三名科學家獲獎 瑞典皇家科學院4日宣布，2016年諾貝爾物理學獎將授予大衛·索利斯、鄧肯·霍爾丹和邁克爾·科斯特利茨三位科學家，以表彰他們在物質拓撲相方面的工作。 相變和拓撲階段的理論發現。
這三位科學家都出生于英國，目前在美國從事研究工作。
瑞典皇家科學院常務秘書戈蘭·漢森于當地時間11時45分（北京時間17時45分）在瑞典皇家科學院會議廳公布了獲獎名單及主要成就。
拓撲學是數學的一個分支，主要研究幾何圖形或空間在不斷改變其形狀后仍保持不變的性質。 諾貝爾獎評選委員會表示，將拓撲概念應用于物理研究是他們取得成就的關鍵。
20世紀70年代，索利斯和科斯特利茨利用拓撲理論推翻了當時超導和超流體不能存在于薄層中的理論，并證明了超導可以在低溫下存在，解釋了其隨溫度升高而消失的機理和相變。 相變是指物質從一種相轉變為另一種相的過程，物質分為固相、液相、氣相三種類型。
20世紀80年代，索利斯解釋了之前的一個實驗，可以在整數級別精確測量超薄導電層的電導率，證明這些整數本身的自然屬性是拓撲狀態。 大約在同一時間，霍爾丹發現拓撲概念可以用來解釋某些材料中存在的小磁體鏈的特性。
瑞典皇家科學院在新聞稿中表示，今年的獲獎研究成果開辟了一個未知的世界。 由于他們的突破性研究，科學家現在可以探索物質的新相變，預計未來將應用于材料科學和電子學。 學術領域。
“你看，我沒有昏倒。”
得知獲獎消息后，霍爾丹非常興奮。 他在直播電話連線中表示，評委們對自己的研究成果總結得非常精辟，這對當前拓撲相領域的研究產生了很大的影響，也為尋找更多新技術提供了新的機遇。 材料提供了更多的可能性，許多相關的科學研究工作正在持續進行。
當霍爾丹接到獲獎電話時開玩笑說：“對于獲獎，我比較英國，或者說有點冷漠。所以你看，我沒有暈倒什么的。”
今年的諾貝爾物理學獎將頒發總計800萬瑞典克朗（約合93.33萬美元）的獎金，其中一半由索利斯獲得，另一半由霍爾丹和科斯特利茨分享。
■背景資料
大衛·索利斯：1934年出生于蘇格蘭，華盛頓大學教授，理論凝聚態物理學家。 他因 KT 相變而聞名。 在獲得諾貝爾獎之前，他還獲得了1990年的沃爾夫獎、1993年的保羅獎、狄拉克獎等。
鄧肯·霍爾丹（ ）：普林斯頓大學物理學教授、理論物理學家、英國皇家學會會員。 他對凝聚態物理理論做出了基礎性貢獻，包括分數量子霍爾效應。
邁克爾·科斯特利茨：布朗大學物理學教授。 他的研究興趣包括凝聚態理論和一維/二維物理。 相變領域包括：隨機系統、電子局域化、自旋玻璃態等。在獲得諾貝爾獎之前，科斯特利茨還獲得過許多獎項：1981年英國物理學會授予他麥克斯韋獎章，2000年美國物理學會授予他麥克斯韋獎章。物理學會授予他 獎章。
■科普
什么是拓撲？ 什么是相變？
看不懂今年的諾貝爾物理學獎？ 別著急，想要知道什么是“拓撲相變、物質拓撲相”，首先要知道什么是拓撲、相變。
拓撲學是數學的一個分支，主要研究內容是在連續變形過程中不發生變化的幾何形狀的性質。
在昨天的新聞發布會上，瑞典皇家科學院的專家拿出了一袋面包作為教具。 他們用無孔肉桂卷、一孔百吉餅和兩孔堿水面包來解釋拓撲是什么。 在拓撲表面上，這些結構完全不同，因為孔的數量不同。
相變是當外界條件不斷變化時，物質突然從一種“相”轉變為另一種“相”的過程，如冰融化成水。
日常生活中最常見的“相”是氣體、液體和固體。 在一些極端條件下，比如極高的溫度或者極低的溫度，會出現很多更奇異的狀態。
我們看到的相變是分子在微觀水平上一起變化的結果。 例如，從宏觀上看，冰融化成水，然后蒸發成水蒸氣的過程：從微觀上看，分子首先排列得非常整齊，就像方陣士兵一樣，從宏觀上看，它們表現出冰的狀態。 當氣溫升高時，士兵們在附近自由活動，不再整齊排列材料物理學家，但仍然彼此靠近材料物理學家，宏觀上呈現出水的形狀； 當氣溫再次升高時，士兵們完全自由地行動，呈現出水的形狀。 水蒸氣的狀態。
David Solis 和 也提出了 BKT 相變（––），從微觀上看是這樣的：一群士兵圍著幾名軍官。 為了不斷旋轉，如果有一組士兵順時針旋轉，就必須有一組士兵逆時針旋轉。 一開始，每個逆時針指揮官都會搭配一名順時針指揮官，每對順/逆時針指揮官所率領的士兵只會互補； 隨后，各對指揮員分開，隨意調動。 ，他們所帶領的士兵不再只是給予對方，而是給予其他所有人，因此拓撲發生變化，導致相變。 然而，與水不同的是，BKT 相變描述的是二維物質。
拓撲絕緣體、拓撲超導體和拓撲金屬都是當前的熱門話題。 在過去的十年里，凝聚態物理的前沿一直由該領域的研究主導。 重要原因是這些拓撲材料對于新一代電子元件和超導體將非常重要，也可能會引領未來量子計算機的研究。 此刻，研究人員仍在探索三位諾貝爾獎獲得者創造的薄層材料“”的奇特性能。
北京晨報綜合報道
瑞典皇家科學院新聞公報
今年的諾貝爾物理學獎獲得者打開了通往未知世界的大門，其中充滿了據稱具有奇異特性的奇異物質。 他們使用先進的數學方法來研究物質的反常相和狀態，例如超導體、超流體和薄膜磁性材料。 由于他們的開創性研究，當前對物質的探索已經進入了一個新的、奇異的階段。 許多人對這些物質在材料科學和電子學方面的未來應用充滿信心。
拓撲概念在物理學中的應用對于三位獲獎者的發現具有決定性作用。 拓撲學是描述物質逐漸演化的數學分支。 三位獲獎者使用拓撲作為工具，這讓評審團專家感到非常驚訝。 20 世紀 70 年代初，邁克爾·科斯特利茨 ( ) 和大衛·索利斯 (David Solis) 推翻了當時流行的超導體和超流體無法在薄膜層中實現的理論。 他們證明了超導體可以在低溫下實現，并解釋了其實現的機理，以及使超導體在高溫下消失的相變問題。
在 20 世紀 80 年代，David Solis 能夠解釋之前使用非常薄的導電層進行的實驗。 在這些導電層中，可以以整數步精確測量電導率。 他證明了這些整數步驟在拓撲上是一致的。 大約在同一時間，鄧肯·霍爾丹發現了如何使用這些拓撲概念來理解某些物質中發現的小磁體鏈的特性。
我們現在知道許多拓撲概念，不僅在薄導電層和線中，而且在普通的三維物質中。 過去幾十年來，拓撲領域推動了固體物理的前沿研究，不僅因為拓撲材料可以用于新一代電子學和超導體，還可以用于未來的量子計算機。 今年的諾貝爾物理學獎獲得者發現了一個充滿奇跡的世界，當前的研究正在解釋它的秘密。