Nghiên cứu trạng thái vật chất bằng tô pô học đoạt Nobel Vật lý 2016

Bộ ba nhà khoa học David Thouless, Duncan Haldane and Michael Kosterlitz thắng giải Nobel Vật lý 2016

Bộ ba nhà khoa học nêu trên đã sử dụng tô pô học (topology), một nhánh của toán học, để giải thích những đặc tính kỳ lạ của vật chất.

Tô pô hay tô pô học có gốc từ trong tiếng Hy Lạp là topologia, gồm topos (nghĩa là "nơi chốn") và logos (nghiên cứu), là một ngành toán học nghiên cứu các đặc tính còn được bảo toàn qua các sự biến dạng, sự xoắn, và sự kéo giãn nhưng ngoại trừ việc xé rách và việc dán dính, theo Wikipedia.

Trong điều kiện bình thường, vật chất gồm 3 dạng là khí, lỏng và rắn. Tuy nhiên trong điều kiện cực nóng hoặc cực lạnh, vật chất biến dạng thành những trạng thái hiếm hơn. Nghiên cứu của các nhà khoa học lần này là dùng tô pô học để giải thích những biến dạng bí ẩn ấy.

Họ đã dùng những chiếc bánh 3 hình dạng gồm hình khối (không có lỗ), chiếc bánh vòng (1 lỗ) và bánh xoắn (2 lỗ) để giải thích về topology. Họ phát hiện ra những phản ứng bất ngờ về trạng thái của chất rắn.

Theo những cách giải thích đơn giản nhất, tô pô học không phân biệt một chiếc cốc với một chiếc vòng, tức là vật chất hoàn toàn có thể biến dạng đủ loại hình thù với số lượng vật chất bên trong như nhau. Công trình của bộ ba nhà khoa học này đã giải thích được tính truyền dẫn bên trong lớp mỏng bên trong vật chất trong quá trình chuyển đổi hình dạng tổng thể, vấn đề trung tâm trong nghiên cứu tô pô học trên chất rắn năm nay.

Đây được xem là khám phá mở đường cho việc sản xuất những vật liệu mới hoàn toàn, chẳng hạn siêu dẫn, theo The Guardian.

Nhận được cuộc gọi thông báo qua điện thoại, giáo sư Duncan Haldane, một trong 3 người thắng giải Nobel Vật lý 2016 năm nay nói: “Tôi, cũng như bất kỳ ai, đều rất ngạc nhiên. Và tôi rất hài lòng... Rất nhiều khám phá to lớn và mới mẻ dựa trên nghiên cứu gốc này giờ đây sẽ được diễn ra”.

Nhật Đăng