Przejdź do treści
Reklama
Reklama
Nauka

Nagroda Nobla z fizyki za badanie egzotycznych stanów materii

fdecomite / Flickr CC by 2.0
Nagrodę z fizyki otrzymało trzech Brytyjczyków, którzy w latach 70. i 80. ubiegłego wieku użyli topologii do zbadania nietypowych stanów materii skondensowanej.

Nagrodę Nobla z dziedziny fizyki otrzymali David Thouless (Washington University), Duncan Haldane (Princeton University) i Michael Kosterlitz (Brown University). Wszyscy urodzili się w Wielkiej Brytanii i początkowo pracowali na uniwersytetach angielskich. Thouless otrzymał połowę nagrody, Haldane i Kosterlitz drugą połowę.

Fizyka materii skondensowanej

Generalnie rzecz biorąc, wszyscy oni zajmowali się fizyką materii skondensowanej, a więc takimi stanami materii, w których liczba składników jest bardzo duża i silnie oddziałują one ze sobą. Najbardziej znanymi materiami skondensowanymi są ciecze, a także ciała stałe, ale istnieją bardziej egzotyczne (czyli niezwykłe) jej formy: stan nadciekły (superciecze), kondensat Bosego-Einsteina czy nadprzewodniki. Tegoroczni laureaci badali je właśnie. Użyli bardzo zaawansowanej matematyki – topologii – do opisania rozkładu materii w materiałach (głównie magnetycznych) tak cienkich, że uznaje się je za dwuwymiarowe. Opisali też topologię przejść fazowych, gdy jeden stan materii przeistacza się w inny, oraz topologiczne fazy materii. A mówiąc najprościej i najkrócej: opisali geometrię egzotycznych stanów materialnych, w których materia zachowuje się zupełnie inaczej niż w naszej codzienności. Na przykład: w stanie nadciekłym, czyli w bardzo niskich temperaturach, puszczona w ruch w dowolnym obiegu zamkniętym, może w nim krążyć bez końca i to bez żadnego nakładu energii. Dzieje się tak dlatego, że całkowicie zanika jej lepkość.

Geometria egzotycznych stanów materii dzięki topologii

Topologia to jeden z najbardziej dynamicznie rozwijających się działów współczesnej matematyki. Bada tzw. przekształcenia ciągłe, które ukazują, jak zmieniają się właściwości rozmaitych obiektów geometrycznych bez ich rozrywania, a jedynie przez łagodne modyfikacje i rozciągania.

Reklama