Fizika bo'yicha so'nggi ixtirolar Nobel mukofoti. Fizika boʻyicha Nobel mukofoti tortishish toʻlqinlari uchun beriladi. Kondensatlangan moddalar fizikasiga lirik kirish

Ma'noda ommaviy axborot vositalari 2017 yilgi laureatlar e'lon qilinishi arafasida turli nomzodlar muhokama qilindi va yakunda mukofotni qo'lga kiritganlar favoritlar qatoridan joy oldi.

Barri Barish tortishish toʻlqinlari boʻyicha yetakchi mutaxassis va Qoʻshma Shtatlarda joylashgan Lazer Interferometr Gravitatsion-toʻlqin Observatoriyasining (LIGO) hammudir direktori.

Va Rayner Vayss va Kip Torn ushbu loyihaning boshida edi va LIGO da ishlashda davom etmoqda.

Ommaviy axborot vositalari, shuningdek, Tsyurixdagi Shveytsariya Federal Texnologiya Institutida uzoq vaqt materiallar nazariyasi bo‘yicha tadqiqotchi bo‘lib ishlagan britaniyalik ayol Nikola Spaldinni ham kuchli nomzod deb hisobladi. U elektr va o'ziga xos kombinatsiyaga ega bo'lgan multiferroik materialning kashfiyoti bilan taqdirlangan magnit xususiyatlari, ular bir vaqtning o'zida birga mavjud. Bu materiallarni tez va energiya tejaydigan kompyuterlarni yaratish uchun ideal qiladi.

Joriy yilda xorijiy OAV ham Nobel mukofotiga nomzodlar qatorida rossiyalik olimlarni ham tilga oldi.

Jumladan, Garchingdagi (Germaniya) Maks Plank nomidagi Astrofizika instituti direktori astrofizik RAS akademigi Rashid Sunyaevning nomi matbuotda tilga olindi.

Ma'lumki, bir qator mahalliy olimlar ilgari fizika bo'yicha Nobel mukofoti sovrindorlari bo'lishgan. 1958 yilda uni uchta sovet olimi qabul qildi - Pavel Cherenkov, Ilya Frank va Igor Tamm; 1962 yilda - Lev Landau, 1964 yilda - Nikolay Basov va Aleksandr Proxorov. 1978 yilda Pyotr Kapitsa fizika bo'yicha Nobel mukofotiga sazovor bo'ldi. 2000 yilda mukofot rossiyalik olim Jores Alferovga, 2003 yilda esa Aleksey Abrikosov va Vitaliy Ginzburgga berildi. 2010 yilda mukofot G'arbda ishlaydigan Andrey Geym va Konstantin Novoselovga topshirildi.

Hammasi bo'lib, 1901 yildan 2016 yilgacha fizika bo'yicha Nobel mukofoti 110 marta berildi, faqat 47 ta ish bitta g'olibga topshirildi, boshqa hollarda esa bir nechta olimlar o'rtasida taqsimlandi. Shunday qilib, so'nggi 115 yil ichida 203 kishi mukofotga sazovor bo'ldi, shu jumladan amerikalik olim Jon Bardin. Nobel mukofoti laureati fizika bo'yicha ikki marta - mukofot tarixidagi yagona. U birinchi marta 1956 yilda Uilyam Bredford Shokli va Uolter Brattain bilan birgalikda mukofotni olgan. Va 1972 yilda Bardin ikkinchi marta - an'anaviy supero'tkazgichlarning fundamental nazariyasi uchun Leon Nil Kuper va Jon Robert Shriffer bilan birga mukofotlandi.

Fizika bo'yicha ikki yuzta Nobel mukofoti sovrindorlari orasida faqat ikkita ayol bor edi. Ulardan biri Mari Kyuri 1903 yilda fizika mukofotidan tashqari 1911 yilda kimyo bo'yicha Nobel mukofotiga sazovor bo'lgan. Yana biri Mariya Goppert-Mayer edi, u 1963 yilda Xans Jensen bilan birga "yadro qobig'ining tuzilishi haqidagi kashfiyotlar uchun" laureati bo'ldi.

Ko'pincha Nobel mukofoti zarrachalar fizikasi sohasidagi tadqiqotchilarga beriladi.

