张首晟诺奖 诺贝尔奖将揭晓|2016年诺贝尔物理学奖与华人科学家张首晟擦肩而过
10月4日,“诺贝尔奖周”迎来了第二天,诺贝尔物理学奖发布其获奖名单,戴维匪骼?梗―avid J. Thouless)、邓肯坊舳?ぃ‵. Duncan M. Haldane)和迈克尔房扑固乩?龋↗. Michael Kosterlitz)获诺贝尔物理学奖。
其获奖来由为“在拓扑相变以及拓扑材料方面的理论发现”。 “这是一次伟大的颁奖。Kosterlitz - Thouless相变是拓扑里面一个经典的案例,它影响了物理学中拓扑范畴的成长历程,霍尔丹在这一范畴的进献与二人相当。
我由衷地为索利斯获奖而感应欢快,他是一位理论物理学范畴的伟大学者。” 《天然肺锢怼罚∟ature Physics)编纂Andrea Taroni 在接管《卫报》采访时说。
关于此次诺贝尔物理学奖,《常识分子》联系了国内几位在科研一线的物理学家,请他们解读此次物理学奖。 清华大学高档研究院研究员汪忠: 三人获奖实至名归 拓扑物态今朝是一个内容丰硕并且蓬勃成长的范畴,作为前驱者,索利斯, 霍尔丹, 科斯特利兹获奖是名至实归。
索利斯和他的合作者最早采用"陈数" 来理解量子霍尔效应(陈数是拓扑不变量的一个例子,"陈"指华人数学家陈省身),霍尔丹的量子反常霍尔效应模子则以简单巧妙的体例实现了非零陈数。
值得一提的是,霍尔丹的这个模子在提出之后多年里没有获得足够存眷,良多人认为它只是一个"理论玩具”。直到近些年,拓扑绝缘体在理论和尝试上接踵被发现后,霍尔丹的模子才终于在磁性掺杂的拓扑绝缘体薄膜中获得了尝试证实(这个尝试是清华大学和物理所的合作工作)。
拓扑绝缘体和其他拓扑材料的研究可以说是这个范畴的"文艺回复", 是以,在拓扑绝缘体的理论和尝试方面做出开创性工作的Charles L.
Kane, 张首晟,Laurens W. Molenkamp等人也是将来诺贝尔物理学奖的主要候选人。清华大学的薛其坤传授作为量子反常霍尔效应的尝试证实者,将来也有获奖机遇。
清华大学传授薛其坤:这一范畴再获诺奖的可能性依然存在 薛其坤在接管《常识分子》采访时暗示,三位物理学家作出了奠定性的理论工作,是对物质状况分类及其改变理论上的重大冲破,获得诺贝尔奖实至名归。
戴维匪骼?沟闹饕?ぷ魇浅醮未油仄说氖咏嵌浴罢??孔踊舳?вΑ毕窒笞鞒隽松羁汤斫狻?980年,德国科学家冯房死?啵↘laus von Klitzing)发现的“整数目子霍尔效应”,于1985年获得诺贝尔物理学奖。
薛其坤暗示,在三位诺奖得主关于物质的拓扑相变和拓扑相的奠定性理论工作之后,这一范畴因2005年包罗华裔闻名物理学家张首晟在内的科学家发现三维拓扑绝缘体材料,得以彻底成长起来了,使人们进一步熟悉到这一范畴的主要性。
在拓扑绝缘体的冲破性工作之后,中国科学家作出了良多主要工作,包罗量子反常霍尔效应的尝试发现和外尔半金属的成长,在拓扑材料的合成、根基性质表征以及物理效应的发现等方面,中国物理学家已经处于国际第一梯队。
对于在理论工作之外,这一范畴的尝试发现是否仍有可能获得诺贝尔奖?薛其坤暗示很难预言,但他认为,正如主持人在介绍本年的诺奖工作时所说的,这一范畴在拓扑量子计较,低能耗电子学方面应用前景庞大,有可能解决电子器件的发烧问题,量子计较机的成长也是以成为可能。
