拓扑材料的研究将帮助量子计算机的研发

2016-10-04 18:58:59 来源: 《科学美国人》中文版《环球科学》 举报
0
分享到:
T + -

(原标题:2016年诺贝尔物理学奖:拓扑与物理学的相遇)

undefined

2016年诺贝尔物理学奖揭晓,奖金的一半颁给美国华盛顿大学的David J. Thouless,另一半由美国普林斯顿大学的F. Duncan M. Haldane与布朗大学的J. Michael Kosterlitz共享,“因其发现物质拓扑相与拓扑相转变方面的理论工作”。

奇异物质态背后的秘密

今年的三位诺贝尔物理学奖得主采用先进的数学方法研究了物质的奇异状态,如超导体、超流体或磁性薄膜等等。他们的先驱性工作为搜寻物质的奇异新状态奠定了基础,或许能在未来的材料科学和电子学中找到用武之地。

三位得主的核心成就,是他们在物理学中引入了拓扑的概念。拓扑(Topology)原本是一个数学概念,描述的是几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的性质。20世纪70年代早期,Michael Kosterlitz和David Thouless颠覆了当时的理论,提出超导和超流性质的新模型,并解释了超导态可以在低温下出现,而在温度升高时消失这一转变(相变)的机制。

20世纪80年代,Thouless在理论上解释了超薄层材料导电性呈整数式阶跃的特征,表明这些整数代表着材料的拓扑性质。而差不多在同一时间,Duncan发现了拓扑概念可以用来理解一维自旋链(一种一维线性材料)的磁学特性。

超薄层材料导电性呈整数式阶跃的特征,可以用材料的拓扑性质来解释。

到现在,物理学家已经发现了多种多样的拓扑相,不仅存在于薄层和线状结构中,也存在于普通的三维材料中。在过去的10年里,这一领域增长迅速,成了凝聚态物理学中的一支生力军。拓扑材料的研究不仅能帮助我们更深入地了解物质的奇异结构和状态,也为电子学和超导体领域带来了新的应用,或许还能助力未来量子计算机的研发,而这一切都归功于今年这三位诺贝尔物理学奖得主的研究。

人物小传

David James Thouless生于1934年。他博士毕业于康奈尔大学,导师是著名物理学家汉斯·贝特(Hans Bethe,也是1967年的诺奖得主),现于美国华盛顿大学任教。他在原子、电子与核子的扩展系统方面做出了很多理论上的贡献,研究领域包括超导现象、核物质特性,以及核内激发态集体运动等。Thouless是英国皇家学会会士、美国艺术与科学院院士、美国国家科学院院士,在获得诺奖之前还获得了1990年的沃尔夫奖、1993年的保罗·狄拉克奖等等。

Frederick Duncan Michael Haldane出生于1951年9月14日,他是普林斯顿大学的尤金·希金斯教授。他对于凝聚态物理有许多基础性的贡献,比较知名的研究包括卢京格尔液体(Luttinger liquid),描述一维自旋链的理论,分数量子霍尔效应理论等等。他获得过诸多奖项和荣誉,包括:英国皇家学会会员,美国物理学会会士,狄拉克奖章等。

John Michael Kosterlitz 是苏格兰人,现任布朗大学教授,其父Hans Walter Kosterlitz是一名生物化学家。他硕士毕业于剑桥大学,博士毕业于牛津大学,其后在伯明翰大学、康奈尔大学等地做过博士后。1974年就职于伯明翰大学,历任讲师、副教授,1982年任布朗大学教授。Kosterlitz 的研究方向主要是凝聚态理论,一维/二维物理,其中相变领域包括:随即体系、电子局域化、自旋玻璃态等;临界动力学包括:融化、凝固。在得到诺贝尔奖之前Kosterlitz还得过许多奖项:1981年,英国物理学会授予其麦克斯韦奖(Maxwell Medal and Prize),2000年,美国物理学会就其Kosterlitz-Thouless相变理论的成就授予其昂萨格奖(Lars Onsager Prize),1993年,Kosterlitz成为美国物理学会会士。(丁家琦 韩冬 张士超)

王真 本文来源:《科学美国人》中文版《环球科学》 责任编辑:王真_NT5228
分享到:
跟贴0
参与0
发贴
为您推荐
  • 推荐
  • 热点
  • 娱乐
  • 体育
  • 财经
  • 科技
  • 军事
  • 汽车