Fizika bo‘yicha Nobel mukofoti sovrindorlarining o‘rtacha yoshi 55 yoshni tashkil qiladi. Ushbu nominatsiyadagi eng yosh laureat 25 yoshli avstraliyalik Lourens Bragg bo'lib qolmoqda: u 1915 yilda otasi Uilyam Genri Bragg bilan birga rentgen nurlari yordamida kristallarni o'rganishdagi xizmatlari uchun mukofotga sazovor bo'lgan. Eng keksasi 2002 yilda "neytrino astronomiyasini yaratgani uchun" mukofoti bilan taqdirlangan 88 yoshli kichik Raymond Devis bo'lib qolmoqda. Aytgancha, fizika bo'yicha Nobel mukofotini nafaqat Braggi ota va o'g'li, balki er va xotin Mari va Pol Kyuri ham bo'lishdi. IN turli vaqtlar g'oliblar otalar va o'g'illar - Niels Bor (1922) va uning o'g'li Aage Bor (1975), Manne Sigbahn (1924) va Kay M. Sigbahn (1981), J. J. Tomson (1906) va Jorj Paget Tomson (1937).

Tasvirga mualliflik huquqi Getty Images Rasm sarlavhasi Barcha Nobel medallarining old tomonida Alfred Nobelning surati bor.

"...va bir qismi fizika sohasida eng muhim kashfiyot yoki ixtiro qilgan kishiga tushadi..."

Alfred Nobel vasiyatidan.

Fizika Nobel vasiyatnomasida tilga olingan birinchi fan sohasi edi. 19-asrning oxirida fizika eng ko'p ekanligiga ishonishgan muhim fan, buning tufayli insoniyat oldinga ulkan sakrashga qodir bo'ladi. Alfred Nobel ham shu nuqtai nazarga ega bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, uning o'z ilmiy izlanishlari fizika bilan bog'liq edi.

Nobel o'z vasiyatnomasida fizika bo'yicha mukofot Shvetsiya Qirollik Fanlar akademiyasi tomonidan berilishi kerakligini ko'rsatdi.

Fizika bo'yicha Nobel mukofoti raqamlarda

1901 yildan 2014 yilgacha fizika bo'yicha mukofotlar

47 ta sovrin faqat bir kishiga topshirildi

2 ta ayol laureat

Eng yosh laureat 25 yoshda edi

55 yosh - o'rta yosh mukofot topshirilgan kuni laureat

Nobel qo'mitasi

U 1739 yilda tashkil etilgan. Bugungi kunda u 440 shved va 175 xorijiy olimlardan iborat. Akademiya Nobel qoʻmitasi aʼzolarini uch yil muddatga tayinlaydi.

Fizika bo'yicha Nobel mukofotlari qaysi sohalarda ko'proq beriladi?

Fizika, ehtimol, Nobel mukofotlari boshlanganidan beri eng keskin o'zgarishlarni boshdan kechirdi.

Fizika boʻyicha Nobel qoʻmitasi aʼzosi, shved olimi Erik Karlsonning taʼkidlashicha, bu fan 19-asr klassik mexanikasidan 20-asrda kvant mexanikasiga oʻtgan, u elementar zarrachalarning tuzilishi va tabiatini oʻrganishgacha boʻlgan barcha masalalar bilan shugʻullanadi. kosmosni tartibga soluvchi qonunlar, uning manfaatlari materiyaning ortiqcha suyuqlik va o'ta o'tkazuvchanlik kabi xususiyatlarini o'z ichiga oladi, ularsiz zamonaviy texnologiyalar mumkin emas.

"Dunyoni anglash jarayoni asosidagi asosiy g'oyalarning aksariyati fizika bo'yicha Nobel mukofoti laureatlari tomonidan ilgari surilgan yoki o'rganilgan", dedi Karlson.

Fizika bo'yicha eng ko'p sovrinlar elementar zarralar (34), yadro fizikasi (28), kondensatsiyalangan moddalar fizikasi (28) va kvant mexanikasi (11).

Barcha zamonlar, fanlar va xalqlarning eng mashhur Nobel mukofoti sovrindori Albert Eynshteyn edi. 1921 yilda qabul qildi Nobel mukofoti fizikada - aytganidek, "Nazariy fizika sohasidagi xizmatlari uchun, xususan, fotoelektr effektini kashf etgani uchun".

Fizika fanidan medal

Barcha Nobel medallarining old tomonida Alfred Nobelning surati, orqa tomonida esa tegishli ilmiy intizomning allegoriyasi bor.

