Nobelova cena za "tajemství placatého světa". Ocenění fyzici otevřeli cestu k rozvoji elektroniky

Jan A. Novák
4. 10. 2016 17:02
Letošní výběr laureátů Nobelovy ceny za fyziku leckoho překvapil. Podělí se o ni tři britští vědci působící v USA – David Thouless, Duncan Haldane a Michael Kosterlitz. Zdůvodnění, že ocenění získali "za teoretické objevy topologické fáze přechodů a topologické fáze hmoty", je navíc pro většinu smrtelníků nesrozumitelné. Předmětem jejich výzkumu jsou exotické stavy hmoty, jejichž poznání může otevřít cestu k dalšímu rozvoji elektroniky, přibližuje Jan A. Novák.
Letošní laureáti Nobelovy ceny za fyziku.
Letošní laureáti Nobelovy ceny za fyziku. | Foto: Reuters

Praha – Oblíbeným námětem některých autorů sci-fi je svět, který má jen dva rozměry (přesněji řečeno jehož třetí rozměr je velmi malý), protože disponuje vlastnostmi v našem trojrozměrném vesmíru těžko představitelnými.

Zdaleka ale nejde jen o fantazii. I tloušťky vrstev skutečných materiálů je možné omezit jen na několik málo atomů. Hmota se pak začne chovat úplně jinak, než jsme zvyklí.

Děje se tak kromě jiného proto, že se tu mnohem zřetelněji uplatňují zákony kvantové fyziky – v našem světě těžko postřehnutelné.

Právě těmito fenomény se zabývá trojice letošních laureátů Nobelovy ceny za fyziku – britští vědci David Thouless, Duncan Haldane a Michael Kosterlitz, kteří působí v USA.

Přínos oceněných vědců spočívá v tom, že pro studium těchto jevů použili topologii – obor matematiky, který se (velmi zjednodušeně řečeno) zabývá vlastnostmi geometrických útvarů za určitých specifických okolností.

Ukázalo se, že topologické postupy mohou být užitečné právě při studiu chování tenkých vrstev, včetně materiálů zajímavých i z praktického hlediska, jako jsou například supravodiče nebo magnety. Trojice vědců tak dalším odborníkům poskytla nástroj k pochopení jevů, kolem nichž do té doby panovala řada nejasností.

"Věřím, že výběr laureátů byl naprosto správný," komentoval letošní cenu za fyziku profesor Steve Bramwell z Londýnského centra pro nanotechnologie.

"Úkolem fyziky je studium hmoty, objasňování základních principů jejího chování a předpovídání dosud neznámých jevů... Průlomový přínos těchto vědců spočívá v tom, že umožnili výrazný pokrok v chápání a předvídání vlastností mnoha materiálových systémů," uvedl.

Naděje pro supravodivost a kvantové počítače

Michael Kosterlitz a David Thouless se uplatněním topologických metod v materiálovém výzkumu zabývali na přelomu 60. a 70. let minulého století.

Už v roce 1970 zveřejnili práci, v níž popsali mechanismy umožňující vysvětlit supravodivost a supratekutost v tenkých vrstvách při extrémně nízkých teplotách. Objasnili také, proč tyto jevy při zvýšení teploty mizí.

Ve stejné době Duncan Haldane zjistil, že pomocí topologických metod jde také vysvětlit chování řetězců malých magnetů (na úrovni atomů), které se nacházejí v některých materiálech. Ocenění vědci také předvedli, že jde takto vysvětlit změny elektrických a magnetických vlastností při fázových přechodech, tedy v okamžicích přechodu hmoty z jednoho skupenství do jiného.

Vědci si od těchto objevů slibují především další pokrok ve výzkumu exotických stavů hmoty a při studiu supravodivosti (stavu, kdy některé materiály při nízkých teplotách mají téměř nulový elektrický odpor). Materiály vzniklé pomocí topologických metod ale mohou mít i praktické využití: uplatní se při vývoji nových elektronických prvků a kvantových počítačů.

 

Právě se děje

před 6 minutami

Ve středním Mexiku se ve studni našly zabalené ostatky čtyřicítky lidí

Lidské ostatky našla policie ve studni za Guadalajarou ve 119 černých plastových pytlích. Na místo hrůzného nálezu se vydala na počátku září poté, co si místní lidé stěžovali na nesnesitelný zápach.

Zpočátku nebylo jasné, kolika lidem ostatky v pytlích patří. Těla totiž byla rozřezána na části. Nyní patologové určili, že se jedná nejméně o 44 osob. Kompletní těla přitom našli jen v případě devíti jedinců. Část ostatků se stále identifikovat nepodařilo.

V mexickém státě Jalisco, jehož je Guadalajara hlavním městem, působí řada drogových gangů. Za první polovinu letošního roku bylo v Mexiku, které má 125 milionů obyvatel, zavražděno přes 17 tisíc lidí. To je v průměru více než sto vražd denně. Vysoká kriminalita sužuje Mexiko už řadu let, je důsledkem zejména boje drogových gangů. 

Zdroj: ČTK
před 52 minutami

Nash začala Světový pohár v cyklokrosu druhým místem v Iowě

Kateřina Nash dojela na úvod Světového poháru v cyklokrosu v Iowa City druhá. Českou závodnici porazila jen Kanaďanka Maghalie Rochetteová, která vybojovala první vítězství v seriálu, přestože hned v úvodním kole na písčitém úseku spadla. Nash ztratila na vítězku sedm sekund.

 

Mezi muži vyhrál při svém debutu v elitní kategorii Světového poháru jednadvacetiletý Belgičan Eli Iserbyt. Čeští reprezentanti v závodě nestartovali.

 

Nash, která žije v USA, navázala druhým místem na předloňský triumf v Iowa City. Třetí Američanku Claru Honsingerovou za sebou jednačtyřicetiletá rodačka z Prachatic nechala o osm sekund.

 

Úvodní závod sezony vynechaly úřadující trojnásobná mistryně světa Belgičanka Sanne Cantová a vítězka uplynulého ročníku Světového poháru Nizozemka Marianne Vosová.

 

Bývalý mistr světa do 23 let Iserbyt vedl belgickou ofenzivu v Iowě. Zástupci cyklokrosové velmoci obsadili prvních pět míst a v nejlepší patnáctce jich bylo třináct. Iserbyt vyhrál s velkým náskokem 54 sekund před Toonem Aertsem.

 

Další závod Světového poháru se pojede za týden v americkém Waterloo, v listopadu seriál zavítá do Tábora.

 

Úvodní závod Světového poháru v cyklokrosu v Iowa City (USA):

Muži: 1. Iserbyt 1:05:27, 2. Toon Aerts -54, 3. Soete, 4. Vermeersch oba -1:00, 5. Sweeck (všichni Belg.) -1:01, 6. Van der Haar (Niz.) -1:25.

Ženy: 1. Rochetteová (Kan.) 46:23, 2. Nash (ČR) -7, 3. Honsingerová (USA) -15, 4. Van der Heijdenová (Niz.) -25, 5. Richardsová (Brit.) -32, 6. Kaptheijnsová (Niz.) -44.

Další zprávy