Nobel Vật lý 2016: Khám phá ra những bí ẩn của vật chất đặc biệt

Ảnh của 3 nhà khoa học giành giải Nobel Vật lý 2016: David Thouless, Duncan Haldane và Michael Kosterlitz. Ảnh: EPA/TTXVN

Viện Khoa học hoàng gia Thụy Điển cho biết :"Những người được giải Nobel Vật lý 2016 đã khám phá ra những bí ẩn của vật chất đặc biệt. Họ đã mở ra cánh cửa vào một thế giới chưa được biết đến, nơi vật chất có thể có những trạng thái kỳ lạ.

Họ đã sử dụng những biện pháp toán học tiên tiến để nghiên cứu các trạng thái vật chất khác thường như siêu dẫn, siêu lỏng hoặc những màng từ mỏng. Nhờ công trình tiên phong của họ, giờ đây người ta sẽ đi tìm các trạng thái mới và khác thường của vật chất.

Nhiều người hy vọng về ứng dụng trong tương lai ở cả ngành khoa học vật liệu và điện tử học."

Thông báo của Viện Khoa học Thụy Điển nhấn mạnh việc sử dụng các khái niệm topo học trong vật lý mang tính quyết định đối với các phát hiện của các nhà khoa học này.

Đầu thập niên 1970, hai nhà khoa học Michael Kosterlitz và David Thouless đã lảm đảo lộn lý thuyết phổ biến lúc đó cho rằng hiện tượng siêu dẫn và siêu lỏng không thể xảy ra ở các màng mỏng.

Họ đã chứng minh rằng siêu dẫn có thể xảy ra ở nhiệt độ thấp cũng như giải thích cơ chế, sự chuyển trạng thái đã làm cho siêu dẫn biến mất ở nhiệt độ cao hơn.

Trong thập niên 1980, nhà khoa học Thouless đã giải thích được một thí nghiệm trước đó với các màng dẫn điện mỏng, trong đó độ dẫn được đo một cách chính xác như các khoảng cách nguyên.

Ông cho thấy những khoảng cách nguyên đó mang tính topo học về bản chất.

Cũng vào thời gian đó, nhà khoa học Duncan Haldance  phát hiện ra cách các khái niệm topo học có thể được sử dụng để hiểu những thuộc tính của các chuỗi nam châm nhỏ được tìm thấy trong một số vật liệu.

Giờ đây, chúng ta biết nhiều trạng thái topo học, không chỉ ở trong các màng và sợi mỏng mà trong các vật liệu 3 chiều thông thường.

Trong thập niên qua, lĩnh vực này đã thúc đẩy những nghiên cứu tiên tiến trong vật lý vật chất cô đặc, đặc biệt là vì hy vọng các vật liệu topo học có thể được sử dụng trong các sản phẩm điện tử thế hệ mới, các chất siêu dẫn, hoặc trong các máy tính lượng tử.

Topo học là một ngành toán học mô tả các thuộc tính chỉ thay đổi dần dần. Topo học nghiên cứu các đặc tính được bảo toàn qua các biến dạng, sự xoắn, kéo giãn, nhưng ngoại trừ xé rách và dán dính. Topo học còn được gọi là hình học của màng cao su.

Giải thưởng Nobel trị giá 931.000 USD. Dựa trên đóng góp của các cá nhân trong quá trình nghiên cứu và phát hiện, một nửa khoản tiền thưởng sẽ thuộc về nhà khoa học David J. Thouless, nửa còn lại được cho cho hai nhà khoa học F. Duncan M. Haldane and J. Michael Kosterlitz.

Cả 3 nhà khoa học trên đều được sinh ra tại Anh, nhưng lại đang làm việc tại Mỹ. Ông David Thouless sinh năm 1934, công tác tại Đại học Washington, thành phố Seattle, bang Washington. Ông F. Duncan M. Haldane sinh năm 1951, làm việc tại Đại học Princeton, bang New Jercey và ông J. Michael Kosterlitz sinh năm 1942, công tác tại Đại học Brown ở thành phố Providence, bang Rhode Island./.