Fizika medalida bulutlardan ko‘tarilgan ma’buda qiyofasidagi Tabiatning allegorik tasviri aks ettirilgan. U qo'lida karnukopiyani ushlab turadi. Uning yuzi ilm allegoriyasi bilan ko'tarilgan parda bilan qoplangan.

Lotin yozuvida: "Inventas vitam juvat excoluisse per artes" deb yozilgan. Bu satr Virgilning "Eneyid" she'ridan olingan va taxminan tarjimasi quyidagicha: "Va o'zlarining yangi mahoratlari bilan Yerdagi hayotni yaxshilaganlar".

Medal shved haykaltaroshi Erik Lindberg tomonidan yaratilgan.

Sovet Ittifoqida eng ko'p Nobel mukofoti laureatlari fizika bo'yicha - 11 kishi, shu jumladan Lev Landau, Pyotr Kapitsa, Aleksey Abrikosov va Vitaliy Ginzburg.

Rayner Vayss, Barri Barish va Kip Torn

Shvetsiya Qirollik Fanlar akademiyasi fizika bo‘yicha 2017-yilgi Nobel mukofoti sovrindorlarini e’lon qildi. Mukofot “LIGO detektori va tortishish to‘lqinlarini kuzatishga qo‘shgan hal qiluvchi hissasi uchun” so‘zlari bilan Rayner Vayss (yukning yarmi), Barri Barish va Kip Tornga beriladi. Sovrin va medallarning rasmiy taqdimoti anʼanaviy maʼruzalardan soʻng dekabr oyida boʻlib oʻtadi. G‘olibning e’lon qilinishi Nobel qo‘mitasi saytida jonli efirda namoyish etildi.

Vayss, Torn va Barish 2016-yilda LIGO va VIRGO hamkorligi ikkita qora tuynukning birlashuvidan tortishish to‘lqinlarini aniqlaganidan beri fizika bo‘yicha Nobel mukofoti uchun eng ehtimoliy nomzodlar qatorida ko‘rib chiqilmoqda.

Rainer Vayss shovqin darajasi juda past bo'lgan ulkan interferometr - detektorning rivojlanishida asosiy rol o'ynadi. Fizik 1970-yillarda Massachusets texnologiya institutida tizimlarning kichik prototiplarini yaratib, tegishli ishlarni boshlagan. Bir necha yil o'tgach, interferometrlarning prototiplari Kaltekda - Kip Torn boshchiligida yaratildi. Keyinchalik fiziklar kuchlarini birlashtirdilar.

LIGO gravitatsion observatoriya diagrammasi

Barri Barish MIT va Caltech o'rtasidagi kichik hamkorlikni ulkan xalqaro loyihaga - LIGOga aylantirdi. Olim 1990-yillarning oʻrtalaridan boshlab loyihani ishlab chiqish va detektorlarni yaratishga rahbarlik qilgan.

LIGO bir-biridan 3000 kilometr masofada joylashgan ikkita gravitatsion observatoriyadan iborat. Ularning har biri L shaklidagi Mishelson interferometridir. U ikkita 4 kilometrlik evakuatsiya qilingan optik qo'llardan iborat. Lazer nurlari ikkita komponentga bo'linadi, ular quvurlar orqali o'tadi, ularning uchlaridan aks etadi va yana birlashtiriladi. Agar qo'lning uzunligi o'zgargan bo'lsa, nurlar orasidagi shovqinning tabiati o'zgaradi, bu detektorlar tomonidan qayd etiladi. Observatoriyalar orasidagi katta masofa tortishish to'lqinlarining kelish vaqtidagi farqni ko'rishga imkon beradi - ikkinchisi yorug'lik tezligida tarqaladi, degan farazdan kelib chiqib, kelish vaqtidagi farq 10 millisekundga etadi.

Ikkita LIGO detektori

Gravitatsion to'lqin astronomiyasi va uning kelajagi haqida ko'proq "" materialimizda o'qishingiz mumkin.

2017 yilda Nobel mukofoti bir million shved kroniga oshirildi - bu darhol 12,5 foizga o'sdi. Endi bu 9 million kron yoki 64 million rubl.

