获得诺奖的“拓扑相变”是什么？
果壳网 2016/10/04
2016年诺贝尔物理学奖，授予戴维·索利斯（David Thouless），与邓肯·霍尔丹（Duncan Haldane ）和迈克尔·科斯特利茨（Michael Kosterlitz），以表彰他们在理论上发现了物质的拓扑相变和拓扑相。拓扑学是三位得奖者能做出这一成就的关键，它解释了为什么薄层物质的的电导率会以整数倍发生变化。
⬆️如果上面这段话给你一种“每个字都认识但合起来不像中文”的感觉，别怕。果壳给你一个说人话的版本，解释一下他们仨都做了什么——
文/Ent
编辑/安然
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一般的物质是按照一定规律排列的，比如冰是水分子按照网格排列起来形成的固态物。
物理上，我们说固态是一种“相”。
如果给冰加热，它会变成液态水，也就是另一种“相”。里面的水分子依然有规律，但就变成另一种规律了。
这样的变化被称为“相变”。
固体液体气体之间的相变我们见多了，但是在低温或高温状态下，某些物质呈现出了我们从未见过的“相”……
当物质变得很薄的时候，它们的特征会发生有趣的改变。人们曾经认为，对于很薄层的物质，分子的随机运动会让它陷入无序之中，所以不会遵循任何规律，或者说，没有任何有序的“相”。那么，自然也就谈不上相变了。
但是20世纪70年代，戴维·索利斯和迈克尔·科斯特利茨发现并非如此，只要温度足够低，它们也可以是有序的，也有“相”；非但如此，它们的相变还特别奇异，与日常里冰变成水那种相变很不一样。决定这一相变的因素是薄层物质上“旋”；当温度上升的时候，本来成对出现的旋突然都分开了。这样的相变被称为“拓扑相变”——因为它用到了拓扑学来描述。
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果壳网 2016/10/04
2016年诺贝尔物理学奖，授予戴维·索利斯（David Thouless），与邓肯·霍尔丹（Duncan Haldane ）和迈克尔·科斯特利茨（Michael Kosterlitz），以表彰他们在理论上发现了物质的拓扑相变和拓扑相。拓扑学是三位得奖者能做出这一成就的关键，它解释了为什么薄层物质的的电导率会以整数倍发生变化。
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文/Ent
编辑/安然
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一般的物质是按照一定规律排列的，比如冰是水分子按照网格排列起来形成的固态物。
物理上，我们说固态是一种“相”。
如果给冰加热，它会变成液态水，也就是另一种“相”。里面的水分子依然有规律，但就变成另一种规律了。
这样的变化被称为“相变”。
固体液体气体之间的相变我们见多了，但是在低温或高温状态下，某些物质呈现出了我们从未见过的“相”……
当物质变得很薄的时候，它们的特征会发生有趣的改变。人们曾经认为，对于很薄层的物质，分子的随机运动会让它陷入无序之中，所以不会遵循任何规律，或者说，没有任何有序的“相”。那么，自然也就谈不上相变了。
但是20世纪70年代，戴维·索利斯和迈克尔·科斯特利茨发现并非如此，只要温度足够低，它们也可以是有序的，也有“相”；非但如此，它们的相变还特别奇异，与日常里冰变成水那种相变很不一样。决定这一相变的因素是薄层物质上“旋”；当温度上升的时候，本来成对出现的旋突然都分开了。这样的相变被称为“拓扑相变”——因为它用到了拓扑学来描述。
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