Thouless, Haldane e Kosterlitz sono i premi Nobel 2016 per la fisica

Premio Nobel per la fisica assegnato agli scienziati britannici David Thouless, Duncan Haldane e Michael Kosterlitz per i loro studi sugli stati insoliti della materia, la cosiddetta materia esotica, che possono aprire nuove applicazioni nel campo dell’elettronica e dei materiali. Per condurre i loro studi hanno utilizzato la topologia, una branca molto complessa della matematica.

Le loro scoperte, usando matematica avanzata, hanno potenziato la ricerca nella fisica della materia condensata e sollevato le speranze per impieghi in nuove generazioni di elettronica e superconduttori o futuri computer quantistici“, è quanto dichiarato dall’Accademia reale svedese delle Scienze. Nel comunicato per l’assegnazione del premio in denaro si legge: “grazie al loro lavoro pionieristico, la caccia è ora a nuove ed esotiche fasi della materia“.

Thouless ha ricevuto metà del premio e l’altra metà è stata divisa tra Haldane e Kosterlitz. I vincitori hanno scoperto una serie di regolarità del tutto inaspettate nel comportamento della materia esotica. Il premio Nobel per la Fisica è stato assegnato per le scoperte teoriche sulla transizioni di fase topologiche e le fasi topologiche della materia.

I tre scienziati hanno ricevuto il Nobel per i loro studi sui mattoni fondamentali della materia stabile presente nell’Universo, per farlo hanno utilizzato la topologia branca della matematica che studia le proprietà geometriche delle figure indipendentemente dal concetto di misura. La materia esotica è costituita da particelle effimere che in breve tempo si trasformano in particelle sempre più leggere fino ad assumere la forma della materia ordinaria.

Nel lavoro iniziato nel 1970, hanno dimostrato che la superconduttività – la capacità degli elettroni di sfrecciare attraverso la materia con resistenza zero – è possibile in strati superficiali sottili dei materiali. Questi studi aprono a grandi progressi nel mondo dei superconduttori (materiali che assumono resistenza nulla al passaggio di corrente elettrica al di sotto di una certa temperatura ed espellono i campi magnetici presenti al loro interno), ai superfluidi, (assenza di viscosità, assenza di entropia e conducibilità termica infinita) o sottili pellicole magnetiche.

Le applicazioni sono molteplici nell’elettronica e nella scienza dei materiali. Dai computer quantistici a nuovi materiali capaci di condurre la corrente elettrica in modo più efficiente, non ultimo, gli studi sulla materia esotico permettono di capire il Big Bang, la nascita dell’Universo.

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