2016-yilda fizika bo‘yicha Nobel mukofoti laureatlari nazariyotchilar Dankan Xelden, Devid Tuless va Maykl Kosterlits bo‘ldi. Bu hodisalarga, masalan, butun sonli Xoll effekti kiradi: moddaning yupqa qatlami unga tatbiq etilgan induktivlik kuchayishi bilan uning qarshiligini bosqichma-bosqich o'zgartiradi. magnit maydon. Bundan tashqari, nazariya materiallarning nozik qatlamlarida o'ta o'tkazuvchanlik, o'ta suyuqlik va magnit tartibni tasvirlashga yordam beradi. Qizig'i shundaki, nazariyaning poydevorini sovet fizigi Vadim Berezinskiy qo'ygan, ammo, afsuski, u mukofotni ko'rish uchun yashamadi. Bu haqda ko'proq "" materialimizda o'qishingiz mumkin.

Vladimir Korolev

" so'zlari bilan materiyaning topologik fazalari va topologik fazalarining nazariy kashfiyotlari uchun" Keng omma uchun bir oz noaniq va tushunarsiz iboraning orqasida hatto fiziklarning o'zlari uchun ham ahamiyatsiz va hayratlanarli ta'sirlarning butun dunyosi yotadi, ularning nazariy kashfiyotida laureatlar 1970-1980-yillarda muhim rol o'ynagan. Albatta, o'sha paytda fizikada topologiyaning ahamiyatini anglagan yagona odamlar emas edi. Shunday qilib, sovet fizigi Vadim Berezinskiy, Kosterlitz va Thoulessdan bir yil oldin, topologik faza o'tishlari uchun birinchi muhim qadamni qo'ydi. Haldane ismining yoniga qo'yish mumkin bo'lgan boshqa ko'plab nomlar mavjud. Qanday bo'lmasin, uchala laureat ham fizikaning ushbu bo'limining timsoli.

Kondensatlangan moddalar fizikasiga lirik kirish

Fizika boʻyicha 2016-yilgi Nobel mukofotiga sazovor boʻlgan ishning mohiyati va ahamiyatini tushunarli soʻzlar bilan tushuntirish oson ish emas. Hodisalarning o'zi nafaqat murakkab va qo'shimcha ravishda kvant, balki ular xilma-xildir. Mukofot bitta aniq kashfiyot uchun emas, balki 1970-1980 yillarda kondensatsiyalangan moddalar fizikasining yangi yo'nalishini rivojlantirishga turtki bo'lgan kashshof asarlarning butun ro'yxati uchun berildi. Ushbu xabarda men oddiyroq maqsadga erishishga harakat qilaman: bir nechta misollar bilan tushuntirish mohiyati topologik fazaga o'tish nima ekanligini va bu haqiqatan ham go'zal va muhim jismoniy effekt ekanligini his eting. Hikoya Kosterlits va Thouless o'zlarini ko'rsatgan mukofotning faqat yarmi haqida bo'ladi. Xeldenning ishi bir xil darajada qiziqarli, ammo u kamroq vizual va tushuntirish uchun juda uzoq hikoyani talab qiladi.

Keling, fizikaning eng ajoyib bo'limi - kondensatsiyalangan moddalar fizikasiga qisqacha kirishdan boshlaylik.

Kundalik tilda bir xil turdagi ko'plab zarralar yig'ilib, bir-biriga kuchli ta'sir ko'rsatadigan vaqt quyuqlashgan moddadir. Bu erda deyarli har bir so'z kalit. Zarrachalarning o'zi va ular orasidagi o'zaro ta'sir qonuni bir xil turdagi bo'lishi kerak. Iltimos, siz bir nechta turli atomlarni olishingiz mumkin, lekin asosiysi, bu sobit to'plam qayta-qayta takrorlanadi. Ko'p zarrachalar bo'lishi kerak; o'nlab yoki ikkita hali quyuqlashgan vosita emas. Va nihoyat, ular bir-biriga kuchli ta'sir qilishlari kerak: itaring, torting, bir-biriga xalaqit bering, ehtimol bir-birlari bilan biror narsa almashishi mumkin. Noyoblangan gaz quyuqlashgan muhit hisoblanmaydi.

