Ba nhà khoa học Anh David Thouless, Duncan Haldane và Michael Kosterlitz đã trở thành chủ nhân của giải Nobel Vật lý năm nay nhờ ứng dụng tô pô học, một nhánh của toán học, vào vật lý để giải thích những trạng thái kỳ lạ của vật chất. Thông thường, vật chất tồn tại ở 4 trạng thái là rắn, lỏng, khí và plasma. Tuy nhiên, trong những điều kiện cực nóng hoặc cực lạnh, một số vật chất có thể biến dạng thành những trạng thái bất thường như siêu lỏng, siêu dẫn hoặc màng từ tính.
Trong một thời gian dài, thế giới chỉ có thể ghi nhận sự tồn tại của những dạng vật chất này nhưng không nắm được bản chất và đặc tính của chúng. Mặt khác, nói một cách nôm na nhất, toán học tô pô là ngành nghiên cứu về sự bảo toàn đặc tính của các cấu trúc dù chúng có biến dạng, co giãn cỡ nào đi nữa.
Từ trái: Các giáo sư Duncan Haldane, David Thouless và Michael Kosterlitz
|
Nhờ áp dụng tô pô học, vào đầu những năm 1970, các giáo sư Michael Kosterlitz và David Thouless đã lật đổ quan điểm phổ biến thời đó là hiện tượng siêu dẫn hoặc siêu lỏng không thể nào diễn ra giữa các lớp vật chất mỏng. Họ cũng giải thích được cơ chế khiến trạng thái siêu dẫn biến mất trong điều kiện nhiệt độ cao hơn.
Đến thập niên 1980, Giáo sư Duncan Haldane phát hiện có thể dùng những khái niệm tô pô học để hiểu rõ đặc tính của các chuỗi nam châm nhỏ tồn tại trong một số dạng vật liệu. Tóm lại, theo đánh giá của giới chuyên môn, 3 giáo sư người Anh đã có thể áp dụng những khái niệm vô cùng trừu tượng của tô pô học vào nghiên cứu những vật chất hiện hữu, từ đó mở ra những chân trời hiểu biết mới về những trạng thái kỳ lạ nhất của vật chất. Đó là lý do tờ The Independent hôm qua gọi họ là “những người vén màn bí mật của những vật chất lạ”.
Hơn nữa, các khám phá nói trên còn có giá trị thực tế rất lớn, đặc biệt trong công cuộc tìm kiếm các loại vật liệu mới cũng như ngành điện tử. Chẳng hạn như trạng thái màng từ tính của vật chất có thể được nghiên cứu chế tạo ổ cứng máy tính có khả năng chứa dữ liệu hơn rất nhiều lần hiện nay hoặc phát triển máy tính lượng tử với tốc độ xử lý ngày càng nhanh.
Trong thông báo đưa ra chiều 4.10, Viện Hàn lâm khoa học hoàng gia Thụy Điển viết: “Những nhà khoa học được trao giải năm nay đã mở ra cánh cửa đến một thế giới hoàn toàn chưa được khai phá, nơi mà vật chất có thể tồn tại ở những trạng thái kỳ lạ nhất. Nhờ vào các công trình mang tính tiên phong của họ, công cuộc săn lùng những trạng thái vật chất mới và kỳ lạ nhất có những bước tiến vượt bậc với triển vọng ứng dụng rất lớn trong khoa học vật liệu lẫn điện tử”.
Theo website Nobelprize.org, Giáo sư David Thouless nhận phân nửa số tiền thưởng 8 triệu kronor Thụy Điển (khoảng 931.000 USD). Phần còn lại được chia đều cho 2 giáo sư Duncan Haldane và Michael Kosterlitz. Ông Thouless, 82 tuổi, và ông Kosterlitz, 74 tuổi, đều sinh ở Scotland và từng có thời gian dài nghiên cứu chung tại Đại học Birmingham. Hiện nay cả hai người đều sống và làm việc ở Mỹ. Giáo sư Haldane thì chào đời tại London vào năm 1951 và cũng đang giữ vai trò giáo sư cấp cao tại Đại học Princeton của Mỹ.
Bình luận (0)