Il Premio Nobel per la Fisica 2016 a Thouless, Haldane e Kosterlitz

CRONACA – Il premio Nobel per la Fisica del 2016 è andato a David J. Thouless, dellaUniversity of Washington, F. Duncan M. Haldane della Princeton University e a J. Michael Kosterlitz della Brown University per le “scoperte teoriche relative alle transizioni di fasi topologiche nella materia”.

La commissione che assegna i premi Nobel ha deciso di premiare il lavoro svolto da questi scienziati per aver rivelato il carattere esotico della materia nel mondo quantistico. I tre hanno utilizzato avanzati metodi matematici per studiare le fasi inusuali degli stati della materia, uno studio che apre nuove strade nel campo dei superconduttori, dei super fluidi o dei film magnetici sottili. Le future applicazioni potrebbero portare avanzamenti nel campo dei materiali e dell’elettronica.

I tre scienziati hanno usato i concetti di topologia, che è una branca della matematica, per spiegare i comportamenti di alcuni stati della materia. Negli anni Settanta del secolo scorso Kosterlitz e Thouless hanno superato la teoria secondo cui la superconduttività non era possibile in strati sottili, dimostrando al contrario che essa è possibile a basse temperature e spiegando il meccanismo della transizione di fase per cui ad alte temperature questa caratteristica della materia scompare.

Negli anni Ottanta, mentre Thouless individuava nella topologia la branca della matematica per spiegare la conduttività elettrica in natura, lo scienziato Duncan Haldane scopriva che i concetti topologici potevano essere utilizzati per spiegare le proprietà di piccoli magneti trovate in alcuni materiali. Oggi sappiamo quanto importanti siano le fasi topologiche della materia, che porteranno a una nuova generazione di materiali elettrici e superconduttori, permettendo così la costruzione dei computer quantistici.

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