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夺物理诺奖 得主:全靠无知敢挑战
www.creaders.net | 2016-10-04 11:21:04  东网 | 0条评论 | 查看/发表评论

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  本年度的诺贝尔物理学奖今日揭盅,3名在美国任教的英国学者,结合数学上的拓朴原理来解释量子物理现象,同获殊荣。诺贝尔委员会赞扬,三人的研究贡献重要且深远,可能促生量子电脑等革命性科技。

  得奖的3名学者为索利斯(David Thouless)、霍尔丹(Duncan Haldane)及科斯特利茨(Michael Kosterlitz)。诺贝尔委员会赞扬,3人的研究敞开一个未知世界的大门,让人一窥物质在奇异形态(exotic states)下的神秘面貌,利用高阶数学方法研究超导、超流等的奇异现象。3名得奖者将合共获得800万瑞典克朗(约727万港元)奖金,索利斯获其中一半,另一半则由霍尔丹和科斯特利茨平分。

  拥美国国籍的得奖者霍尔丹对获奖感到惊讶,他接受诺贝尔基金会的电话访问时表示︰"我十分意外,亦十分高兴。"他指近年不少重大新发现都是基于当年的研究,形容自己是无心插柳,当深入研究才慢慢发现它相当有趣。

  拥英美双重国籍的科斯特利茨得知自己获奖时,正身处芬兰赫尔辛基。他在受访时表示:"我感到有点晕眩,我仍不敢相信自己获奖。"科斯特利茨称自己在20多岁时开始研究,当时的愚蠢及无知是一大优势,因为这让他敢于挑战已有的科学知识。

  一般物质形态通常是固态、液态和气态,以水为例,水在特定温度会变成冰、水和水蒸气,这种形态称为"相"(phase),而形态转变则为"相变"(phase transition)。但其实除了上述3种形态,物质在极高温或极低温时,还会变成"等离子体"、"量子凝聚态"等奇异形态。而3位得奖者最重要的贡献,就是利用数学上的拓朴原理来解释物质相变。

  索利斯及科斯特利茨识于1970年代,当时的理论认为薄层(thin layer)不会出现超导和超流现象。两人成功推翻了流行理论,证明超导能够在低温下发生,并解释了它在温度升高时消失的机制及相变,获命名为"科斯特利茨-索利斯相变"。

  至1980年代,索利斯结合拓朴学与量子霍尔效应,成功解释一项实验,即超薄导电层中的电导系数何以被精确测量到整数,及这些整数的拓朴性质。而在大约同一时间,霍尔丹发现透过拓朴学概念,来理解某些物质的小磁体链的性质。

  过去10年里,3人研究促进了凝聚态物理的研究发展,拓朴材料不仅有望应用于新一代的电子产品及超导体中,而且亦可能促成量子电脑的面世。


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