Fysik Nobel Går Til 3, Der Studerede Matters Ulige Stater

{h1}

Nobelprisen i fysik gik til tre fysikere, som studerede materiale ved de mindste skalaer og de koldeste temperaturer, hvilket kunne føre til nye materialer og indsigter i fænomener som superledningsevne.

Nobelprisen i fysik gik til tre fysikere, som studerede materiale ved de mindste skalaer og de koldeste temperaturer, hvilket kunne føre til nye materialer og indsigter i fænomener som superledningsevne.

De tre nobelpristagere er David J. Thouless fra University of Washington, F. Duncan M. Haldane fra Princeton University og J. Michael Kosterlitz fra Brown University.

Alle tre arbejdede på usædvanlige tilstander af materie; Kosterlitz og Thouless studerede de teoretiske egenskaber ved meget tynde film, i det væsentlige 2D materialer. Haldane kiggede på kæder af atomstørrelses magneter. [Nobelprisen 2016: Her er vinderne (og hvad de opnåede)]

De brugte matematikken i topologi til at forklare, hvorfor superledningsevne fremstår og forsvinder, når den gør det. Topologi er den matematiske undersøgelse af processer, der forekommer i diskrete trin. Mere formelt er det undersøgelsen af ​​former, der kan transformeres uden at bryde dem - som omdannelsen af ​​en doughnut til et strå. Stigene i topologi stammer fra, at en donut kan have et hul eller to (som et halm), men ikke et og et halvt.

Kosterlitz og Thouless var interesserede i hvad der sker, når du køler en 2D film af materie til næsten absolut nul. Deres beregninger viste, at det var muligt for et sådant materiale at lede elektricitet uden modstand, der blev en superleder, noget, som forskerne troede umulige. Paul Coxon, en forskningsassistent i Materials Chemistry Group ved University of Cambridge, sagde, at selv ved næsten absolut nul "er der altid en vis mindre udsving, der forstyrrer ordren." Denne forstyrrelse skal forhindre superledningsevne, tilføjer han.

Eller det er det, forskerne troede. Men beregninger af Kosterlitz og Thouless viste, at det ikke forhindrede superledningsevne, og senere forsøg bekræftede de var korrekte. Årsagen var relateret til topologiens matematik. I 2D-materiale danner små hvirvler, hvirvler, par, da temperaturen falder, og materialet bliver superledende, sagde Coxon.

Når du hæver temperaturen adskilles hvirvlerne og går adskilt. Adskillelsen skaber former, der er enhulede i modsætning til tohulede (hvirvler har to åbninger), som at opdele en tohulet donut i to enhulede donuts, og materialet mister sin superledende evne. Overgangen fra superledende til ikke-superledende i sådanne film er kendt som KT-tærsklen, for dens opdagere, ifølge en udgivelse fra Nobel-udvalget.

Senere studerede Thouless Quantum Hall Effect. Normalt, hvis du sætter en magnet vinkelret på en elektrisk strøm, vil spændingen ændre sig. Quantum Hall Effect er ens, bortset fra at spændingsændringen kun kan ske i visse trin. Thouless fandt ud af, at topologiens matematik forklarede fænomenet. Haldane viste i mellemtiden at kæder af atommagneter kan opføre sig på en lignende måde.

Deres opdagelser kunne føre til nye materialer, selv om det stadig er i fremtiden. "Dette har konsekvenser for superledende materialer," sagde Coxon, "men det er stadig langt væk."

Coxon tilføjede, at valg af arbejde til Nobelprisen var en overraskelse, da han som mange i fysiksamfundet troede prisen ville gå til forskerne, der observerede gravitationsbølger ved hjælp af Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO). "Alle havde halvskrevne historier om LIGO, og så kommer det ud af det blå."

Originalartikel om WordsSideKick.com.


Video Supplement: 3000+ Common English Words with British Pronunciation.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com