拓撲相

研究成果

2016年10月，戴維·索利斯，鄧肯·霍爾丹和麥可·科斯特利茨，發現了物質的拓撲相變和拓撲相。索利斯和科斯特利茨兩位科學家是在二維經典系統中發現拓撲相變，霍爾丹是在二維量子材料系統中研究拓撲相及其轉變。

諾貝爾基金會的官員們使用沒有洞的肉桂卷（cinnamon bun）、一個洞的麵包圈（bagel）和兩個洞的鹼水麵包（pretzel）解釋起了拓撲是怎么回事，在拓撲上，這幾種結構是完全不一樣的，因為洞的數量不一樣。

拓撲學是三位得獎者能做出這一成就的關鍵，它解釋了為什麼薄層物質的的電導率會以整數倍發生變化。諾貝爾基金會表示，他們利用先進的數學方法來研究不同尋常的物質，如超導體、超流體等。

在上世紀70年代早期，當時的理論認為超導現象和超流體現象不可能在薄層中產生，而MichaelKosterlitz和DavidThouless推翻了這一理論。他們證明了超導現象能夠在低溫下產生，並闡釋了超導現象在較高溫度下也能產生的機制——相變。

2016年10月4日下午5點45分，2016年諾貝爾物理學獎揭曉，三位英美科學家David J. Thouless， F. Duncan M. Haldane，J. Michael Kosterlitz獲獎。

獲獎理由是“理論發現拓撲相變和拓撲相物質”。其中，David J. Thouless獨享一半獎金，F. Duncan M. Haldane與J. Michael Kosterlitz分享另一半獎金。

David J. Thouless,1934年出生於英國貝爾斯登，1958年從美國康奈爾大學獲得博士學位，現為美國華盛頓大學榮譽退休教授。

F. Duncan M. Haldane，1951年出生於英國倫敦，1978年從英國劍橋大學獲得博士學位，現為美國普林斯頓大學物理學教授。

J. Michael Kosterlitz，1942年出生於英國阿伯丁，1969年從英國牛津大學獲得博士學位，現為美國布朗大學物理學教授。

拓撲相有很多種，它們不僅存在於薄層和線狀物，還存在於普通的三維材料中。

科學家大膽地將拓撲學概念套用到物理學，給他們後來的發現起到了決定性作用。

過去十年里，這一領域的研究促進了凝聚態物理研究的前沿發展，人們不僅僅對拓撲材料能夠在新一代電子器件和超導體中產生套用抱有希望，而且看好其在未來量子計算機方面的套用。