老人将300万房产送给水果摊主 家属发声:他老年痴呆

新闻 老年痴呆 公证处
|
海报新闻
4小时前
228382 跟贴228382

太心酸!老人冒雨用现金交医保被拒 国务院出手了

新闻 国务院 养老
|
澎湃新闻
6小时前
156786 跟贴156786

美媒:决定美外交政策的不是拜登选的2名官员 是中国

新闻 拜登 外交政策
|
观察者网
4小时前
327 跟贴327

重磅!天津"福尔摩斯"出场,连破两案!一个北美猪头,一个喷嚏导

新闻 福尔摩斯 肺炎
|
中国基金报
11小时前
26481 跟贴26481

妻子与“已死”丈夫秘密生活多年:人口普查被发现,曾炸死他人

新闻 秘密生活 炸药
|
澎湃新闻
14小时前
515 跟贴515

巴西多地上空被网友拍下“不明飞行物”?当地媒体:其实是中国火

新闻 不明飞行物 火箭
|
环球网
17小时前
1625 跟贴1625

外网讨论"拜登当选"的意义:宁为太平狗 不做乱世人

新闻 拜登 共和党
|
观察者网
6小时前
5588 跟贴5588

有谣言称“台军失联飞行员向大陆方面投诚”,国台办回应

新闻 国台办 台军
|
环球网
3小时前
708 跟贴708

经手骨灰亲属回应“遭虐待女子死后被配阴婚”:绝对没有!

新闻 阴婚 虐待
|
澎湃新闻
5小时前
2669 跟贴2669

拜登携内阁要员首次亮相 :反特朗普政府美国优先 重申回归全球舞

新闻 拜登 美国
|
海客新闻
5小时前
1 跟贴1

仅仅63秒!特朗普创下任内最短记者会纪录

新闻 唐纳德·特朗普 白宫
|
观察者网
3小时前
3439 跟贴3439

3分钟,看懂为什么要去月球“挖土”

新闻 去月球 火箭
| 网易H5
19小时前
9 跟贴9

DNA亲子鉴定师:有人看完报告回家把妻子腿打断,自己喝农药

新闻 鉴定师 亲子鉴定
|
正观新闻
22小时前
204326 跟贴204326

快讯!外媒:特朗普计划赦免前国家安全顾问迈克尔·弗林

新闻 唐纳德·特朗普 弗林
|
环球网
2小时前
529 跟贴529

朱凤莲:马鞍山中院认定施正屏犯间谍罪,判处有期徒刑四年

新闻 施正屏 朱凤莲
|
环球网
3小时前
330 跟贴330

台湾首艘"自造潜艇"今开工,将装备美制鱼雷和导弹

新闻 潜艇 鱼雷
|
观察者网
3小时前
0 跟贴0

女患者看胃病疑被退休返聘男医生摸私处,湖北随州警察已立刑案侦

新闻 张峰 刑案
|
上游新闻
1天前
6097 跟贴6097

日本若造两艘宙斯盾舰成本或高达315亿元人民币

新闻 宙斯盾 日本
|
环球网
3小时前
5 跟贴5

男子勒死老婆带着尸体去派出所自首 妻子突然醒来

新闻 杀人罪 盱眙县公安局
|
紫牛新闻
1天前
16445 跟贴16445

石晟怡:中国国药集团已向国家药监局提交了新冠疫苗上市申请

新闻 药监局 石晟怡
|
界面新闻
2小时前
40 跟贴40

台湾间谍施正屏犯间谍罪,被判处有期徒刑四年

新闻 施正屏 朱凤莲
|
环球网
3小时前
20 跟贴20

轻松一刻:真“烧水”做饭!居民家自来水能被点燃

新闻 自来水 天然气
| 轻松一刻
18小时前
3954 跟贴3954

以色列一辆梅卡瓦坦克从拖车掉落 翻了个底朝天

新闻 梅卡瓦 坦克
|
环球网
23小时前
2 跟贴2

不孕遭虐致死女子被安排阴婚 表哥:当地习俗 收了几千块钱丧葬费

新闻 阴婚 致死
|
北京青年报
23小时前
22126 跟贴22126

联播+丨要点来了!总书记重磅讲话温暖你我

新闻 联播+ 总书记
|
央视网
5小时前
1437 跟贴1437

乐高,凭什么诱惑了中国男人?

