नोबेल फिजिक्स प्राइज एक्जामिनेशन ऑफ एक्जॉटिक मैटर, बैगल्स में समझा जाता है

कुछ खोजकर्ताओं ने तीन नवीनतम नोबेल पुरस्कार विजेताओं की तुलना में अजनबी दुनिया में प्रवेश किया है, जिन्होंने इस वर्ष भौतिकी के लिए नोबेल पुरस्कार जीता है। इन प्रतिष्ठित भौतिकविदों को कुछ सबसे अधिक विदेशी राज्यों पर उनके काम के लिए सम्मानित किया गया है, जो अपने मौलिक रहस्यों की समझ बना रहे हैं और आज के युग के अन्वेषण और विकास के लिए नए द्वार खोल रहे हैं जैसे कि टोपोलॉजिकल मेटल्स, इंसुलेटर और सुपरकंडक्टर।

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रॉयल स्वीडिश एकेडमी ऑफ साइंसेज ने संयुक्त रूप से वाशिंगटन विश्वविद्यालय के डेविड जे। थौलेस को आधे और प्रिंसटन यूनिवर्सिटी के एफ। डंकन एम। हल्दाने और ब्राउन यूनिवर्सिटी के जे। माइकल कोस्टलिट्ज को संयुक्त रूप से पुरस्कार दिया। स्थैतिक चरण संक्रमण और पदार्थ के सामयिक चरणों की सैद्धांतिक खोजों के लिए। "अगर यह आपके लिए सार लगता है, तो आप अकेले नहीं हैं: विजेताओं की उपलब्धियां इतनी गूढ़ थीं कि एक समिति सदस्य ने नाश्ते की छड़ें का उपयोग करके उन्हें प्रदर्शित करने की मांग की।

Thouless, Haldane, और Kosterlitz भौतिक दुनिया के एक असली हिस्से में काम करते हैं, जिसे समतल भूमि के रूप में वर्णित किया जा सकता है। ”यह दुनिया पदार्थ की सतहों पर पाई जाती है, या परतों के अंदर इतनी पतली है कि वे अनिवार्य रूप से दो आयामी हैं; वास्तव में, हाल्डेन के कुछ काम थ्रेड्स पर इतने पतले हैं कि वे मूल रूप से एक आयामी हैं। यहाँ, पदार्थ अपने कुछ अजीब रूप लेता है।

1970 और 1980 के दशक के दौरान, वैज्ञानिकों ने इस दायरे में पाए जाने वाले अजीब रूपों के रहस्यों का खुलासा किया, जिसमें सुपरकंडक्टर्स, सुपरफ्लुइड्स और पतली चुंबकीय फिल्म शामिल हैं। आज सुबह, स्टॉकहोम यूनिवर्सिटी के भौतिक विज्ञानी थोरस हैन्सन, भौतिकी के लिए नोबेल समिति के एक सदस्य, ने सुरुचिपूर्ण गणितीय अवधारणा को समझाया जो उन्होंने पुरस्कार विजेता खोजों के लिए एक दालचीनी बन, एक बैगेल और एक प्रेट्ज़ेल का उपयोग करके किया था।

टोपोलॉजी गणित की एक प्रणाली है जो गुणों पर केंद्रित है जो केवल अच्छी तरह से परिभाषित वेतन वृद्धि से बदल जाती है। हैनसन के नाश्ते के खाने के उदाहरण में, यह महत्वपूर्ण है कि गोखरू में कोई छेद नहीं है, बैगल में एक छेद है और प्रेट्ज़ेल में दो छेद हैं। हैनसन ने समाचार सम्मेलन में बताया, "छेदों की संख्या वही है जो टोपोलॉजिस्ट टोपोलॉजिकल इनवैलेंट कहलाएगा।" “आपके पास आधा छेद या दो और दो-तिहाई छेद नहीं हो सकता है। एक टोपोलॉजिकल इनवेरिएंट में केवल पूर्णांक संख्या हो सकती है। ”

यह पता चला है कि विदेशी मामले के कई पहलू भी इस एक-छेद, दो-छेद अवधारणा का पालन करते हैं।

1982 में, थौलेस ने इस विचार का उपयोग विद्युत चालन के रहस्यमय क्वांटम हॉल प्रभाव को समझाने के लिए किया। बहुत कम तापमान और एक उच्च चुंबकीय क्षेत्र में एक पतली परत के भीतर, बिजली के प्रवाहकत्त्व को उन इकाइयों में बनाया गया, जिन्हें अत्यधिक सटीकता के साथ मापा जा सकता है: पहले कुछ भी नहीं, फिर एक इकाई, फिर दो इकाई। थाउलेस ने साबित किया कि इस प्रभाव के चरणों को एक टोपोलॉजिकल इनवेरिएंट द्वारा समझाया जा सकता है। इसने एक पूर्णांक के गुणकों द्वारा काम किया, जो नाश्ते के खाने के उदाहरणों में अपरिवर्तनीय संख्याओं की तरह था।

