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如果未来诺贝尔奖涉及到应用 获奖的很可能是中国人

来源:188 作者:188 人气: 发布时间:2016-10-05
摘要:188 好奇心老是教唆我去寻求一些物质在极点情况下是如何反响的答案,把普世的科学放在极点的条件下,通常会有惊人的发现。我花很多时间研讨理论概念,概念是十分笼统的,可是概念是悉数运用的根底。这是早年由于发现石墨烯而获得诺贝尔物理奖的康斯坦丁诺
  188  “好奇心老是教唆我去寻求一些物质在极点情况下是如何反响的答案,把普世的科学放在极点的条件下,通常会有惊人的发现。我花很多时间研讨理论概念,概念是十分笼统的,可是概念是悉数运用的根底。”这是早年由于发现石墨烯而获得诺贝尔物理奖的康斯坦丁·诺沃肖洛夫在两周前对榜首财经记者所说的一段话。
  
  诺沃肖洛夫的信奉昨日在三位英国科学家身上再次宣告光芒。
  
  诺贝尔物理学奖昨日公布David Thouless、Duncan Haldane和 Michael Kosterlitz三位科学家,他们由于发现“拓扑相变和拓扑物态理论”被公布这一科学界的最高荣誉。“物质在极点状态下会发作何种改动”再次变成研讨的要点。他们的研讨或许前进电子资料的功用,而且现已向超级核算机的研发成功跨进一步。
  
  极点状态下的原子运动
  
  试想假定物质在十分冷或许十分平的状态下,原子的运动会发作何种反常的改动?“拓扑物态理论”弥补了咱们所了解的通常的物态改动,比方物质如何从固体变为液体再变为气体。
  
  所谓“拓扑”,是数学的一个分支,首要研讨的是几许形状在接连形变中所不改动的性质。最经典的比方,比方一个没有洞的肉桂面包,有一个洞的百吉圈和有两个洞的扭结面包之间的改动。而“相变”就是物质在外界条件接连改动时,从一种“相”变成另一种“相”的进程,比方冰融化成水。
  
  普林斯顿大学的Haldane教授是理论凝聚态物理学家,他标明:“这个研讨作业很早以前就开端了,可是直到今天才有了严重的新发现,而且将理论得以延伸。我对此感到惊讶。”三位科学家是运用数学的办法来阐明物质在稀有状态下所发作的物理改动,比方超导体、超流体和薄磁膜。
  
  来自华盛顿大学的Thouless教授和布朗大学的Kosterlitz教授集合在超薄的二维介质,比方超薄膜的表面或许中间层。Haldane教授则更是集合于一维物质,这些都不同于咱们通常定义的三维的物质。他们运用的大多数办法是“拓扑相变理论”。
  
  传统的观念以为,超导或许超流不或许在中间层发作,可是Kosterlitz和Thouless推翻了它,他们证清楚超导能在低温条件下发作,并阐清楚机制,相变使得超导现象在高温条件下不见。
  
  量子核算机跨进一大步
  
  诺贝尔委员会以为,当今咱们所运用的“前沿技术”,比方电脑,底子上是依赖于咱们了解和掌控资料性质的才华。三位获奖的物理学家用他们的理论发现阐清楚十分态的物质改动,树立了“拓扑相变”的数学概念,这为将来新资料的计划供应了新的物质特性的理论根底,这将引领将来严重的技术打开。
  
  其间一个严重的运用前景或许是量子核算机。剑桥大学教授Nigel Cooper标明:“科学家正在寻求拓扑相变的概念是不是能够用于量子设备,来处理传统核算机和电路元素所无法处理的疑问。它或许不会在你的iPhone里边,可是会存在于全国际的政府实验室。”
  
  事实上,微软的量子核算机项目Station Q现已在用拓扑理论研发量子核算机。早在10年前,Station Q的创始人就宣告过一篇论文,里边提到经过树立“分子量霍尔”系统,从中发明有拓扑保护性的量子比特。几年后,经过纳米线将完结量子核算的准粒子Majorana转化成有拓扑保护性的量子比特理论被提出。
  
  “Station Q在量子核算机范畴的研讨一贯都在进行。从拓扑相变的视点来看,能够给量子信息更强的抵挡外界干扰的才华。”Cooper教授标明。他还说,拓扑金属能够用于导体和晶体管的制作。
  
  中国人科学家功不可没
  
  中科院量子信息与量子科技前沿出色立异基地一名研讨员对榜首财经记者标明:“这次获奖的是一个很根底的理论,并不触及具体的资料运用,不过树立在此根底上的资料,比方半导体,将会对将来的量子核算机有用。”他还标明,假定将来诺贝尔奖触及到运用,那么获奖的很有或许是中国人。
  
  这位研讨员所说的中国人,是知名华裔物理学家、斯坦福大学教授张首晟。张首晟在十年前对拓扑绝缘体的研讨做出过主要奉献。在拓扑绝缘体作业获得严重打破后,中国科学家做了很多主要作业,包含量子反常霍尔效应的实验发现和外尔半金属的打开,在拓扑资料的构成、底子性质表征以及物理效应发现等方面,中国物理学家现已处于国际的榜首部队。
  
  不过,或许说张首晟与诺奖擦肩而过还为时过早。清华大学教授薛其坤院士标明:“这一范畴再获诺贝尔奖的或许性仍然存在。”薛其坤的作业也验证了科学家们寻觅百年的物理效应,相同可谓诺奖级作业。中科院物理所研讨员翁红明则标明:“将来拓扑绝缘体假定能真正将量子霍尔效应运用起来,诺奖或许会再度莅临拓扑范畴。”
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