David J. Thouless
F. Duncan M. Haldane
J. Michael Kosterlitz
北京時間10月4日下午5點45分，2016年諾貝爾物理學獎揭曉，三位英美科學家David J. Thouless， F. Duncan M. Haldane，J. Michael Kosterlitz獲獎。獲獎理由是“理論發(fā)現(xiàn)拓撲相變和拓撲相物質(zhì)”。其中，David J. Thouless獨享一半獎金，F(xiàn). Duncan M. Haldane與J. Michael Kosterlitz分享另一半獎金。
David J. Thouless,1934年出生于英國貝爾斯登，1958年從美國康奈爾大學獲得博士學位。目前為美國華盛頓大學榮譽退休教授。
F. Duncan M. Haldane，1951年出生于英國倫敦，1978年從英國劍橋大學獲得博士學位。目前為美國普林斯頓大學物理學教授。
J. Michael Kosterlitz，1942年出生于英國阿伯丁，1969年從英國牛津大學獲得博士學位。目前為美國布朗大學物理學教授。
他們揭示了奇異物質(zhì)的秘密
今年的獲獎者打開了一扇通往未知世界的大門，在那里，物質(zhì)可以呈現(xiàn)出奇怪的狀態(tài)。他們利用高等數(shù)學方法研究了物質(zhì)的一些特殊相或狀態(tài)，比如超導體、超流體和磁性薄膜等。感謝他們出色的工作，如今，人類對物質(zhì)的新奇相態(tài)的研究正在展開，材料科學和電子學的未來應用前景充滿希望。
這三位科學家大膽地將拓撲學概念應用到物理學，對他們后來的發(fā)現(xiàn)起到了決定性作用。拓撲學是數(shù)學的一個分支，通常用來描述一些逐步變化的性質(zhì)。三位科學家采用拓撲學作為研究工具，這一舉動在當時讓同行感到吃驚。在上世紀70年代早期，當時的理論認為超導現(xiàn)象和超流體現(xiàn)象不可能在薄層中產(chǎn)生，而Michael Kosterlitz 和David Thouless推翻了這一理論。他們證明了超導現(xiàn)象能夠在低溫下產(chǎn)生，并闡釋了超導現(xiàn)象在較高溫度下也能產(chǎn)生的機制——相變。
后來到了80年代，Thouless成功地解釋了之前的一個實驗，即超薄導電層中的電導系數(shù)可被精確測量到整數(shù)。他證明了這些整數(shù)在自然屬性中處于拓撲狀態(tài)。同時，Duncan Haldane發(fā)現(xiàn)，可以用拓撲學來理解某些材料中的小磁體鏈的性質(zhì)。
現(xiàn)在，我們已經(jīng)知道拓撲相有很多種，它們不僅存在于薄層和線狀物，還存在于普通的三維材料中。過去十年里，這一領(lǐng)域的研究促進了凝聚態(tài)物理研究的前沿發(fā)展，人們不僅僅對拓撲材料能夠在新一代電子器件和超導體中產(chǎn)生應用抱有希望，而且看好其在未來量子計算機方面的應用。此刻，許多研究人員仍在慢慢揭開奇異世界里物質(zhì)的秘密，而這個奇異世界，是由今年的三位獲獎者發(fā)現(xiàn)的。
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