Kondensatsiyalangan materiya fizikasining asosiy kashfiyoti: juda oddiy "o'yin qoidalari" bilan u hodisalar va effektlarning cheksiz boyligini ochib berdi. Bunday xilma-xil hodisalar umuman rang-barang tarkibi tufayli emas - zarralar bir xil turdagi - lekin o'z-o'zidan, dinamik ravishda, natijada kollektiv effektlar. Darhaqiqat, o'zaro ta'sir kuchli bo'lgani uchun, har bir alohida atom yoki elektronning harakatiga qarashning ma'nosi yo'q, chunki u darhol barcha eng yaqin qo'shnilarning xatti-harakatlariga va ehtimol hatto uzoq zarrachalarga ta'sir qiladi. Kitobni o'qiyotganingizda, u siz bilan ommaviy ravishda "gapirmaydi" individual harflar, lekin bir-biriga bog'langan so'zlar to'plami orqali u sizga harflarning "jamoaviy ta'siri" shaklida fikrni etkazadi. Xuddi shunday, kondensatsiyalangan materiya ham alohida zarrachalar emas, balki sinxron kollektiv harakatlar tilida "gapiradi". Va ma'lum bo'lishicha, bu jamoaviy harakatlar juda xilma-xildir.

Joriy Nobel mukofoti nazariyotchilarning siqilgan materiyaning "so'zlashi" mumkin bo'lgan boshqa "til" - tilni ochish bo'yicha ishini tan oladi. topologik notrivial qo'zg'alishlar(bu nima, faqat quyida). Bunday qo'zg'alishlar paydo bo'ladigan bir nechta o'ziga xos jismoniy tizimlar allaqachon topilgan va ularning ko'pchiligida laureatlarning qo'li bor. Lekin bu erda eng muhimi emas aniq misollar, va buning tabiatda ham sodir bo'lishi haqiqati.

Kondensatsiyalangan materiyadagi ko'plab topologik hodisalar birinchi bo'lib nazariyotchilar tomonidan ixtiro qilingan va bizning dunyomizga tegishli bo'lmagan shunchaki matematik hazil bo'lib tuyulgan. Ammo keyin eksperimentchilar bu hodisalar kuzatilgan haqiqiy muhitlarni kashf etdilar va matematik hazil birdan ekzotik xususiyatlarga ega bo'lgan yangi materiallar sinfini tug'dirdi. Fizikaning ushbu bo'limining eksperimental tomoni hozir yuksalmoqda va bu jadal rivojlanish kelajakda ham davom etib, bizga dasturlashtirilgan xususiyatlarga ega yangi materiallar va ularga asoslangan qurilmalarni va'da qiladi.

Topologik qo'zg'alishlar

Birinchidan, "topologik" so'ziga aniqlik kiritaylik. Tushuntirish sof matematikaga o'xshab qolishidan xavotirlanmang; fizika bilan bog'liqlik biz borar ekanmiz paydo bo'ladi.

Matematikaning shunday bir tarmog'i bor - geometriya, figuralar haqidagi fan. Agar figuraning shakli silliq deformatsiyalangan bo'lsa, unda oddiy geometriya nuqtai nazaridan, shaklning o'zi o'zgaradi. Ammo raqamlar bor umumiy xususiyatlar, bu silliq deformatsiyalar bilan, tanaffuslarsiz yoki yopishtirmasdan, o'zgarishsiz qoladi. Bu rasmning topologik xarakteristikasi. Ko'pchilik mashhur misol topologik xarakteristikasi - uch o'lchamli tanadagi teshiklar soni. Choy krujkasi va donut topologik jihatdan ekvivalentdir, ularning ikkalasi ham bitta teshikka ega va shuning uchun bir shaklni silliq deformatsiya orqali boshqasiga aylantirish mumkin. Krujka va stakan topologik jihatdan farq qiladi, chunki shishaning teshiklari yo'q. Materialni birlashtirish uchun men sizga ayollar mayolarining ajoyib topologik tasnifi bilan tanishishingizni taklif qilaman.

Xulosa: silliq deformatsiya bilan bir-biriga qisqartirilishi mumkin bo'lgan hamma narsa topologik jihatdan ekvivalent hisoblanadi. Har qanday silliq o'zgarishlar bilan bir-biriga aylantirilmaydigan ikkita raqam topologik jihatdan farqlanadi.

