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焦點(diǎn)科普:以數(shù)學(xué)之眼看物理 拓?fù)淅碚撗芯揩@諾獎(jiǎng)青睞
新華社斯德哥爾摩10月4日電(記者付一鳴 和苗)什么成就,蓋過(guò)了今年風(fēng)頭正旺的國(guó)際物理界大頭條——引力波探測(cè),一舉拿下今年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?沒(méi)錯(cuò),正是看似冷門卻并不寂寞的拓?fù)湎嘧冾I(lǐng)域的研究。
瑞典皇家科學(xué)院4日將2016年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予戴維·索利斯、鄧肯·霍爾丹和邁克爾·科斯特利茨這三名科學(xué)家,以表彰他們?cè)谖镔|(zhì)的拓?fù)湎嘧兒屯負(fù)湎喾矫娴睦碚摪l(fā)現(xiàn)。
拓?fù)鋵W(xué)本身是數(shù)學(xué)的一個(gè)分支,主要研究的是幾何圖形或空間在連續(xù)改變形狀后還能保持不變的性質(zhì)。諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)選委員會(huì)表示,這三名獲獎(jiǎng)?wù)邔⑼負(fù)涓拍顟?yīng)用于物理研究,這是他們?nèi)〉贸删偷年P(guān)鍵。
一般來(lái)說(shuō),物質(zhì)分固相、液相、氣相,相變指的就是物質(zhì)從一種相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N相的過(guò)程,比如固體的冰融化成水,液態(tài)的水受熱后變成水蒸氣。但是,如果物質(zhì)變得極薄的時(shí)候,物質(zhì)的相還存在嗎?
評(píng)選委員會(huì)介紹說(shuō),平面中的物理現(xiàn)象和我們認(rèn)知的周圍世界是截然不同的,甚至分布非常稀疏的物質(zhì)中也包含了數(shù)百萬(wàn)個(gè)原子,每個(gè)原子的行為都可以用量子物理學(xué)來(lái)解釋,而很多原子結(jié)合的時(shí)候卻顯示完全不同的屬性。三位獲獎(jiǎng)?wù)叩难芯砍晒墙沂玖送負(fù)湫再|(zhì)在量子物態(tài)和量子相變中的決定性影響。
科斯特利茨和索利斯的研究集中在一個(gè)平面世界中的“怪現(xiàn)象”,相比于通常描述的三維世界,他們發(fā)現(xiàn)極薄層的表面或內(nèi)部可以被認(rèn)為是二維的,那里一種被稱為“超流體到正常流體的相變”,主要決定因素與人們以往的認(rèn)識(shí)完全不同。
霍爾丹發(fā)現(xiàn)可以利用拓?fù)涓拍顏?lái)解釋一些材料中存在的小磁鐵鏈的特性。他發(fā)現(xiàn),原子磁性的不同使這些鏈條呈現(xiàn)出完全不同的屬性。霍爾丹還在量子霍爾效應(yīng)方面做了許多開(kāi)創(chuàng)性工作。
正如瑞典皇家科學(xué)院所說(shuō),今年的獲獎(jiǎng)研究成果開(kāi)啟了一個(gè)未知世界的領(lǐng)域。得益于這三位獲獎(jiǎng)?wù)唛_(kāi)創(chuàng)性的研究,科學(xué)家們現(xiàn)在可以繼續(xù)探索物質(zhì)的新相變。研究人員認(rèn)為,拓?fù)洳牧蠈⒃谖磥?lái)的電子和超導(dǎo)體以及量子計(jì)算機(jī)研發(fā)中得到應(yīng)用。(完)
編輯:秦云
關(guān)鍵詞:拓?fù)湎嘧?#32;拓?fù)鋵W(xué) 諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)
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