Csésze vagy fánk: kiosztották az idei fizikai Nobelt

Göran K. Hansson, a Svéd Királyi Tudományos Akadémia titkára kedden, magyar idő szerint 11 óra 45 perckor kihirdette a fizikai Nobel-díj idei nyerteseit. A szokásoknak megfelelően először svédül, aztán angolul mondta el, hogy a díjat idén David Thouless, Duncan Haldane és Michael Kosterlitz nyerték (mindhárman amerikai egyetemen kutató brit tudósok), a topológiai fázisátmenetek és az anyag topológiai fázisok területén végzett úttörő munkájukért. A díj egyik felét Thouless kapta, a másik fél megosztva lett Haldane-é és Kosterlitzé.

A topológia a matematikának egy olyan ága, amely az alakzatoknak a folytonos (vagyis szakítás, lyukasztás stb. nélküli) deformációk - nyújtások, csavarások stb. - közben is megmaradó (invariáns) tulajdonságaival foglalkozik. A helyszínen elhangzó példa szerint egy briós, egy fánk és egy perec a topológia szempontjából egy dologban tér el, abban, hány lyuk van bennük. A topológia azt kutatja, milyen hatások kellenek ahhoz, hogy ez a tulajdonság (nulla lyuk, egy lyuk, két lyuk) egy egész számmal megváltozzon.

Member of the Nobel committee for physics explains topology using a cinnamon bun, a bagel and a pretzel https://t.co/gORO04UYam

— The Nobel Prize (@NobelPrize) 2016. október 4.

A hivatalos méltatás szerint a három kutató korábban sosem ismert világra nyitott kaput, ahol az anyag fura állapotokat vehet fel. A topológiát mindhárman eszközként használva a kvantumfizika igen bonyolult területein értek el áttöréseket. Kosterlitz és Thouless az 1970-es években divatos nézetet döntöttek meg: topológiai módszerekkel bizonyították, hogy a szupravezetés és a szuperfolyékonyság vékony rétegekben is működik, és megmutatták, milyen anyagszerkezeti átmenet teszi lehetővé ezt a jelenséget.

Haldane méltatása szerint ő azt fedezte fel, hogy alkalmazhatók a topológia módszerei, vagyis az egész számokkal leírható tulajdonságok egyéb kutatásokban – ő például az egyes anyagokban található apró mágnesláncok viselkedését írta le ezzel a módszerrel.

A kutatásnak a kvantumfizika és a szupravezetés gyakorlati alkalmazásában van szerepe, akár a jövő kvantumszámítógépeinek alapját is jelentheti majd a három tudós eredménye. 

Tavaly nagyon apró dolgokat mérő kutatók nyertek

Tavaly ilyenkor Kadzsita Takaaki japán és Arthur B. McDonald kanadai fizikusok örülhettek, mert a neutrínótömeggel kapcsolatos kutatásaikért megosztva kapták a fizikai Nobel-díjat. A két fizikus két külön neutrínódetektorban dolgozva tettek olyan felfedezéseket, melyek megmutatták, hogy a neutrínók, vagyis azok az elemi részecskék, melyek annyira nem lépnek reakcióba más részecskékkel, hogy 50 százalék eséllyel haladnak át akár egy fényév vastag ólomfalon is, nem súlytalanok. Egész pontosan megmutatták, hogy a neutrínóknak három altípusa, más néven íze van, és ezek között váltakozik az állapotuk. Ez viszont csak úgy történhet meg, ha van valamennyi tömegük.