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/allikas: 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



Ookean.Ookean.
Kalad tulid maismaale arvatust kiiremini

Kalade areng vee-elukatest maismaaloomadeks võis käia seniarvatust palju kiiremini. Nii väidavad kanada ja rootsi teadlased, kes on tänapäevaste võtetega uuesti põhjalikult läbi uurinud ühe enam kui 300 aastat tagasi Šotimaalt leitud loomafossiili.

Osama bin Laden.Osama bin Laden.
Doktoritöö analüüsis Usāma ibn Lādini sõnumeid uudse meetodiga

Tallinna ülikooli doktorant Helen Geršman uuris Saudi Araabiast pärit Usāma ibn Lādini kirjalikke ja suulisi sõnumeid retoorilisest vaatenurgast, mida pole sarnaselt varem analüüsitud.

Valguskiir andis teada valge kääbuse massi

Taevatähtede massi pole niisama lihtne mõõta. Neid ei saa ju lihtsalt kaalule asetada, aga õnneks on olemas Einsteini üldrelatiivsusteooria, mille abiga on nüüd esimest korda otseselt üle mõõdetud ühe valge kääbustähe mass.

Geenivaramule on geeniproovi andnud 52 000 inimest

Ligi viis protsenti Eesti täisealisest elanikkonnast ehk umbes 52 000 inimest on Eesti geenivaramule andnud oma geeniproovi. Tulevast sügisest hakkab geenivaramu kõigile neile, kel on geenitest tehtud, jagama tervise kohta personaalset tagasisidet. Ühtlasi loodab geenivaramu hakata lähiaastatel koguma uusi geeniproove, millest saaks infot enda geeniandmete kohta suisa ligi 500 tuhat inimest.