Нобелевскую премию по физике присудили за топологические фазовые переходы

Лауреатами Нобелевской премии по физике в 2016 году стали Дэвид Таулес, Дункан Холдейн и Майкл Костерлитц

Москва. 4 октября. INTERFAX.RU - Нобелевскую премию по физике в 2016 году получили Дэвид Таулес, Дункан Холдейн и Майкл Костерлитц с формулировкой: "за теоретические открытия в топологических фазовых переходах и топологических фазах материи".

Уроженцы Шотландии и работающие в США физики Дэвид Таулес и Майкл Костерлитц трудятся в области конденсированного состояния вещества, над одномерной и двумерной материей: в своих работах в 70- х годах они доказали, что сверхпроводимость может появляться в двумерных материалах. Физики также совместно объяснили механизм фазового перехода от сверхпроводящего состояния при низких температурах к обычному (при высоких) - этот переход получил название перехода Березинского-Костерлитца-Таулесса. Советский физик-теоретик Вадим Березинский, участвовавший в разработке теории, не дожил до получения Нобелевской премии.

Дункан Холдейн - американский физик английского происхождения, исследовавший материалы, которые можно назвать одномерными, применял топологический подход для объяснения свойств одномерных магнитных цепочек, появляющихся в некоторых материалах.

В теоретической работе ученые смогли математически объяснить, каким образом электрическое сопротивление в тонких слоях материи изменяется ступенчато с ростом индукции приложенного магнитного поля. Как отметил Холдейн в интервью после объявления лауреатов премии, теоретическое обоснование сможет в будущем помочь в создании квантового компьютера и имеет отношение к квантовым физическим явлениям.

Топология - область математики, получившая значительное развитие в 20 веке, она изучает те свойства геометрических объектов, которые сохраняются при непрерывных преобразованиях. В топологии треугольник и окружность - одно и то же. Образцом топологического свойства объекта является наличие дырки у бублика (при условии, что дырка не является частью бублика). Какой бы непрерывной деформации ни был подвергнут бублик, дырка останется. Существует много различных непрерывных преобразований: например, с точки зрения топологии чашка эквивалентна бублику, здесь одно можно преобразовать в другое с помощью непрерывных преобразований, без разрывов материи. Если можно непрерывным образом изменить и вернуться обратно, то в этом случае говорят о топологической эквивалентности.

Поверхность сферы бублика (корректно тора) - это пример топологического пространства, которое и является основным объектом изучения в топологии.

Иллюстрированный пример ступенчатого изменения свойств материи из-за изменения топологии

В прошлом году премию в области физики получили Такааки Кадзита из Японии и Артур МакДональд из Канады за открытие нейтринных осцилляций, доказывающих, что у этих частиц есть масса. Нейтринные осцилляции — превращения нейтрино одного вида в нейтрино другого вида или же в антинейтрино. Осцилляции происходят во время полета частицы — она эволюционирует и переходит в другое флейворное состояние: полностью или частично

Ранее в понедельник, 3 сентября, Нобелевскую премию по физиологии и медицине за 2016 год получил 71-летний японский ученый Ёсинори Осуми (Yoshinori Ohsumi). Его наградили за открытия в области аутофагии - процесса, при котором внутренние компоненты клетки доставляются внутрь ее лизосом (у млекопитающих) или вакуолях (клетки дрожжей) и подвергаются в них деградации.

Лауреаты Нобелевской премии в 2016 году получат 8 млн шведских крон (около $931 тыс.). Следующего обладателя Нобелевской премии - по химии объявят 5 октября.

Церемония награждения лауреатов пройдет традиционно в Стокгольме 10 декабря, в день кончины основателя Нобелевских премий - шведского предпринимателя и изобретателя Альфреда Нобеля (1833-1896).