Nobelul pentru fizică pe 2016 ar pot duce la dezvoltarea computerelor cuantice

Cercetătorii David Thouless, Duncan Haldane şi Michael Kosterlitz au câştigat premiul Nobel pentru fizică pe 2016 pentru „descoperirile teoretice în domeniul tranziţiilor de fază şi fazelor topologice ale materiei”, a anunţat, marţi, Academia Regală Suedeză de Ştiinţe.

Dacă nu aţi înţeles nimic din motivul pentru care cei trei cercetători au fost premiaţi, iată ce explicaţie a oferit publicului profesorul Thors Hans Hansson, membru al comitetului Nobel:

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) October 4, 2016

Potrivit Comitetului Nobel, laureaţii premiului pentru fizică din acest an au dezvăluit secretele materiei exotice şi, prin cercetările lor, au deschis o uşă spre o lume în care materia poate să îşi asume forme şi stări ciudate. Ei au utilizat metode matematice avansate pentru a studia faze neobişnuite sau stări ale materiei, precum cele din superconductori, superfluide şi pelicule magnetice extrem de fine.

Graţie cercetărilor lor, oamenii de ştiinţă pot să caute în prezent faze noi şi exotice ale materiei. Mulţi savanţi speră că descoperirile lor vor avea aplicaţii practice atât în ştiinţa materialelor, cât şi în electronică.

Folosirea de către cei trei cercetători a unor concepte topologice în fizică s-a dovedit a fi decisivă în realizarea descoperirilor lor. Topologia este o ramură a matematicii, o extensie a geometriei, care studiază deformările spaţiului prin transformări continue.

Folosind topologia ca un instrument de cercetare, laureaţii Nobel din acest an i-au uluit pe experţi. La începutul anilor 1970, Michael Kosterlitz şi David Thouless au reuşit să infirme teoria din epocă, potrivit căreia superconductivitatea sau suprafluiditatea, nu poate să apară în straturi fine. Ei au demonstrat că superconductivitatea poate să apară şi la temperaturi joase şi au explicat, de asemenea, mecanismul – tranziţie de fază – care face ca superconductivitatea să dispară la temperaturi mai ridicate.

În anii 1980, David Thouless a fost capabil să explice un experiment anterior, realizat cu straturi foarte fine conducătoare electric, în timpul căruia conductanţa putea fi măsurată cu mare precizie, cu paşi întregi. El a arătat că acei „paşi” erau topologici în natura lor.

Aproximativ în aceeaşi perioadă, Duncan Haldane a descoperit modul în care conceptele topologice pot fi folosite pentru a înţelege proprietăţile unor lanţuri de mici magneţi descoperiţi în anumite materiale.

În prezent, oamenii de ştiinţă cunosc mai multe faze topologice, nu doar în straturile fine şi în fascicule, ci şi în materialele obişnuite, în trei dimensiuni. Pe parcursul ultimului deceniu, acest domeniu a găzduit o serie de cercetări avangardiste pentru fizica materiei condensate, oferind savanţilor speranţa că materialele topologice vor putea fi utilizate pentru fabricarea unei noi generaţii de produse electronice şi conductori şi, în viitor, în dezvoltarea computerelor cuantice.

What are the possible applications of this exotic topological matter in the future, Thors Hans Hansson? https://t.co/duVYwrIWih

— The Nobel Prize (@NobelPrize) October 4, 2016

Cercetările din prezent au potenţialul de a dezvălui secretele materiei, în lumea exotică a descoperirilor făcute de cei trei laureaţi Nobel din 2016.