1988 में, डंकन हाल्डेन ने अनुसंधान की इस पंक्ति को एक नए सीमांत पर धकेल दिया, जिससे पता चला कि पतली अर्धचालक परतें क्वांटम हॉल प्रभाव को चुंबकीय क्षेत्र के बिना भी घर कर सकती हैं।

लॉरेट्स के शोध ने इस मामले के नए चरणों का भी खुलासा किया जो कि पूर्ण शून्य (-273 डिग्री सेल्सियस) के पास तापमान पर देखा जा सकता है। 1983 में, हल्दाने ने एक श्रृंखला में चुंबकीय परमाणुओं के एक समूह को उजागर किया - जो पहले कभी खोजे गए नए टोपोलॉजिकल पदार्थ का एक प्रकार है। उस करतब ने परतों, जंजीरों और साधारण तीन-आयामी सामग्रियों के भीतर छिपे पदार्थ के नए टोपोलॉजिकल चरणों की खोज के लिए एक निरंतर दौड़ शुरू की।

इन खोजों को आज अमूर्त या विदेशी माना जा सकता है, लेकिन वे एक दिन अपरिहार्य, सामान्य सामग्री की खोज का मार्ग प्रशस्त कर सकते हैं, हैंसन कहते हैं। "जो हमारे लिए विदेशी है वह अब 20 या 30 वर्षों में इतना विदेशी नहीं हो सकता है, " उन्होंने घोषणा के बाद पत्रकार जोआना रोज को बताया। "जब यह पहली बार आया था तब बिजली बहुत विदेशी थी और यह अब इतनी विदेशी नहीं है।"

टोपोलॉजी ने हमारी पारंपरिक समझ को बदल दिया है कि कैसे राज्यों में परिवर्तन होता है। आमतौर पर, एक चरण परिवर्तन तब होता है जब तापमान में परिवर्तन होता है, जब पानी जमा होता है। लेकिन बेहद ठंडे तापमान पर, पदार्थ-गैसों, तरल पदार्थों और ठोस पदार्थों की परिचित अवस्थाएँ नए चरणों और व्यवहारों को विचित्र रूप देती हैं। विद्युत धाराएँ बिना किसी प्रतिरोध के बह सकती हैं, जिससे सुपरकंडक्टर संभव हो जाता है। सुपरफ्लुइड्स के लिए नई सामग्री चरणबद्ध होती है (जिसके लिए रूसी प्योत्र कपित्सा ने भौतिकी में 1978 नोबेल पुरस्कार जीता) भंवरों में घूम सकता है जो कभी धीमा नहीं पड़ता।

1970 के दशक के दौरान, थौलेस और कोस्टर्लिट्ज़ ने एक पूरी तरह से नया तरीका खोजा, जिसमें इस अजीब क्षेत्र में पदार्थ एक राज्य से दूसरे में जा सकता है - एक भंवर से छोटे टॉर्नेडो जैसे छोटे भंवरों द्वारा संचालित स्थलाकृतिक संक्रमण। कम तापमान पर भंवर जोड़े बनाते हैं, जो तब अचानक एक दूसरे से अलग हो जाते हैं जब तापमान एक संक्रमण बिंदु तक बढ़ जाता है।

इस परिवर्तन को "केटी संक्रमण" करार दिया गया, यह एक क्रांतिकारी उपकरण बन गया जिसने वैज्ञानिकों को संघनित पदार्थ, परमाणु भौतिकी और सांख्यिकीय भौतिकी का अध्ययन करने की अनुमति दी।

जब अकादमी द्वारा फोन किया गया, तो हल्दाने ने खुद को आश्चर्यचकित कर दिया और सम्मान से सम्मानित किया। उन्होंने कहा, "यह काम बहुत समय पहले हुआ था, लेकिन अब यह बहुत सारी नई खोज है जो इस मूल काम पर आधारित हैं ... अब हो रही हैं, " उन्होंने कहा। हैंसन ने उन विचारों को प्रतिध्वनित किया, यह देखते हुए कि दुनिया भर के वैज्ञानिक अब इन उपकरणों का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक्स, नई सामग्री और यहां तक ​​कि एक नए क्वांटम कंप्यूटर में घटकों के व्यावहारिक अनुप्रयोगों की दिशा में काम करने के लिए करते हैं।

लेकिन पहले और सबसे महत्वपूर्ण, हैनसन ने जोर दिया, पुरस्कार असाधारण विज्ञान का सम्मान करने के लिए था। उन्होंने कहा, "उन्होंने सुंदर गणित और गहन अंतर्दृष्टि को भौतिकी में जोड़ दिया, जिससे अप्रत्याशित परिणाम प्राप्त हुए। वह पुरस्कार के लिए है, "उन्होंने कहा। "यह वास्तव में सुंदर है और यह गहरा है।"