Füüsika Nobeli said briti teadlased eksootiliste aineolekute uurimise eest
Täiendatud: 13:15

Nobeli füüsikapreemia 2016. aasta laureaadid. Vasakult: David J. Thouless, F. Duncan M. Haldane ja J. Michael Kosterlitz.

FOTO: nobelprize.org

Preemia läks jagamisele kahe teadlasterühma vahel: esimese poole preemiast sai David J. Thouless, teise osa aga F. Duncan M. Haldane ja J. Michael Kosterlitz

Teadlaste panus seisneb selles, et nad avastasid tahkiste käitumisel täiesti uued viisid ning lõid oma avastuste ja tahkiste omaduste selgitamiseks uue matemaatilise raamistiku. Nende avastused sillutasid teed uute, seninägematute materjalide ja ainete loomiseks. 

«Selle aasta Nobeli laureaadid avasid ukse tundmatusse maailma, kus mateeria eksisteerib imelikes olekutes. 2016. aasta Nobeli füüsikapreemiat läks jagamisele: ühe poole pälvis David J. Thouless Washingtoni Ülikoolis Seattle’is, teine pool anti J. Michael Kosterlitz’ist ja F. Duncan M. Haldane’ist koosnevale uurijate tandemile. Nende avastused on toonud kaasa olulisi läbimurdeid mateeria teoreetilistesse käsitlustesse ja loonud perspektiivikaid võimalusi uudsete materjalide loomiseks,» seisis Nobeli preemiast teatanud pressiteates.

Kõik kolm teadlast on arendanud mateeria ebatavalisi olekuid, nagu näiteks ülijuhtide, ülivoolavuse või õhukeste magnetkihtide tekkimist kirjeldavaid matemaatilisi mudeleid, tänu millele on praegu käimas võidujooks uute eksootiliste materjalide leiutamiseks.

Avastustes mängis otsustavat rolli värskete nobelistide kasutatud topoloogilised käsitused. Topoloogia on matemaatika haru, mis uurib kujundite omadusi, mis säilivad ilma vigastuste tekkimiseta igasugusel deformeerimisel.

Topoloogia julge kasutamine oli üks laureaatide tööde tugevustest, mis ekspertides hämmastust tekitas. 1970ndatel aastatel lükkasid Michael Kosterlitz ja David Thouless ümber tollal kehtinud teooria, mille kohaselt ei olnud ülijuhtivus õhukestes aine kihtides võimalik. Nad näitasid, kuidas ülijuhtivus toimib madalatel temperatuuridel ja seletasid faasivahetuse mehhanismi, mis viib temperatuuri tõusul ülijuhtivuse kadumiseni.

1980ndatel aastatel suutis Thouless selgitada eksperimenti, kus õhukeste elektrit juhtivate kihtide elektrijuhtivust oli mõõdetud täisarv-sammudega. Ta tõestas veenvalt, et kasutatud täisarvud olid oma loomult topoloogilised.

Samal ajal avastas Duncan Haldane, kuidas topoloogilised mudelid selgitavad väikestest magnetitest koosnevate materjalide omadusi.

Tänaseks on teada mitmeid topoloogilisi faase, mis ei piirdu enam vaid õhukeste kihtide ja niitidega – on teada, et need eksisteerivad ka tavalistes kolmemõõtmelistes materjalides.

Viimase kümne aastaga on kondenseeritud mateeria füüsikas tekkinud rohkelt silmapaistvaid teadustöid. Suur lootus on, et topoloogiliste materjalide abil saab võimalikuks valmistada uue põlvkonna elektroonikat, ülijuhte ja kvantarvuteid. Hetkel käimas olevad uurimisprojektid näitavad juba praegugi palju uut värskete nobelistide avastatud eksootiliste maailmade kohta.

Kes nad on?

David J. Thouless

Sündinud: 1934. aastal Suurbritannias Bearsdenis

Auhinnatud teadusavastused tegi USAs Washingtoni Ülikoolis  

F. Duncan M. Haldane

Sündinud 1951. aastal Suurbritannias Londonis

Auhinnatud teadusavastused tegi USAs Princetoni Ülikoolis

J. Michael Kosterlitz

Sündinud: 1942. aastal Suurbritannias Aberdeenis

Auhinnatud teadusavastused tegi USAs Browni Ülikoolis

Nobeli füüsikapreemia väärikas ajalugu

Eelmisel aastal anti füüsika Nobel The Nobel Prize Takaaki Kajitale ja Arthur B. McDonaldile neutriinovõnkumise avastamise eest, mis näitab, et neutriinodel on olemas mass. 

Füüsikas on Nobeli preemiat välja antud 1901. aastast ning 109 korral. Kuus korda jäi preemia välja andmata, aastatel: 1916, 1931, 1934, 1940, 1941 ja 1942. Enamasti oli põhjuseks sõda, ent mõnel korral põhjendas Nobeli auhindade fondi eestkõneleja preemia mitte väljaandmist ka tõsiasjaga, et sel aastal väärilisi teadussaavutusi lihtsalt ei olnud.

Kõige enam füüsika Nobeleid on jagatud osakeste füüsika alastele teadussaavutustele.

47 preemiat on antud ainult ühele teadlasele

32 preemiat on saanud kaks teadlast

30 korral on preemiat jaganud kolm laureaati.

201 inimesele on antud Nobeli füüsikapreemia

55 aastat on keskmine füüsikapreemia laureaadi vanus

25-aastane oli kõige noorim füüsikapreemia laureaat Lawrence Bragg, 1915. aastal, kui ta isaga koos Nobeli preemia sai.

88-aastane oli vanim füüsikapreemia laureaat Raymond Davis 1966. aastal, kui talle 2002. aastal auhind määrati.

2 laureaati 201st on olnud naised. 1903. aastal sai preemia Marie Curie ning 1963. aastal Maria Goeppert-Mayer. Võrreldes keemiaga on füüsikas Nobeli preemia laureaate palju vähem, sest keemias on Nobeli preemia võitnud 12 naist.

1 inimene, on füüsika Nobeli saanud kaks korda. See oli John Bardeen, kes võitis auhinna 1956. ja 1972. aastal.

Füüsika nobelistide hulgas on ka perekondi. 1903. aastal võitis auhinna abielupaar Marie ja Pierre Curie. Samuti on neljal korral füüsikapreemia antud isale ja pojale.

Populaarne

Tagasi üles