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三位英美科学家在物理学中引入了拓扑的概念

更新时间:2023-12-09 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

上海时间10月4日上午5点45分,2016年诺贝尔化学学奖出炉,三位英美科学家DavidJ.(戴维·索利斯),F..(邓肯·霍尔丹),J.(迈克尔·科斯特格拉斯哥)得奖。o4T物理好资源网(原物理ok网)

她们得奖理由是“理论发觉拓扑相变和拓扑相物质”。其中,DavidJ.独享一半奖金,F.M.与J.分享另一半奖金。o4T物理好资源网(原物理ok网)

哪些是拓扑?o4T物理好资源网(原物理ok网)

拓扑()本来是一个物理概念,描述的是几何图形或空间在连续改变形状后能够保持不变的性质,它研究的是这些“不连续”的特点。假定我有一个长圆形,它可以变大一点点,变小一点点,粗一点点,细一点点,这样的变化是连续的。并且,拓扑学对此不关心。假如,我在长圆形里挖了洞,这么它要么没有洞,要么有1个、2个、3个??,不能有1.5个或则3.14个。拓扑学关心的就是类似于这个洞的特点。拓扑学还有一个特征是,看局部不管用。一个长圆形有几个洞,完全未能借助看它的局部来判定,必须看整体。o4T物理好资源网(原物理ok网)

颁奖礼上,诺贝尔组委会用没有洞的肉豆蔻卷()、一个洞的蛋糕圈(bagel)和两个洞的猪肠蛋糕()解释起了拓扑是哪些回事,在拓扑上,这几种结构是完全不一样的:洞的数目不同。o4T物理好资源网(原物理ok网)

拓扑相变_拓扑变换的原理_拓扑变换是什么意思o4T物理好资源网(原物理ok网)

明天三位得主的核心成就,就是她们在化学学中引入了拓扑的概念。o4T物理好资源网(原物理ok网)

20世纪70年代初期,和颠覆了当时的理论,提出超导和超流性质的新模型,并解释了超导态可以在高温下出现,而在室温下降时消失这一转变(相变)的机制。o4T物理好资源网(原物理ok网)

20世纪80年代,在理论上解释了纤薄层材料导电性呈整数式前馈的特点,表明这种整数代表着材料的拓扑性质。而差不多在同一时间,发觉了拓扑概念可以拿来理解一维载流子链(一种一维线性材料)的磁学特点。o4T物理好资源网(原物理ok网)

开启未知房门o4T物理好资源网(原物理ok网)

去年的得奖者打开了一扇通往未知世界的房门,在那儿,物质可以呈现出奇怪的状态。她们借助高等物理方式研究了物质的一些特殊相或状态,例如超导体、超流体和磁性薄膜等。现在,人类对物质的新奇相态的研究正在展开,材料科学和电子学的未来应用前景饱含希望。o4T物理好资源网(原物理ok网)

如今,我们早已晓得拓扑相有好多种拓扑相变,它们不仅剩在于薄层和线状物拓扑相变,还存在于普通的三维材料中。过去六年里,这一领域的研究促使了汇聚态化学研究的前沿发展,人们不仅仅对拓扑材料才能在新一代电子元件和超导体中形成应用抱有希望,而且看好其在未来量子计算机方面的应用。o4T物理好资源网(原物理ok网)

此刻,许多研究人员仍在渐渐揭露奇特世界里物质的秘密,而这个奇特世界,是由去年的三位得奖者发觉的。o4T物理好资源网(原物理ok网)

台湾学院院长徐士杰点评说——o4T物理好资源网(原物理ok网)

去年的诺贝尔化学奖是继安德森局域化、整数量子霍尔效应、分数量子霍尔效应得奖后,又一次对于汇聚态的电物性新认识的嘉奖。不晓得未来数年诺贝尔化学奖是否再度眷顾汇聚态化学,比如嘉奖拓扑绝缘、自旋量子效应乃至异常量子霍尔效应的发觉。假如是这样的话,华人乃至我国物理学者可能有机会得奖。o4T物理好资源网(原物理ok网)

还有个有趣的事就是,应当是在做博士后期间与共同发表了她们那篇知名的论文的,并且署名为第一作者,但诺贝尔奖委员会却将一半的奖金授予了。o4T物理好资源网(原物理ok网)

人物小传o4T物理好资源网(原物理ok网)

DavidJ.(戴维·索利斯),1934年出生于法国贝尔斯登,1958年从英国康奈尔学院获得博士学位。目前为俄罗斯芝加哥学院荣誉退职院士。他博士结业于康奈尔学院,导师是知名数学学家汉斯·贝特(,也是1967年的诺奖得主),现于日本芝加哥学院任教。他在原子、电子与核子的扩充系统方面作出了好多理论上的贡献,研究领域包括超导现象、核物质特点,以及核内迸发态集体运动等。是日本皇家学会会员、美国艺术与科大学教授、美国国家科大学教授,在获得诺奖之前还获得了1990年的沃尔夫奖、1993年的保罗·狄拉克奖等等。o4T物理好资源网(原物理ok网)

F.M.(邓肯·霍尔丹),1951年出生于法国巴黎,1978年从美国剑桥学院获得博士学位。目前为俄罗斯耶鲁学院化学学院士。他对于汇聚态化学有许多基础性的贡献,比较著名的研究包括卢京格尔液体(),描述一维载流子链的理论,分数量子霍尔效应理论等等。他获得过众多奖项和荣誉,包括:法国皇家学会会员,英国化学学会会士,狄拉克奖状等。o4T物理好资源网(原物理ok网)

J.(迈克尔·科斯特格拉斯哥),1942年出生于法国阿伯丁,1969年从日本牛津学院获得博士学位。目前为俄罗斯布朗学院化学学院士。其父是一名生物物理家。他硕士结业于剑桥学院,博士结业于牛津学院,其后在伦敦学院、康奈尔学院等地做过博士后。1974年就职于格拉斯哥学院,现任讲师、副院长,1982年任布朗学院院长。的研究方向主要是汇聚态理论,一维/二维化学,其中相变领域包括:随后体系、电子局域化、自旋玻璃态等;临界动力学包括:熔化、凝固。在得到诺贝尔奖之前还得过许多奖项:1981年,西班牙数学学会授予其麦克斯韦奖(andPrize),2000年,新加坡数学学会就其-相变理论的成就授予其昂萨格奖(Lars),1993年,成为日本化学学会会员。o4T物理好资源网(原物理ok网)

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