他們開啟了 一個未知世界的領域

原標題：他們開啟了 一個未知世界的領域

頒獎典禮上，正襟危坐的官員們突然鄭重地捧出一袋子麵包當教具：他們用沒有洞的肉桂卷、一個洞的麵包圈和兩個洞的鹼水麵包解釋起了拓撲是怎麼回事，在拓撲上，這幾種結構是完全不一樣的。圖據新華社

大衛·索利斯

1934年出生於蘇格蘭，是理論凝聚態物理學家。在康奈爾大學獲得博士學位，曾為伯明翰大學物理數學系教授，現任教於美國華盛頓大學。

鄧肯·霍爾丹

1951年出生於倫敦，劍橋大學博士，現任教於普林斯頓大學。

邁克爾·科斯特利茨

1942年出生於蘇格蘭阿伯丁郡，牛津大學博士，現任美國布朗大學物理系教授。

北京時間10月4日17時45分，2016年諾貝爾物理學獎揭曉。諾貝爾物理學獎評委會在斯德哥爾摩的瑞典皇家科學院宣布，2016年諾貝爾物理學獎授予三位美國科學家：大衛·索利斯、鄧肯·霍爾丹和邁克爾·科斯特利茨，以表彰他們在理論上發現了物質的拓撲相變和拓撲相。

3位科學家將分享800萬瑞典克朗，其中大衛·索利斯獲得400萬瑞典克朗，鄧肯·霍爾丹和邁克爾·科斯特利茨共同分享400萬瑞典克朗。

拓撲學是三位得獎者能做出這一成就的關鍵，它解釋了為什麼薄層物質的電導率會以整數倍發生變化。索利斯和科斯特利茨兩位科學家是在上世紀70年代最早從事拓撲相變研究，在經典系統中發現所謂的拓撲相變。而霍爾丹是在電子物理材料系統中研究拓撲超導的。在伯明翰大學從事博士後研究期間，科斯特利茨就曾與索利斯合作。

諾貝爾基金會在一份聲明中表示，他們利用先進的數學方法來研究不同尋常的物質，如超導體、超流體等。聲明表示：「謝謝他們的開創性工作，目前正進入新的階段。」

「拓撲相變和拓撲相」是啥？

■他們證明了超導現象能夠在低溫下產生，並闡釋了超導現象在較高溫度下也能產生的機制

■這一領域的研究，讓人們看好拓撲材料在未來量子計算機方面的應用

瑞典皇家科學院在新聞公報中說，今年的獲獎研究成果開啟了一個未知世界的領域，獲獎者利用高等數學方法研究物質的不尋常階段或狀態，如超導體、超流體和薄磁膜。得益於他們開創性的研究，科學家們現在可以探索物質的新相變，未來有望應用於材料科學和電子學領域。

中國科學報主辦的科學網刊文解讀了物質的「拓撲相變和拓撲相」概念。拓撲學是數學的一個分支，通常用來描述一些逐步變化的性質。三位科學家採用拓撲學作為研究工具，這一舉動在當時讓同行感到吃驚。在上世紀70年代早期，當時的理論認為超導現象和超流體現象不可能在薄層中產生，而科斯特利茨和索利斯推翻了這一理論。他們證明了超導現象能夠在低溫下產生，並闡釋了超導現象在較高溫度下也能產生的機制——相變。

到了上世紀80年代，索利斯成功地解釋了之前的一個實驗，即超薄導電層中的電導係數可被精確測量到整數。同時，霍爾丹發現，可以用拓撲學來理解某些材料中的小磁體鏈的性質。

過去十年，這一領域的研究促進了凝聚態物理研究的前沿發展，人們不僅對拓撲材料能在新一代電子器件和超導體中產生應用抱有希望，而且看好其在未來量子計算機方面的應用。此刻，許多研究者正慢慢揭開奇異世界裡物質的秘密，而這個世界，是由今年的三位獲獎者發現的。據新華社、東方早報等

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