Premiul Nobel pentru Fizică 2016: David Thouless, Duncan Haldane și Michael Kosterlitz

Fizicienii britanici David Thouless, Duncan Haldane și Michael Kosterlitz au câștigat Premiul Nobel pentru Fizică în 2016, acordat, potrivit juriul Academiei Regale Suedeze de Știință, pentru descoperiri legate de stări neobișnuite ale materiei cuantice, care se observă, de pildă, la nivelul fenomentului de superconductibilitate ( fenomen în care rezistența electrică a unui material conductor devine zero, dacă temperatura sa este mai mică decât o anumită valoare specifică materialului, numită temperatură critică – n.r.).

Cei trei oameni de știință au dezvoltat un cadru matematic ( în domeniul topologiei) pentru a explica aceste proprități ciudate. Descoperirile acestora duc la posibilitatea proiectării unor noi materiale, cu noi proprietăți.

Anunțul a fost făcut în cadrul conferinței de presă din Suedia, iar cei trei fizicieni se alătură unei liste prestigoase de alți 200 de laureați ai Premiului Nobel pentru Fizică, recunoscut din 1901.

Premiul a fost, așadar, împărțit între fizicianul David J. Thouless, de la University of Washington, Seattle, Statele Unite și fizicienii F. Duncan M. Haldane, de la Universitatea Princeton, din Statele Unite și J. Michael Kosterlitz, de la Universitatea Brown, tot din Statele Unite, care au primit prestigioasa distincție ex-aequo.

„Le mulțumim pentru studiile lor de pionierat, acum așteptăm să găsim alte stadii exotice ale materiei”, declară membrii Academiei Regale Suedeze de Știință, potrivit Reuters.

În comunicatul de presă publicat pe site-ul oficial www.nobelprize.org se precizează că oamenii de știință au dezvăluit secretele materiei exotice.

Utilizarea conceptelor topologice în fizică a fost decisivă pentru descoperirile oamenilor de știință, potrivit comunicatului de presă publicat pe site-ul oficial www.nobelprize.org. Topologia este o ramură a matematicii care descrie proprietăți ce se modifică doar pas cu pas. Cu ajutorul acestor instrumente de ordin matematic, fizicienii au uimit experții în fizica particulelor elementare.

La începutul anilor 1970, Michael Kosterlitz și David Thouless au răsturnat teoria de la vremea respectivă, conform căreia supraconductibilitatea sau suprafluiditatea nu pot avea loc în straturi subțiri ale materiei. Fizicienii au demonstrat ca supraconductibilitatea ar putea avea loc la temperaturi scăzute și, de asemenea, au explicat mecanismul și fazele de tranziție, care duc la dispariția fenomenului supraconductibilității la temperaturi mai ridicate.

În anii ’80, Thouless a explicat un experiment anterior ce viza straturile subțiri de conductibilitate electrică. Fizicianul a demonstrat că fenomenul de conductibilitate în acele straturi se poate măsură folosind teoria numere întregi. Astfel, materia cuantică se putea observa folosind instrumentul topologiei, în esență matematic.

Tot la acea vreme, Duncan Haldane a observat că topologia poate explica proprietățile înlănțuirilor de mici magneți în unele materiale.

Astăzi se cunosc numeroase faze de tip topologic ale materiei, atât în straturile subțiri ale materiei și la nivel fibros, cât și la nivel tridimensional.

Kosterlitz și Thouless s-au centrat pe studiul fenomenelor care apar în forme plate ale materiei – pe suprafețe sau în interiorul unor straturi extrem de subțiri care pot fi considerate bi-dimensionale, față de cele trei dimeniuni (lungime, lăține și înălțime) prin care este descrisă în mod normal realitatea.

Haldane a studiat și materia care formează fire atât de subțiri, încât acestea pot fi considerate drept o singură dimensiune.

David Thouless, Duncan Haldane și Michael Kosterlitz vor împărți premiul de 8 milioane de coroane suedeze (sumă echivalentă cu 727,000 de lire sterline).

Prima reacție a profesorului Duncan Haldane a fost : „Am fost așa cum este toată lumea, extrem de surprins. Și extrem de bucuros… Foarte multe noi descoperiri care se bazează pe aceste cercetări vor avea loc.”

Medalia Nobel pentru Fizică și Chimie reprezintă Natura, sub forma unei zeițe ce amintește de Isis, ivindu-se dintre nori și ținând în brațele sale un corn al abundenței. Vălul care îi acoperă chipul său rece și auster este ținut de Geniul Științei. Pe medalie este inscripționat în latină mesajul „Inventas vitam iuvat excoluisse per artes „, în traducere „Invențiile îmbunătățesc viața care este înfrumusețată prin artă „), un citat din „Eneida” lui Virgiliu.

Numele laureatului Nobel este gravat pe porțiunea de sub figurine, iar textul „REG. ACAD. SCIENT. SUEC.” semnifică Academia Regală Suedeză de Științe.

Premiul Nobel pentru Fizică a fost acordat în 2015 în comun lui Takaaki Kajita și lui Arthur B. McDonald „pentru descoperirea oscilațiilor neutrinilor, ceea ce demonstrează că neutrinii au masă”.

Sezonul Nobel 2016 a debutat luni, când specialistul în biologie celulară Yoshinori Ohsumi au fost recompensat cu premiul pentru medicină, acordat pentru descoperiri privind mecanismele de autofagie, procesul de consumare a propriilor componente celulare de către un organism.

În cursul acestei săptămâni vor fi anunțați câștigătorii premiilor Nobel 2016 pentru chimie (5 octombrie) și pace (7 octombrie), iar cel pentru economie va fi anunțat, luni, 10 octombrie.

Premiile Nobel sunt decernate din 1901, cu excepția celui pentru economie, instituit în 1968 de Banca centrală din Suedia, cu ocazia împlinirii a 300 de ani de la fondarea acestei instituții. Premiile au fost create după moartea inginerului sudez Alfred Nobel (1833 – 1896), inventatorul dinamitei, conform voinței sale din testament.