这一范畴若是做出对人类有意义的工作,拿奖的可能性仍是存在。 中科院物理所研究员翁红明:华人科学家张首晟也做出了主要进献 按照我此刻研究的标的目的来看,起首戴维匪骼?乖?981年提出了我们此刻熟知的整数拓扑不变量TKNN Number,也叫Chern Number,这也是第一个被提出用来标记整数目量子霍尔效应态的拓扑数,同时也是第一个按照Berry曲率公式界说TKNN number的科学家。
而霍尔丹则是第一个提出在晶格系统里面可以实现整数目子霍尔效应态而不需要外增强磁场的科学家。 可以说,本年获得诺贝尔奖的这三位科学家真正地开创了拓扑理论这个研究标的目的。
当然,作为从事拓扑绝缘体标的目的的研究者,我很但愿这个标的目的能受到大师的存眷。此外,不仅是今天获奖的这三位科学家,其他科学家的工作值得赞扬,例如2005-2007年,Kane、Mele和张首晟三位开创了拓扑绝缘体标的目的,张首晟传授在这标的目的做出了极大的进献:他是第一位理论预言并验证了量子自旋霍尔效应的科学家。
所以在将来,拓扑绝缘体若是能真正的将量子霍尔效应应用起来、真正可以或许实现它的功能的话,诺贝尔奖或者会再次花落到拓扑标的目的,张首晟传授或许也会获得诺贝尔奖。
同理,薛其坤院士的工作也验证了科学家们寻找百年的物理效应,这都是诺奖级的工作。
复旦大学传授施郁:他们是凝集态拓扑物态研究的开山祖师 现实上,这是我本年展望的标的目的。这三位科学家是拓扑绝缘体研究向前追溯的前驱,我那时展望没有拐个弯,没给他们先“颁”个奖,他们是凝集态拓扑物态研究的开山祖师。
凡是持续相变在两维环境下是没有的,可是索利斯和科斯特利兹发现可以有一种拓扑相变。索利斯与合作者还提出量子霍尔电导是拓扑数,即陈省身数。霍尔丹研究了一维磁体的拓朴性质,后来还做了拓扑绝缘体的前期工作,研究了一个模子,不是对应了一个现实的材料,可是这个模子里的物理后来在拓扑绝缘体中反映出来。
这三位科学家在拓扑相前期的工作,打下了这个标的目的的根本。 索利斯是美国德克萨斯大学华人学者牛谦的导师,在索利斯的得奖工作中,有篇文章的合作者是牛谦和吴咏时。
索利斯是英国剑桥人,他有一段时候念书和工作都是在英国,后来才转到美国。我在剑桥工作的时辰曾因工作和他进行过比力深切的会商,后来他回美国后还发邮件告诉我,他在飞机上对我的问题一路上思虑了良多。
我以前展望过索利斯和科斯特利兹获得诺贝尔奖,但本年他没有在我的展望榜单里面,因为若是说太多,就谈不上展望了。但也可以说,我的展望对了一半,凝集态里面的拓扑相,因为我的感受他们的工作早该得而没得,所以那时没有展望他们获奖。
张首晟首要获奖履历 1992年,获全球华人物理学会“精采青年科学家奖”。 2007年,获美国“古根海姆学者奖”。
2007年,张首晟带领的研究团队提出的"量子自旋霍尔效应"被《科学》杂志评为2007年"全球十大主要科学冲破"之一。 2009年,入选国度“千人打算”。 2009年,获由德国亚历山大泛楸せ?鸹嵘枇⒌摹昂楸ぱ芯垦д呓薄薄?/p> 2010年7月,获德国“古登堡研究奖”。
2010年9月,因在“量子自旋霍尔效应”理论预言和尝试观测范畴的开创性进献,获欧洲物理学会颁布的“欧洲物理奖”,成为首位获得该奖项的华人科学家。
2011年9月,获香港求是科技基金会“求是精采科学家奖”。 2012年,获美国物理学会颁布的凝集态物理最高奖——奥利弗钒涂死?薄?/p> 2012年8月,获结合国教科文组织部属的国际理论物理学中间设立的国际理论物理学范畴最高奖——“狄拉克奖”。
2013年3月,获“尤里根本物理学奖前沿奖”。 2014年11月3日,因在拓扑绝缘体研究范畴的开创性进献,与两位科学家Kane和Mele一路分享了2014年度“富兰克林物理奖”。
