Nobel Vật lý năm nay được trao cho 3 nhà khoa học với công trình nghiên cứu bắt đầu từ những năm 70 - 80 của thế kỷ trước nhằm giải thích cho những thứ lạ lùng xảy ra đối với vật chất khi bạn vặn xoắn nó tới mức cực hạn hoặc làm lạnh nó tới gần như độ 0 tuyệt đối.
Một nửa giải thưởng được trao cho David Thouless thuộc Đại học Washington và nửa còn lại chia đều cho Duncan Haldane, Đại học Princeton và J. Michael Kosterlitz. Cả 3 người đều được sinh tại Anh.
Thành viên của hội đồng Nobel, Thors Hans Hansson cho biết "công trình nghiên cứu là sự kết hợp tuyệt đẹp giữa toán học với các hiểu biết vật lý thâm sâu, đạt được những kết quả đầy bất ngờ đã kiểm chứng lại bằng thí nghiệm."
Vậy 3 nhà khoa học làm được gì?
Về cơ bản, họ đã chứng minh rằng có thể dùng toán học tô pô để giải thích cho các đặc tính kỳ lạ của vật chất tại các điều kiện cực lạnh hoặc trạng thái mật độ cực cao, thí dụ như tại sao vật liệu siêu lạnh sẽ có điện trở bằng 0?
Một nửa giải thưởng được trao cho David Thouless thuộc Đại học Washington và nửa còn lại chia đều cho Duncan Haldane, Đại học Princeton và J. Michael Kosterlitz. Cả 3 người đều được sinh tại Anh.
Thành viên của hội đồng Nobel, Thors Hans Hansson cho biết "công trình nghiên cứu là sự kết hợp tuyệt đẹp giữa toán học với các hiểu biết vật lý thâm sâu, đạt được những kết quả đầy bất ngờ đã kiểm chứng lại bằng thí nghiệm."
Vậy 3 nhà khoa học làm được gì?
Về cơ bản, họ đã chứng minh rằng có thể dùng toán học tô pô để giải thích cho các đặc tính kỳ lạ của vật chất tại các điều kiện cực lạnh hoặc trạng thái mật độ cực cao, thí dụ như tại sao vật liệu siêu lạnh sẽ có điện trở bằng 0?
Tô pô là một nhánh toán học nghiên cứu những đặc tính nào đó sẽ được bảo tồn khi vật thể bị kéo dài, vặn xoắn hoặc biến dạng. Hansson đã dùng những cái bánh ngay tại lễ trao giải để giải thích cho chúng ta hiểu được tô pô là gì và nó liên quan thế nào tới công trình nghiên cứu.
Sử dụng tô pô, Thouless, Haldane và Kosterlitz đã giải thích những bí ẩn của thế giới vật liệu, kiểu như làm sao mà một tấm phim khí heli siêu lạnh có thể thay đổi pha vật chất hoặc sự chuyển đổi pha này sẽ thay đổi đặc tính nó ra sao?
Nghiên cứu còn giúp các nhà khoa học tạo ra những loại vật liệu mới với tính chất thần kỳ. Trong số đó là "tô pô cách điện" - vật liệu chỉ dẫn điện trên bề mặt. Hiện loại vật liệu này chưa thương mại hóa nhưng hoàn toàn có thể dùng trong máy tính lượng tử hoặc nhiều ứng dụng khác chưa khám phá.
Một trong tô pô cách điện này gọi là Stanene - bản chất là lớp thiếc dày 1 nguyên tử - có khả năng dẫn điện ở nhiệt độ cao với điện trở cực thấp, hứa hẹn sẽ thay thế các chi tiết đồng trong máy tính.