Tushuntirish uchun ikkinchi so'z - "hayajon". Kondensatsiyalangan moddalar fizikasida qo'zg'alish "o'lik" statsionar holatdan, ya'ni eng past energiyaga ega bo'lgan holatdan har qanday jamoaviy og'ishdir. Masalan, kristal urildi va u orqali tovush to'lqini o'tdi - bu tebranuvchi qo'zg'alish kristall panjara. Qo'zg'alishlarni majburlash shart emas, ular nolga teng bo'lmagan harorat tufayli o'z-o'zidan paydo bo'lishi mumkin. Kristal panjaraning odatiy termal tebranishi, aslida, bir-birining ustiga qo'yilgan juda ko'p tebranish qo'zg'alishlari (fononlar) dir. turli uzunliklar to'lqinlar Fonon kontsentratsiyasi yuqori bo'lsa, fazali o'tish sodir bo'ladi va kristal eriydi. Umuman olganda, berilgan kondensatsiyalangan muhit qanday qo'zg'alishlar nuqtai nazaridan tasvirlanishi kerakligini tushunganimizdan so'ng, biz uning termodinamik va boshqa xususiyatlarining kalitiga ega bo'lamiz.

Endi ikkita so'zni bog'laymiz. Ovoz to'lqini topologik jihatdan misoldir ahamiyatsiz hayajon. Bu aqlli tuyuladi, lekin uning jismoniy mohiyatiga ko'ra, bu shunchaki ovozni xohlagancha, hatto butunlay yo'q bo'lib ketadigan darajada jim qilish mumkinligini anglatadi. Kuchli tovush kuchli atom tebranishlarini, sokin tovush zaif tebranishlarni bildiradi. Tebranishlar amplitudasi silliq ravishda nolga tushirilishi mumkin (aniqrog'i, kvant chegarasiga, lekin bu erda bu ahamiyatsiz) va u hali ham ovozli qo'zg'alish, fonon bo'ladi. Asosiy matematik faktga e'tibor bering: tebranishlarni nolga silliq o'zgartirish operatsiyasi mavjud - bu shunchaki amplitudaning pasayishi. Aynan shu narsa fonon topologik jihatdan ahamiyatsiz buzilish ekanligini anglatadi.

Va endi quyultirilgan materiyaning boyligi yoqilgan. Ba'zi tizimlarda qo'zg'alishlar mavjud muammosiz nolga tushirib bo'lmaydi. Bu jismonan imkonsiz emas, lekin asosda - shakl bunga yo'l qo'ymaydi. Qo'zg'aluvchan tizimni eng kam energiyaga ega tizimga o'tkazadigan bunday silliq operatsiya hamma joyda mavjud emas. Uning shaklidagi qo'zg'alish bir xil fononlardan topologik jihatdan farq qiladi.

Bu qanday bo'lishini ko'ring. Keling, oddiy tizimni (u XY-modeli deb ataladi) ko'rib chiqaylik - oddiy kvadrat panjara, uning tugunlarida o'z spiniga ega bo'lgan zarralar mavjud bo'lib, ular shu tekislikda har qanday tarzda yo'naltirilishi mumkin. Biz orqa tomonni o'qlar bilan tasvirlaymiz; O'qning yo'nalishi o'zboshimchalik bilan, lekin uzunligi aniq. Shuningdek, biz qo'shni zarrachalarning spinlari bir-biri bilan shunday o'zaro ta'sir qiladi, deb taxmin qilamiz, chunki barcha tugunlardagi barcha spinlar ferromagnitdagi kabi bir xil yo'nalishda bo'lganda, eng energetik jihatdan qulay konfiguratsiya bo'ladi. Ushbu konfiguratsiya rasmda ko'rsatilgan. 2, chap. Spin to'lqinlari uning bo'ylab harakatlanishi mumkin - spinlarning qattiq tartibdan kichik to'lqinga o'xshash og'ishlari (2-rasm, o'ngda). Ammo bularning barchasi oddiy, topologik jihatdan ahamiyatsiz qo'zg'alishlardir.

Endi rasmga qarang. 3. Bu erda noodatiy shakldagi ikkita buzilish ko'rsatilgan: vorteks va antivorteks. Rasmdagi nuqtani aqliy ravishda tanlang va strelkalar bilan nima sodir bo'lishiga e'tibor berib, markaz bo'ylab soat miliga teskari aylana yo'ldan boring. Siz vorteksning o'qi bir xil yo'nalishda, soat sohasi farqli o'laroq, va antivorteks - teskari yo'nalishda, soat yo'nalishi bo'yicha burilishini ko'rasiz. Endi tizimning asosiy holatida (o'q odatda harakatsiz) va aylanish to'lqinli holatda (o'q o'rtacha qiymat atrofida bir oz tebranadi) xuddi shunday qiling. Bundan tashqari, siz ushbu rasmlarning deformatsiyalangan versiyalarini tasavvur qilishingiz mumkin, aytaylik, aylanma to'lqin yukning girdobga qarab: u erda o'q ham bir oz tebranib, to'liq inqilob qiladi.

