諾貝爾物理學獎「拓撲相變」有大用：手機不再燙手

IT之家訊 2016年諾貝爾物理學獎已經揭曉，美國華盛頓大學的David J.Thouless，普林斯頓大學的F.Duncan M.Haldan以及布朗大學的J.Michael Kosterlitz因為「在拓撲相變以及拓撲材料方面的理論發現」獲得該獎項。那麼這項發現對於我們普通民眾來說有什麼實際意義呢？

最直接的意義就是今後的手機很可能不再燙手。南京大學物理學院博士生導師張海軍教授表示，如果能夠將拓撲絕緣體材料製成手機晶元，那麼就有希望解決手機在長時間充電，或是連續使用時間過長後變得發燙的問題。這是由於拓撲絕緣體材料是一種邊界上導電，體內絕緣體的新型量子材料。導電的邊界態由於獨特的物理特性，在導電過程中不會發熱。

另外，家用電力也和拓撲材料息息相關。張海軍教授舉例，每個家庭里使用的電力，最開始從發電廠輸出時其實電壓遠不止220伏特，發電廠發出的其實是高壓電。但較大一部分電流在通過電線輸送到千家萬戶的過程中，都會產生損耗。如果能夠將電線「改造升級」，使用超導材料或是拓撲絕緣體材料，那麼便有希望大幅度降低電流「在路上」的損耗，降低了輸電成本。

其實，拓撲絕緣體、拓撲超導體和拓撲半金屬在過去十年中一直處於凝聚態物理研究的前沿，現在隨著諾貝爾物理學獎的頒發，此類技術可能會有更加明顯的突破，使其商用的時間表可能不會很長。

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