Источник: http://www.vladtime.ru/

Нобелевская премия по физике-2016: топологические фазовые материи вместо гравитационных волн

Сегодня, 4 октября, в Стокгольме объявили имена лауреатов Нобелевской премии по физике-2016. Ими стали ученые Дэвиду Таулесс (Университет Вашингтона), Дункан Халдейн (Университет Вашингтона) и Майкл Костерлиц (Университет Брауна): именно они совершили большой вклад в исследования теоретических открытий топологических фазовых переходов и топологических фаз материи. Почему именно это фундаментальное исследование было признано Нобелевским комитетом и даже обогнало экспериментальное доказательство существования гравитационных волн — в нашем материале.

Как резюмирует нобелевский комитет в своем сообщении, еще несколько десятков лет назад нынешние нобелиаты первыми разработали математические методы для описания необычных свойств и фаз сверхпроводников, сверхтекучих жидкостей и магнитных пленок. Напомним, сверхтекучесть — способность вещества в необычном состоянии, именуемом квантовой жидкостью, протекать через узкие капилляры и щели без трения в условиях понижения температуры, близкой к абсолютному нулю. Ранее явление сверхтекучести наблюдалось лишь у жидкого гелия, а затем и у твердого, образующегося при условии сверхнизких температур и колоссального давления. Что касается сверхпроводимости, в настоящее время известен ряд материалов, которые обладают этим свойством. Сверхпроводники, в частности, используют в поездах, движущихся благодаря явлению магнитной левитации. Работу этих материалов также хорошо иллюстрирует эксперимент, который любят демонстрировать ученые клуба Physics Land Университета ИТМО — левитирующий магнит над охлажденным с помощью жидкого азота сверхпроводником.

«Фактически, результатом исследований нобелиатов является создание новой теории, объясняющей явления сверхпроводимости и сверхтекучести в системах пониженной размерности с учетом сильных магнитных полей. Революционная теория была создана благодаря использованию математического аппарата, который никогда не применялся в физике, — топологии. Стоит отметить, что первым, кто систематично стал изучать сверхтекучесть, был Нобелевский лауреат 1978 года Петр Капица», — объясняет научный сотрудник кафедры нанофотоники и метаматериалов Университета ИТМО Андрей Богданов.

Как добавляет сотрудник Международного научно-исследовательского центра нанофотоники и метаматериалов Университета ИТМО Александр Атращенко, фундаментальные работы американских ученых только начинают находить применение в прикладной науке.

«Обычно между фундаментальными исследованиями и их приложением проходит минимум 30−50 лет, и только в редких случаях меньше. Сейчас развитые нобелиатами подходы можно видеть в атомной и статистической физике — например, в топологическом подходе к объяснению квантового эффекта Холла. Для меня новость о присуждении премии за открытие топологических фазовых переходов стала неожиданностью, так как я думал, что премию дадут за экспериментальное обнаружение гравитационных волн», — подчеркивает эксперт.

Отметим, что на открытие года — экспериментальное доказательство существования гравитационных волн — ставили не только обыватели, но и ученые. Однако Нобелевская премия всегда доказывает, что с фундаментальными открытиями не все так просто: они не поощряются так быстро. По словам руководителя Центра научной коммуникации Дмитрия Малькова, этому есть несколько объяснений. В частности, работа над строительством детекторов гравитационных волн велась более 20 лет, и уловить волны от слияния черных дыр или нейтронных звезд не получалось долгое время. Кроме того, над обнаружением гравитационных волны работали тысячи людей, объединенных megascience-проектом LIGO. В частности, чтобы «очистить» тончайший сигнал, идущий от сливающихся черных дыр, потребовалась помощь всех наземных и космических обсерваторий, которые могли искать помехи. Впрочем, большое количество участников проекта позволило экспертам выделить трех уже несостоявшихся претендентов на Нобелевку-2016 — профессора физики в Массачусетском технологическом институте Райнера Вайса, физика Рональда Древера, а также Кипа Торна — эксперта в общей теории относительности, который также был консультантом фильма «Интерстеллар». Отметим, все они являются тремя отцами-основателями коллаборации LIGO.

«Нобелевскую премию, как правило, дают за весомый вклад в развитие науки, а не за единичные открытия. Если проследить историю присуждения Нобелевской премии по физике, такая логика Нобелевского комитета вполне понятна. Рискну предположить, что экспериментальное открытие гравитационных волн должно обрасти новыми данными, исследованиями, выводами, а новое направление науки — гравитационно-волновая астрономия — дать свои плоды. Не исключено, что премию за главное открытие 2016-го года дадут только через несколько лет», — заключил Дмитрий Мальков.

Редакция новостного портала
Персоны
Архив по годам:
Пресс-служба