Ushbu mashqlardan so'ng, barcha mumkin bo'lgan qo'zg'alishlar bo'linganligi aniq bo'ladi tubdan farq qiladigan sinflar: markazni aylanib o'tishda strelka to'liq inqilob qiladimi yoki yo'qmi, agar shunday bo'lsa, qaysi yo'nalishda. Bu holatlar turli topologiyalarga ega. Hech qanday silliq o'zgarishlar girdobni oddiy to'lqinga aylantira olmaydi: agar siz o'qlarni aylantirsangiz, to'satdan butun panjara bo'ylab bir vaqtning o'zida va katta burchak ostida. Vorteks, shuningdek, vorteksga qarshi, topologik himoyalangan: ular, farqli o'laroq tovush to'lqini, ular shunchaki eritib bo'lmaydi.

Oxirgi muhim nuqta. Vorteks topologik jihatdan oddiy to'lqindan va antivorteksdan faqat o'qlar rasm tekisligida yotsagina farq qiladi. Agar ularni uchinchi o'lchamga olib kirishga ruxsat berilsa, u holda girdobni muammosiz yo'q qilish mumkin. Qo'zg'alishlarning topologik tasnifi tizimning o'lchamiga tubdan bog'liq!

Topologik fazali o'tishlar

Bu sof geometrik mulohazalar juda aniq jismoniy oqibatlarga olib keladi. Oddiy tebranishning energiyasi, xuddi shu fonon, o'zboshimchalik bilan kichik bo'lishi mumkin. Shuning uchun har qanday haroratda, qanchalik past bo'lmasin, bu tebranishlar o'z-o'zidan paydo bo'ladi va muhitning termodinamik xususiyatlariga ta'sir qiladi. Topologik himoyalangan qo'zg'alish, girdobning energiyasi ma'lum chegaradan past bo'lishi mumkin emas. Shuning uchun, qachon past haroratlar individual vortekslar paydo bo'lmaydi va shuning uchun tizimning termodinamik xususiyatlariga ta'sir qilmaydi - hech bo'lmaganda, 1970-yillarning boshlariga qadar bunga ishonishgan.

Shu bilan birga, 1960-yillarda ko'plab nazariyotchilarning sa'y-harakatlari bilan XY modelida nima sodir bo'layotganini jismoniy nuqtai nazardan tushunish muammosi aniqlandi. Odatdagidek uch o'lchamli holatda hamma narsa oddiy va intuitivdir. Past haroratlarda tizim shakldagi kabi tartibli ko'rinadi. 2. Agar siz ikkita ixtiyoriy panjara tugunlarini olsangiz, hatto juda uzoq bo'lsa ham, ulardagi spinlar bir xil yo'nalishda biroz tebranadi. Bu, nisbatan aytganda, spin kristalidir. Yuqori haroratlarda spinlar "eriydi": ikkita uzoq panjara joylari endi bir-biri bilan bog'liq emas. Ikki holat o'rtasida aniq faza o'tish harorati mavjud. Agar siz haroratni ushbu qiymatga aniq belgilab qo'ysangiz, u holda korrelyatsiyalar hali ham mavjud bo'lganda tizim maxsus kritik holatda bo'ladi, lekin asta-sekin, kuch-qonuniy tarzda, masofa bilan kamayadi.

Ikki o'lchovli panjarada yuqori haroratlarda ham tartibsiz holat mavjud. Ammo past haroratlarda hamma narsa juda g'alati ko'rinardi. Ikki o'lchovli versiyada kristallik tartib yo'qligi qat'iy teorema isbotlandi (Mermin-Vagner teoremasiga qarang). Ehtiyotkorlik bilan hisob-kitoblar shuni ko'rsatdiki, u umuman yo'q emas, u kuch qonuniga ko'ra masofa bilan qisqaradi - xuddi tanqidiy holatda bo'lgani kabi. Ammo agar uch o'lchovli holatda kritik holat faqat bitta haroratda bo'lsa, bu erda kritik holat butun past haroratli hududni egallaydi. Ma'lum bo'lishicha, ikki o'lchovli holatda uch o'lchovli versiyada mavjud bo'lmagan boshqa hayajonlar paydo bo'ladi (4-rasm)!

