David J. Thouless
F. Duncan M. Haldane
J. Michael Kosterlitz
北京時(shí)間10月4日下午5點(diǎn)45分，2016年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)揭曉，三位英美科學(xué)家David J. Thouless， F. Duncan M. Haldane，J. Michael Kosterlitz獲獎(jiǎng)。獲獎(jiǎng)理由是“理論發(fā)現(xiàn)拓?fù)湎嘧兒屯負(fù)湎辔镔|(zhì)”。其中，David J. Thouless獨(dú)享一半獎(jiǎng)金，F(xiàn). Duncan M. Haldane與J. Michael Kosterlitz分享另一半獎(jiǎng)金。
David J. Thouless,1934年出生于英國(guó)貝爾斯登，1958年從美國(guó)康奈爾大學(xué)獲得博士學(xué)位。目前為美國(guó)華盛頓大學(xué)榮譽(yù)退休教授。
F. Duncan M. Haldane，1951年出生于英國(guó)倫敦，1978年從英國(guó)劍橋大學(xué)獲得博士學(xué)位。目前為美國(guó)普林斯頓大學(xué)物理學(xué)教授。
J. Michael Kosterlitz，1942年出生于英國(guó)阿伯丁，1969年從英國(guó)牛津大學(xué)獲得博士學(xué)位。目前為美國(guó)布朗大學(xué)物理學(xué)教授。
他們揭示了奇異物質(zhì)的秘密
今年的獲獎(jiǎng)?wù)叽蜷_(kāi)了一扇通往未知世界的大門(mén)，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(xué)方法研究了物質(zhì)的一些特殊相或狀態(tài)，比如超導(dǎo)體、超流體和磁性薄膜等。感謝他們出色的工作，如今，人類對(duì)物質(zhì)的新奇相態(tài)的研究正在展開(kāi)，材料科學(xué)和電子學(xué)的未來(lái)應(yīng)用前景充滿希望。
這三位科學(xué)家大膽地將拓?fù)鋵W(xué)概念應(yīng)用到物理學(xué)，對(duì)他們后來(lái)的發(fā)現(xiàn)起到了決定性作用。拓?fù)鋵W(xué)是數(shù)學(xué)的一個(gè)分支，通常用來(lái)描述一些逐步變化的性質(zhì)。三位科學(xué)家采用拓?fù)鋵W(xué)作為研究工具，這一舉動(dòng)在當(dāng)時(shí)讓同行感到吃驚。在上世紀(jì)70年代早期，當(dāng)時(shí)的理論認(rèn)為超導(dǎo)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(dǎo)現(xiàn)象能夠在低溫下產(chǎn)生，并闡釋了超導(dǎo)現(xiàn)象在較高溫度下也能產(chǎn)生的機(jī)制——相變。
后來(lái)到了80年代，Thouless成功地解釋了之前的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，即超薄導(dǎo)電層中的電導(dǎo)系數(shù)可被精確測(cè)量到整數(shù)。他證明了這些整數(shù)在自然屬性中處于拓?fù)錉顟B(tài)。同時(shí)，Duncan Haldane發(fā)現(xiàn)，可以用拓?fù)鋵W(xué)來(lái)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?fù)湎嘤泻芏喾N，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(guò)去十年里，這一領(lǐng)域的研究促進(jìn)了凝聚態(tài)物理研究的前沿發(fā)展，人們不僅僅對(duì)拓?fù)洳牧夏軌蛟谛乱淮娮悠骷统瑢?dǎo)體中產(chǎn)生應(yīng)用抱有希望，而且看好其在未來(lái)量子計(jì)算機(jī)方面的應(yīng)用。此刻，許多研究人員仍在慢慢揭開(kāi)奇異世界里物質(zhì)的秘密，而這個(gè)奇異世界，是由今年的三位獲獎(jiǎng)?wù)甙l(fā)現(xiàn)的。
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