Nobel Media 2016

2016 Nobel Prize in Physics

The Nobel Prize in Physics 2016 was divided, one half awarded to David J. Thouless, the other half jointly to F. Duncan M. Haldane and J. Michael Kosterlitz "for theoretical discoveries of topological phase transitions and topological phases of matter".

David J. Thouless,1934年出生于英国贝尔斯登，1958年从美国康奈尔大学获得博士学位。目前为美国华盛顿大学荣誉退休教授。

F. Duncan M. Haldane，1951年出生于英国伦敦，1978年从英国剑桥大学获得博士学位。目前为美国普林斯顿大学物理学教授。

J. Michael Kosterlitz，1942年出生于英国阿伯丁，1969年从英国牛津大学获得博士学位。目前为美国布朗大学物理学教授。

 瑞典斯德哥尔摩当地时间4日中午11时45分(北京时间4日17时45分)，2016年诺贝尔物理学奖授予3位科学家：大卫·索利斯、邓肯·霍尔丹和迈克尔·科斯特利茨，以表彰他们在理论上发现了物质的拓扑相变和拓扑相。

 戴维·索利斯研究凝聚态物理系统中的拓扑效应的著名专家，他曾与Kosterlity合作提出了拓扑相变中著名的Kosterlity-Thouless相变理论。

三位获奖者为我们打开了一个未知的世界，在这个未知就是证明物质可以以一种奇怪的状态存在，他们利用先进的数学方法来研究不同寻常物质状态，如超导体、超流体或磁膜等。由于他们的开创性工作，许多人希望未来这种研究将会对材料学和电子学产生革命性影响。决定性的发现是三位获奖者使用了物理拓扑的概念，拓扑是数学的一个分支。

拓扑学(topology)是研究几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的一些性质的学科。它只考虑物体间的位置关系而不考虑它们的形状和大小。拓扑英文名是Topology，直译是地志学，最早指研究地形、地貌相类似的有关学科。几何拓扑学是十九世纪形成的一门数学分支，它属于几何学的范畴。有关拓扑学的一些内容早在十八世纪就出现了。那时候发现一些孤立的问题，后来在拓扑学的形成中占着重要的地位。

拓扑学通常用来描述一些逐步变化的性质。三位科学家采用拓扑学作为研究工具，这一举动在当时让同行感到吃惊。在上世纪70年代早期，当时的理论认为超导现象和超流体现象不可能在薄层中产生，Michael Kosterlitz 和David Thouless推翻了这一理论。他们证明超导现象不仅能够在低温下产生，阐释了超导现象在较高温度下也能产生，高温超导产生的机制就是相变。到了80年代，Thouless成功地解释了之前的一个实验，即超薄导电层中的电导系数可被精确测量到整数。他证明了这些整数在自然属性中处于拓扑状态。Duncan Haldane发现，可以用拓扑学来理解某些材料中的小磁体链的性质。现在，我们已经知道拓扑相有很多种，它们不仅存在于薄层和线状物，还存在于普通的三维材料中。过去十年里，这一领域的研究促进了凝聚态物理研究的前沿发展，人们不仅仅对拓扑材料能够在新一代电子器件和超导体中产生应用抱有希望，而且看好其在未来量子计算机方面的应用。当前，许多研究人员仍在继续揭开奇异世界里物质的秘密，而这个奇异世界是由今年的三位获奖者发现的。

科学网博客曾经的相关介绍：
2012年狄拉克奖章获奖者张首晟、Kane和Haldane教授演讲稿

http://blog.sciencenet.cn/blog-3377-705394.html

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