Nobel qo'mitasining qo'shimcha hujjatlarida turli kvant tizimlaridagi topologik hodisalarning bir nechta misollari, shuningdek ularni amalga oshirish bo'yicha so'nggi eksperimental ishlar va kelajak istiqbollari yoritilgan. Bu hikoya Haldanening 1988 yilgi maqolasidan iqtibos bilan yakunlanadi. Unda go'yo uzr so'raganday shunday deydi: " Garchi bu erda taqdim etilgan bo'lsa-da maxsus model shunga qaramay, jismoniy jihatdan amalga oshirish qiyin...". 25 yildan keyin jurnal Tabiat nashr etadi, u Haldane modelining eksperimental amalga oshirilishi haqida xabar beradi. Balki kondensatsiyalangan materiyadagi topologik jihatdan ahamiyatsiz hodisalar kondensatsiyalangan materiya fizikasining aytilmagan shiorining eng yorqin tasdig'laridan biri bo'lishi mumkin: mos tizimda biz qanchalik ekzotik ko'rinmasin, har qanday o'z-o'zidan izchil nazariy g'oyani o'zida mujassamlashtiramiz.

Kimyogar, muhandis va ixtirochi Alfred Nobel boyligini asosan dinamit va boshqa portlovchi moddalar ixtirosi orqali topgan. Bir vaqtlar Nobel sayyoradagi eng boylardan biriga aylandi.

Hammasi bo'lib Nobel 355 ta ixtiroga ega edi.

Shu bilan birga, olimning shon-shuhratini yaxshi deb atash mumkin emas. Uning akasi Lyudvig 1888 yilda vafot etdi. Biroq, jurnalistlar xato bilan Alfred Nobelning o'zi haqida gazetalarda yozishdi. Shunday qilib, bir kuni u matbuotda o'zining "O'lim savdogari o'ldi" deb nomlangan nekrologini o'qidi. Bu voqea ixtirochini kelajak avlodlarda undan qanday xotiralar qolishi haqida o'ylashga majbur qildi. Va Alfred Nobel o'z vasiyatini o'zgartirdi.

Alfred Nobelning yangi vasiyatnomasi ixtirochining qarindoshlarini qattiq ranjitdi, ular oxir-oqibat hech narsasi qolmadi.

Millionerning yangi vasiyatnomasi 1897 yilda e'lon qilingan.

Ushbu hujjatga ko'ra, Nobelning barcha ko'char va ko'chmas mulki kapitalga aylantirilishi kerak edi, bu esa o'z navbatida ishonchli bankka joylashtirilishi kerak edi. Ushbu kapitaldan olingan daromad har yili beshga bo'linishi kerak teng qismlar va fizika, kimyo va tibbiyot sohasida eng muhim kashfiyotlar qilgan olimlar shaklida mukofotlanadi; yaratgan yozuvchilar adabiy asarlar; va "xalqlar birligiga, qullikni yo'q qilishga yoki mavjud armiyalarni qisqartirishga va tinchlik kongresslarini rag'batlantirishga" eng katta hissa qo'shganlarga (Tinchlik mukofoti).

Birinchi laureatlar

An'anaga ko'ra, birinchi mukofot tibbiyot va fiziologiya sohasida beriladi. Shunday qilib, 1901 yilda birinchi Nobel mukofoti sovrindori nemis bakteriologi Emil Adolf fon Bering bo'lib, u difteriyaga qarshi vaktsinani ishlab chiqdi.

Fizika bo'yicha laureat navbatdagi mukofotni oladi. Vilgelm Rentgen birinchi bo'lib uning nomi bilan atalgan nurlarni kashf etgani uchun ushbu mukofotga sazovor bo'ldi.

Kimyo bo'yicha birinchi Nobel mukofoti sovrindori turli yechimlar uchun termodinamika qonunlarini o'rgangan Jeykob Van't Xoff bo'ldi.

Ushbu yuksak mukofotga sazovor bo'lgan birinchi yozuvchi Rene Sulli-Prudeme edi.

Tinchlik mukofoti ikkinchisiga beriladi. 1901 yilda u Jan Anri Dyunant va Frederik Passi o'rtasida bo'lingan. Shveytsariyalik gumanitar Dyunant Xalqaro Qizil Xoch Qo'mitasi (XQXQ) asoschisi. Fransuz Frederik Passi Yevropada tinchlik harakati yetakchisi.