新闻 乐高 积木
| 网易槽值
1天前
114 跟贴114

日韩澳为何不顾美国签RCEP?专家:因中国经济的力量

新闻 普拉萨德 美国
|
观察者网
5小时前
96 跟贴96

团伙在黑龙江残忍杀害42人 主犯枪毙时被打了42枪

新闻 讷河 黄国华
|
澎湃新闻
1天前
27824 跟贴27824

这届年轻人,把下厨房变成了炸厨房

新闻 社会 厨房
| 网易数读
2天前
303 跟贴303

拜登称不会利用总统之位坚持对特朗普的调查

新闻 拜登 唐纳德·特朗普
|
界面新闻
5小时前
4610 跟贴4610

微纪录丨致敬劳动者 奋进新时代

新闻 奋进新时代 张晓鹏
|
央视新闻客户端
3小时前
0 跟贴0

时政新闻眼丨最高规格表彰全国劳模,总书记这一席话与你紧密相关

新闻 总书记 劳模
|
央视新闻客户端
13小时前
1 跟贴1

前四大审计经理遭举报:小三成性,侵吞公司资产

新闻 德勤 审计
| 悄悄围观
1天前
51320 跟贴51320

奶那么多,为啥人不喝猪奶?

新闻 猪奶 牛奶
| 网易哒哒
18小时前
7314 跟贴7314

烟台海事局:今日部分海域进行实弹演习,禁止驶入

新闻 海事局 演习
|
澎湃新闻
3小时前
0 跟贴0

"我为什么离开美国?"90后中国留学生发长文吐露心声

新闻 美国 黑人
|
共青团中央
1天前
53943 跟贴53943

快讯!美媒:拜登将发表感恩节演讲

新闻 拜登 总统
|
环球网
5小时前
281 跟贴281

蓬佩奥:美国务院将推进政府过渡程序,我还没和布林肯说过话

新闻 蓬佩奥 国务卿
|
界面新闻
6小时前
811 跟贴811

未向拜登祝贺会破坏俄美关系? 普京直言:它早就毁了,没法再坏

新闻 普京 拜登
|
海客新闻
1天前
2585 跟贴2585

我们在隐秘的尘肺病医院生活,等着呼出最后一口气

新闻 尘肺病 采矿
| 看客
2天前
334 跟贴334

医院强力介入!女医生被连刺9刀倒在血泊中,凶手试图以“故意伤害罪”结案

医脉通
2020-11-24 18:49:29

2020年国家又出高龄补贴,每月最多400元!这类老人都能领!

新华融媒奇文天下
2020-11-25 09:30:25

女子网上看到一段“小视频”,发现“女主角”竟然是自己女儿,

国外那些事儿
2020-11-24 17:29:20

实锤!漠寒晒出张培萌承认家暴视频,并对其首次发声逐条回复

Emily说个球
2020-11-25 12:43:54

上海外滩旧改35万/平?10㎡左右房屋补偿至少350万

地产申度
2020-11-24 18:25:14

到底发生了什么?“逮捕安倍”一夜冲上日本热搜,刚刚才重出江湖

凡间事
2020-11-25 04:30:29

7500万中超“最大水货”亚冠彻底爆发:世界级长传太强悍!

中超球评
2020-11-25 11:51:08

刚刚宣判,死刑!

东南网
2020-11-24 11:01:49

“梓涵”开始落伍,新的“烂大街”名字正兴起,不出10年准后悔

急诊室老苗
2020-11-24 12:34:46

女子微信聊天“随口”一句话,免除前夫6万元债务

环球网资讯
2020-11-24 20:13:35

战争在凌晨打响!F-35战机轰炸伊朗8个目标,联合国呼吁克制

海峡新资讯
2020-11-23 16:48:48

「警示教育」失足女像明星、嫖客是精英,涉案上万人

我们的百变生活
2020-11-24 02:44:51

为什么刘亦菲从来不接清宫剧?当她换上“甄嬛装”,网友:直接大结局

辣椒小李
2020-11-24 18:42:37

在娱乐圈里,同是私生子女,但命运却各自不同

小司谈热点
2020-11-24 15:36:55

美前财政部长:绝不能取消对华制裁,除非中国保证不再发展高科技

此刻新闻
2020-11-25 09:15:33

基辛格:中国要做好战争准备!他是美国人,为什么要提醒中国

海峡新资讯
2020-11-24 12:08:59

企业注销时必须要查3年账吗?注销新规定:即日起,企业注销就按这个来!

祥顺财税俱乐部
2020-11-25 09:54:35

突发!南通妇幼保健医院被人拉横幅!!!

南通人不知道的南通事儿
2020-11-25 11:50:41

以案说法|与幼女以夫妻名义同居并发生性关系构成强奸罪

澎湃新闻
2020-11-24 10:08:27

人民币持续升值,有外贸企业亏了3000万

智能理财小助手
2020-11-25 02:59:34
2020-11-25 14:00:59
+ 加载更多新闻
×

【TED】休假的力量

热点新闻

态度原创

网易号

查看全部
阅读下一篇

返回网易首页 返回科技首页