چرا سه دانشمند انگلیسی برنده نوبل فیزیک امسال شدند؟

این جایزه برای کار این دانشمندان در زمینه فیزیک ماده چگال اعطا شد. جایزه نوبل فیزیک امسال در دو قسمت به دیوید تولس از دانشگاه واشنگتن و بطور اشتراکی به دونکان هالدین از دانشگاه پرینستون و مایکل کاستلریتز از دانشگاه براون اعطا خواهد شد.

این دانشمندان توانستند رفتار کاملا غیرمنتظره‌ای از مواد جامد را کشف کنند و از چارچوب متاماده برای توضیح این ویژگی‌های عجیب استفاده کردند. این کشف، راه را برای طراحی مواد جدید با انواع ویژگی‌های بدیع هموار کرد.

برندگان امسال درک جدیدی از جهانی ناشناخته ارائه کردند که در آن ماده می‌تواند حالت‌ها عجیب بگیرد. آن‌ها از روش‌های پیشرفته ریاضیاتی برای بررسی فازها یا حالت‌های غیرعادی ماده مانند ابرخازن‌ها، ابرسیالات یا فیلم‌های مغناطیسی نازک استفاده کردند.

هر سه دانشمند از مفاهیم توپولوژیکی در فیزیک استفاده کردند. توپولوژی شاخه از ریاضیات است که ویژگیهایی را توصیف می‌کند که فقط به شکل گام به گام تغییر می‌کنند. آن‌ها با استفاده از توپولوژی به عنوان یک ابزار توانستند دستاورد شگفت‌انگیزی را به دنیا نمایش دهند.یشتر موادی که اطراف  ما وجود دارند در سه فاز جامد، مایع و گاز هستند. ولی در دماهای خیلی زیاد یا خیلی کم، رفتار ماده خیلی عجیب می‌شود. طبق بیانیه‌ آکادمی علوم سلطنتی سوئد، برندگان امسال توانستند درهایی را به سوی دنیایی که در آن ماده به حالت‌های عجیب در می‌آید باز کنند. آن‌ها از روش‌های پیشرفته‌ ریاضیاتی برای نشان دادن بعضی از خاصیت‌های عجیبی که ماده در حالت‌های غیرعادی می‌تواند از خود نشان دهد استفاده کردند. حالت‌هایی مثل ابررسانایی و ابرشارگی.

مایکل کاسترلیتز و دیوید تولس در دهه‌ی ۱۹۷۰ توانستند وجود خاصیت ابررسانایی و ابرشارگی در لایه‌های خیلی نازک ماده را پیش‌بینی کنند. آن‌ها با این کار نظریه‌ی غالب آن زمان که اصلا چنین حالاتی از ماده نمی‌تواند وجود داشته باشد را از بین بردند. این سه نشان دادند که در دماهای خیلی پایین، ابررسانایی می‌تواند وجود داشته باشد. همچنین توضیح دادند که چگونه انتقال فاز توپولوژیک باعث می‌شود در دماهای بالاتر این خاصیت از بین برود. در دهه‌ی ۱۹۸۰، دانکن هالدین کشف کرد که چگونه مفاهیم توپولوژیک می‌توانند برای درک خاصیت‌ آهنرباهای کوچک زنجیره‌ای که در بعضی مواد وجود دارند، استفاده شود.

نیمی از جایزه‌ی نوبل که ۹۳۷ هزار دلار ارزش دارد به دیوید تولس رسید و دو دانشمند دیگر نصف باقی را بردند. طبق گفته‌ی کمیته‌ی برگزارکننده‌ی نوبل، دیوید تولس در این زمینه دستاوردهای بیشتری داشته است.  این دانشمندان انگلیسی هر سه در دانشگاه‌های آمریکا تدریس می‌کنند.