓肯·霍尔丹和迈克尔·科斯特利茨将共享8百万克朗(27,000法郎)的
奖金!
其研究成果改进了电子元件材料,并有望应用于超快速计算之中。
他们在瑞典的新闻发布会上受到提名。
获胜者会同自1901年以来的200名物理学家共同载入荣誉史册。
诺奖委员会认为这三人的发现“引领我们通往未知世界”。
老发明,新用途
科学家们发现当物质处于超低温、超薄等极限状态,原子就不按套路出牌了。
这些现象补充了我们熟知的的固液气三态转化。
霍尔丹教授就对此表示:“本宝宝好开心好兴奋啊!”
霍尔丹教授:“你不可能早上一起来就说‘今天要搞个大新闻’。”
“这项研究我们搞了很久了,直到现在我们才在之前的基础上做出了新的发现,取得了更进一步的成果。”
三位科学家应用数学解释物质在超导体、超流体、磁性薄膜等状态的奇异物理现象。
将物质的里里外外变薄再变薄,从三维变为二维,就是科斯特利茨和索利斯研究的现象。
这一现象与我们生活的三次元(长宽高)世界不同。
霍尔丹还研究将物质捏软搓扁成一维的现象。
研究中运用了数学的一个分支——拓扑学,它可以从微观、宏观的角度上描述物质的特性。
诺奖委员会的执行主席尼尔森·马腾松评论道:“我们现在的高科技,比如说大家手里的电脑,靠的就是我们对于物质特性的理解与掌握。
“今年摘得诺奖桂冠的理论发现了物质行为新特性,用我们现有的数学术语来讲就是拓扑学。
“这一理论已利用物质的奇特性质设计出了新型材料,对于它在新型技术中的应用,我也很看好呦~“
奇异物质的物理特性(举个栗子)
紧贴成对的漩涡、单个漩涡
较低温度、拓扑相变、较高温度
当冰融化成水时,物质的相变化了,即“相变”。
科斯特利茨和索利斯研究极薄、极冷的状态下物质的相变。
低温条件下,涡旋(见图)紧密相贴成一对。温度升高时,相变发生,成对的涡旋分离,“驶”向不同的方向。
量子霍尔效应是这一研究中的一个方面,已应用于现实生活中。
剑桥大学的奈杰尔·库珀教授向BBC新闻透露:“量子霍尔效应在计量学中准确定义欧姆电阻。”
今年诺奖背后的数学有助于准确定义电阻测量设备、材料能够降低多少穿过的电流,就像我们要确定一千克、一米是多少那样。
作为一个应用,他说:“你的苹果手机里可找不到它,但是世界各地的政府实验室都在应用这一技术。”
“未来人们还将用到拓扑的方方面面,但是现在我们却没能驾驭得了。”
库珀教授给我们举了个栗子,科学家正在探索拓扑的概念能否用于“牛逼哄哄的电子设备,其可实现传统的计算机和电路元件所无法实现的功能”。
微软在圣巴巴拉的Q研究所正研发这种功能强大的量子计算机。
库珀教授说,“拓扑理论能够有力保护量子信息不受常规的嘈杂环境的干扰。”
他还说,我们可以用拓扑金属提升导体和晶体管的生产。
历年物理学诺奖的获得者
2015 - 梶田隆章和阿瑟·麦克唐纳因发现不同情况中的中微子振荡而获奖。
2014 - 赤崎勇、天野浩、中村修二因发明蓝色发光二极管而获奖。
2013 - 弗朗索瓦·恩格勒特、彼得·希格斯因制希格斯玻色子理论共同获奖。
2012 - 塞尔日·阿罗什、大卫·维因兰德因研究光与物质而获奖
2011 - 萨尔·波尔马特、布莱恩·施密特、亚当·里斯因发现宇宙的加速膨胀而获奖。
2010 -安德烈·盖姆、康斯坦丁·诺沃肖罗夫因发现“神奇材料”石墨烯而获奖。
2009 – 高锟因协助开发光纤电缆而获奖。
虽然三位科学家均为英国人,但是目前他们都在美国生活工作。
大卫·索利斯于1934年出生于拜尔斯顿,现为华盛顿大学的名誉教授。
迈克尔·科斯特利茨于1942年出生于阿伯丁,现于布朗大学任教。
邓肯·霍尔丹于1951年出生于伦敦,现为普林斯顿大学的物理学教授。