Nobeli füüsikapreemia tuli aine eksootiliste olekute uurimise eest ({{commentsTotal}})

Topoloogia uurib aine omadusi, mis muutuvad sammhaaval, näiteks aukude lisandumine materjali. Just topoloogia oli määrava tähtsusega Nobeli pälvijate avastustes.
Topoloogia uurib aine omadusi, mis muutuvad sammhaaval, näiteks aukude lisandumine materjali. Just topoloogia oli määrava tähtsusega Nobeli pälvijate avastustes. Autor: Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences
{{1475564651000 | amCalendar}}

Täna anti üle Nobeli füüsikapreemia, füüsikaauhind läks jagamisele mitme teadlase vahel.

Pool auhinnast läks kondenseeritud aine füüsikule David J. Thoulessile. Thouless tegi oma doktorikraadi Cornelli ülikoolis. 1980. aastal sai temast USA-s Seattle’is Washingtoni ülikooli füüsikaprofessor.

Teise poole auhinnast said teadlased F. Duncan Haldane ja J. Michael Kosterlitz. Haldane on briti füüsik, kes on samuti uurinud kondenseeritud ainete füüsikat. Kosterlitz on füüsikaprofessor Browni ülikoolis.

"Preemia anti topoloogiliste faasisiirete eest tahkistes, mitte gravitatsioonilainete eest. Põhjus on arvatavasti selles, et preemia nominentide nimetamise tähtaeg oli tänavu jaanuari lõpus, aga LIGO teatas oma avastusest 11. veebruaril. Küllap järgmisel aastal tuleb ka gravitatsioonilainete kord,” kommenteeris Tartu ülikooli füüsika instituudi vanemteadur Laur Järv. 

Selle aasta laureaadid avasid ukse tundmatusse maailma, kus aine struktuur võib võtta kummalisi vorme. Nad uurisid matemaatiliselt aine ebatavalisi seisundeid, nagu näiteks ülijuhte, ülivedelikke või õhukesi magnetilisi kilesid. Tänu nende teedrajavale tööle võib nüüd loota, et avastatakse peagi uusi ja eksootilisi aine olekuid, mis leiavad olulisi rakendusi materjaliteaduses ning elektroonikas.

Topoloogiliste meetodite kasutamine füüsikas kolme laureaadi poolt oli avastuste tegemisel otsustava tähtsusega. Topoloogia on matemaatika haru, mis uurib erinevate objektide omadusi, mis ilmnevad või muutuvad hüppeliselt. Seitsmekümnendate algul kummutasid Michael Kosterlitz ja David Thouless toonase arusaama, mille kohaselt ülijuhtivus või ülivoolavus ei saa tekkida õhukestes kiledes. Nad tõestasid, et ülijuhtivus võib seal ilmneda madalal temperatuuril ning selgitasid üksiti mehhanismi, mille tagajärjel ülijuhtivus kõrgemal temperatuuril kaob.

Kaheksakümnendatel suutis Thouless teoreetiliselt seletada varasemat eksperimenti üliõhukestes elektrit juhtivates kiledes, kus mõõdetav juhtivus omandas täpselt täisarv-kordseid väärtusi. Ta näitas, et need täisarvud on oma olemuselt topoloogilise päritoluga. Umbes samal ajal avastas Duncan Haldane, kuidas topoloogia abil mõista mõnedes materjalides leiduvate magnetiliste ahelate omadusi.

Tänapäeval tunneme paljusid topoloogilisi faase, mitte ainult õhukestes kihtides ja niitides, vaid ka harilikes kolmemõõtmelistes materjalides. Viimase kümne aastaga on see valdkond käivitanud innovaatilisi uuringuid kondenseeritud aine füüsikas. Võib loota, et topoloogilisi materjale saab kasutada uue põlvkonna elektroonikas ja ülijuhtides või tuleviku kvantarvutites. 

“Need uurimistööd on suurepäraseks näiteks, kuidas abstraktsed matemaatilised ideed (antud juhul topoloogilised kontseptsioonid) võivad olla küllaltki olulisteks juhtmõteteks füüsikaliste probleemide lahendamisel ning nähtuste olemuse mõtestamisel,” kommenteeris tänavust preemiat Tartu ülikooli füüsika instituudi tahkiseteooria labori professor Teet Örd.

"Füüsikamaailmas on need tööd leidnud laia tunnustust ning edasiarendamist. Olgu siinkohal nimetatud Kosterlitz-Thoulessi faasisiirde topoloogilist mudelit, mis on võimaldanud mõista paljude erinevate eksperimentide tulemusi, samuti Halli kvantefektide teooria alaseid töid ning Haldane'i spinnkettide teooriat, kus ennustati uut tüüpi topoloogilise materjali olemasolu. Ning küllap on Thoulessi, Haldane'i ja Kosterlitzi teeneks suuresti ka see, et topoloogiliste nähtuste uurimine kondenseeritud aines on kujunenud tänapäeval kiiresti arenevaks teadusvaldkonnaks," rääkis professor.

 

Valik Nobeli füüsikaauhinna faktikübemetest:

109 Nobeli füüsikaauhinda on aastatel 190–2015 välja antud.

55 aastat on füüsikaauhinna laureaatide keskmine vanus.

47 füüsikaauhinda on antud ainult ühele laureaadile.

34 auhinna pälvinut on tegelenud osakestefüüsikaga, Nobeli laureaatide seas kõige populaarsema valdkonnaga.

25 aastat vana on läbi aegade noorim füüsikaauhinna pälvinu, Lawrence Bragg, kes sai auhinna 1915. aastal koos oma isaga.

2 füüsikaauhinda on antud naistele.

1 teadlane, John Bardeen, on saanud füüsikaauhinna kaks korda.

0 on number, mis näitab, mitu korda on Nobeli füüsikaauhind Eestisse tulnud. Küll aga on füüsikaauhinna pälvinud üks Eesti perekonnanimega teadlane: Venemaa tuumafüüsik Igor Tamm koos Pavel Tšerenkovi ja Ilja Frankiga sai auhinna 1958. aastal.

Toimetaja: Virgo Siil



Euroopa teadusruumi lõimumispoliitikatel võib olla teatavaid puudusi.Euroopa teadusruumi lõimumispoliitikatel võib olla teatavaid puudusi.
EL-i laienemine võis vähendada ida- ja lääneriikide vahelist teaduskoostööd

Kuigi Euroopa Liidu ühine teadusruum peaks soosima piiriülest koostööd, oleks see kasvanud ida- ja lääneriikide vahel liidu laienemiseta kiiremini, vihjab uus analüüs. Teadusruumi lõimumispoliitikate puudustele vaatamata võib hakata nägema aga ka märke, et ajude väljavoolust on saamas viimaks ajude ringlus.

Maailmaruumi kiviplaneetide seas valdavad veekerad

Kes eksoplaneete uurima sõidab, võtku igaks juhuks kindlasti sukeldusvarustus kaasa, sest üks teadlane on nüüd statistikamudeliga välja rehkendanud, et suuremal osal universumi kivise pinnaga planeetidest katab sellest pinnast enamat kui 90 protsenti meri.

Uus eestikeelne tõlkeprogramm annab teksti edasi sujuvamalt ja autentsemalt

Tartu Ülikooli keeletehnoloogide töögrupp tegi valmis masintõlke programmi, mis põhineb uudsel meetodil ehk tehisnärvivõrkude süsteemil. Tõlkeprogrammi demoversiooni saavad kõik huvilised internetikeskkonnas järele proovida.