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.

 

Pokud jste v článku zaznamenali chybu nebo překlep, dejte nám, prosím, vědět prostřednictvím kontaktního formuláře. Děkujeme!

Právě se děje

Aktualizováno před 20 minutami

Hasiči zasahují u požáru haly u Čelákovic, vyhlásili třetí stupeň poplachu

Hasiči zasahují u požáru haly v Zápech u Prahy, vyhlásili třetí stupeň poplachu ze čtyř, v hale jsou uskladněny zřejmě autodíly, oleje a plynové lahve, hrozí zřícení konstrukce, řekla mluvčí středočeských hasičů Dagmar Zemanová.

"Požár byl hlášen před 20:00, je v plném rozsahu a hrozí pád konstrukce, na místě je 30 vozidel a 17 jednotek, vypomáhají i pražské," řekla Zemanová. Požár podle ní zřejmě způsobí velkou škodu.

Zdroj: ČTK
před 32 minutami

"Vypil jsem příliš mnoho." Britský poslanec rezignoval poté, co sexuálně napadl dva muže

Britský konzervativec Christopher Pincher rezignoval na vládní post náměstka hlavního whipa kvůli údajnému sexuálnímu napadení dvou mužů, které údajně v opilosti osahával ve stranickém klubu v centru Londýna. Konzervativní strana jej v pátek vyloučila z poslaneckého klubu a v Dolní sněmovně bude pokračovat jako nezařazený, uvedla stanice BBC. Whip je vybraným poslancem, který dohlíží na to, aby příslušníci jeho strany hlasovali podle stranických zájmů.

Pincher ve čtvrtek napsal dopis premiérovi Borisi Johnsonovi, který v plném znění obdržel bulvární list The Sun. "Minulou noc jsem vypil příliš mnoho. Ztrapnil jsem sebe i ostatní… .Myslím, že je nyní správné, abych rezignoval na pozici náměstka hlavního whipa," napsal Pincher premiérovi.

Hlavní whip v britském parlamentu zaštiťuje celý systém dohlížení (whipování), je též členem vlády a mnohdy pravou rukou premiéra.

Zdroj: ČTK
před 35 minutami

Česko předsednictví v Radě EU navzdory těžké době zvládne, ujistil Fiala

Premiér Petr Fiala (ODS) před večerním Koncertem pro Evropu v Litomyšli ujistil, že ČR zvládne předsednictví v Radě EU, přestože se nachází v těžké době. Česká republika bude dělat vše pro to, aby udržela jednotu EU, která se v těchto měsících ukázala její nejsilnější zbraní, uvedl Fiala. Předsedkyně Evropské komise Ursula von der Leyenová v projevu řekla, že Česko vždy inspirovalo Evropu příběhy odvahy. Před zahájením koncertu vyskočili na pódium dva aktivisté, kteří s transparenty v rukou demonstrovali za ochranu klimatu.

Fiala ve svém proslovu pogratuloval francouzským kolegům k úspěšným šesti měsícům v čele EU. "Pevně věřím, že Česká republika naváže na francouzské úspěchy a dostojí svým závazkům ve prospěch Evropy a jejích občanů. Nacházíme se v jednom z nejtěžších období posledních desetiletí, ale jsem přesvědčen, že tak, jako jsme zvládli minulé krize, dovedeme si poradit i se současnými problémy," řekl Fiala.

S evropskými politiky v pátek Litomyšli mluvil o tom, co je třeba v nadcházejících měsících udělat, aby obyvatelé členských států žili ve větším bezpečí a byla zachována prosperita kontinentu. "A hlavně, abychom pomohli našim občanům zvládnout rostoucí ceny a zajistili dostatek energií a potravin," uvedl Fiala.

Zdroj: ČTK
před 1 hodinou

V Nigérii odsoudil soud tři muže k trestu smrti ukamenováním

Islámský soud v severonigerijském státě Bauchi odsoudil tři muže k trestu smrti ukamenováním, protože se prokázala jejich homosexualita. Podle agentury Reuters to dnes oznámil náčelník náboženské policie, která muže zatkla.

Severní Nigérie je převážně muslimská. Soudy, které se řídí islámským právem šaría, státy v tomto regionu používají k trestání obyvatel za různé činy, od cizoložství až po rouhání.

Šéf náboženské policie v místní správní oblasti Ningi v Bauchi Adam Dan Kafi uvedl, že tři muži byli zatčeni 14. června a obviněni před islámským soudem. Všichni tři, včetně sedmdesátiletého muže, se podle Kafiho k činu přiznali, přestože je nezastupovali právníci. Soudce Munka'ilu Sabo je podle velitele náboženské policie ve čtvrtek odsoudil k trestu smrti, ale mají možnost se do 30 dnů odvolat.

Každý trest smrti vynesený islámskými soudy musí v Nigérii schválit guvernér státu. V Nigérii se homosexualita, stejně jako ve většině afrických zemí, považuje za nepřijatelnou. V této nejlidnatější africké zemi zároveň platí zákon, jenž umožňuje dlouhé tresty odnětí svobody pro osoby odsouzené za veřejné projevy stejnopohlavního vztahu a osoby, které uzavřou stejnopohlavní manželství.

Zdroj: ČTK
Další zprávy