Нобелевская премия по физике присуждена за исследования по топологии материи

О решении Нобелевского комитета сообщается на его официальном сайте.

Половина Нобелевской премии, размер которой в этом году составляет около 930 тысяч долларов, досталась Дэвиду Таулесу (р. 1934), профессору из Вашингтонского университета. Вторую половину премии получат Дункан Холдейн (р. 1951) и Майкл Костерлиц (р. 1942) из Принстонского и Брауновского университетов.

Всех трех лауреатов объединяет то, что они использовали в своих работах топологию - раздел математики, описывающий непрерывные деформации различных объектов. Это оказалось особенно плодотворным при изучении поведения двумерных (очень плоских) слоев материи.

Таулес и Костерлиц в 1970-х годах исследовали свойства тонких слоев вещества - считалось, что они не могут обладать сверхпроводимостью, способностью проводить ток при нулевом сопротивлении. Таулес и Костерлиц опровергли этот взгляд, показав, что сверхпроводимость в двумерных поверхностях существует при низких температурах и исчезает - при высоких.

Это происходит за счет фазового перехода (примером фазового перехода является, например, превращение воды в лед), получившего название перехода Березинского - Костерлица - Таулеса. Советский физик Вадим Березинский (1935-1980), внесший важный вклад в эту теорию, до Нобелевской премии не дожил.

Кроме того, Таулес дал теоретическое объяснение квантовому эффекту Холла, открытому в 1980 году. Оно описывает свойства сопротивления двумерного электронного газа в сильном магнитном поле и при низкой температуре. Таулес показал, что перепады сопротивления в этом случае имеют топологическую природу.

Наконец, третий лауреат, Дункан Холдейн, изучал поведение цепочек атомных магнитов в некоторых материалах. Он продемонстрировал, что оно подчиняется законам топологии.

Интересно, что многие эксперты предполагали, что Нобелевская премия по физике будет присуждена коллективу ученых, зарегистрировавших в этом году гравитационные волны, предсказанные Эйнштейном.