Они раскрыли секреты экзотической материи

Шведская Королевская Академия Наук приняла решение присудить Дэвиду Таулессу, Дункану Халдану и Майклу Костерлитцу Нобелевскую премию в области физики «за теоретические открытия топологических фазовых переходов и топологических фаз материи».

Лауреаты этого года открыли дверь в мир странных форм материи.  При помощи передовых математических методов учёные исследовали такие необычные состояния материи как сверхпроводники, сверхкритические жидкости и тонкие магнитные плёнки. Многие надеются на активное практическое использование полученных результатов.

Применение лауреатами топологических методов в исследовании оказалось решающим фактором. Топология – это ветвь математики, описывающая свойства, которые могут изменяться только поэтапно. В 70-ых годах Таулесс и Костерлиц перевернули господствующую теорию, утверждавшую, что сверхпроводимость и сверхтекучесть не может возникнуть в тонких плёнках. Они так же продемонстрировали возможность появления сверхпроводимости при низких температурах и объяснили механизм фазового перехода, в результате которого сверхпроводимость пропадает при повышении температуры.

В 1980-е годы Таулесс смог объяснить предыдущий эксперимент с очень тонкими электропроводящими слоями, продемонстрировавший их дискретную (целочисленную) природу. Таулесс показал, что эти целые числа возникали из топологической природы рассматриваемых объектов.  Примерно это же время Дункан Халдан обнаружил, как топологические концепции могут быть использованы для понимания свойств последовательностей малых магнитов, которые существуют в некоторых материалах.

Благодаря работам нынешних лауреатов Нобелевской премии наши знания пополнились информацией о множестве топологических фаз, причём не только в тонких слоях и нитях, но и в обычных трёхмерных материалах. Последние 10 лет эта область находится на передовом крае науки в физике конденсированных сред. Не последнюю роль в продвижении этих исследований играет надежда на возможность применения полученных знаний в квантовых суперкомпьютерах или в новом поколении сверхпроводников. Современные исследования раскрывают тайны материи в экзотических мирах, обнаруженных лауреатами Нобелевской премии этого года.

Новость подготовлена Козловой Екатериной и Краснопевцевым Димитрием

 по материалам официального пресс-релиза