文小刚诺贝尔奖 2016年诺贝尔奖各奖项获奖名单盘点

2017-10-25

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文章简介：获奖者:美国科学家戴维·索利斯.邓肯·霍尔丹和迈克尔·科斯特利茨获奖理由:2016年诺贝尔物理学奖授予了DavidJ.Thouless.F.DuncanM.Haldane和J.MichaelKosterlitz,以表彰他们在拓扑相变和物质的拓扑相方面的发现.这三位科学家是凝聚态拓扑物态研究的先驱和开创者,他们在拓扑物态的早期开创性工作,打下了这个方向的基础.通常有限温度的连续相变在两维情况下是没有的,但是Thouless和Kosterlitz发现在二维可以通过涡旋发生一种拓扑相变,两点关联可以随

获奖者:美国科学家戴维·索利斯、邓肯·霍尔丹和迈克尔·科斯特利茨

获奖理由:2016年诺贝尔物理学奖授予了DavidJ.Thouless、F.DuncanM.Haldane和J.MichaelKosterlitz,以表彰他们在拓扑相变和物质的拓扑相方面的发现。这三位科学家是凝聚态拓扑物态研究的先驱和开创者,他们在拓扑物态的早期开创性工作,打下了这个方向的基础。

通常有限温度的连续相变在两维情况下是没有的,但是Thouless和Kosterlitz发现在二维可以通过涡旋发生一种拓扑相变,两点关联可以随距离作幂律衰减,而非指数衰减。这个理论后来首先得到Reppy等人的超流薄膜实验的检验,后来又在超导薄膜中得到验证,近年来又用冷原子得以实现。

Haldane研究了一维磁体的拓扑性质,指出整数与非整数自旋完全不一样,前者有能隙,而后者没有。这首先在磁性材料CsNiCl3中得到验证。Haldane后来还做了拓扑绝缘体的前期工作,研究了一个纯理论模型,该模型里的一部分物理后来在拓扑绝缘体中反映出来。

Haldane在这里的突破性思想在于发现量子霍尔效应中的磁场不是必须的。而这所谓反常量子霍尔效应最近被薛其坤组用拓扑绝缘体验证,另外Haldane最初的模型也用光晶格中的冷原子直接模拟出来。

现在人们认识到,Haldane相、整数量子霍尔效应态和拓扑绝缘体都属于对称性保护的拓扑态。这与分数量子霍尔效应和自旋液体不一样。二者可以用量子纠缠的不同情况区分开来。目前,国际上拓扑物态研究方兴未艾,一个领头人是文小刚。他在与牛谦合作的一篇文章中首次提出拓扑序的概念。拓扑序后来成为拓扑量子计算的基础。