Prix Nobel de Physique 2016 à un trio pour les états exotiques de la matière
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Le prix Nobel de Physique 2016 a été attribué à David J. Thouless, F. Duncan M. Haldane et J. Michael Kosterlitz pour leurs descriptions sur les états exotiques de la matière.
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Pour l’année 2016, le prix Nobel de Physique a été attribué à David J. Thouless, F. Duncan M. Haldane et J. Michael Kosterlitz pour les découvertes théoriques des transitions de phase topologiques de la matière selon l’annonce du comité du Nobel. Ces 3 chercheurs ont ouvert la porte d’un monde dans lequel la matière peut avoir des états exotiques. Ils ont utilisé des méthodes mathématiques avancées pour étudier des phases inhabituelles de la matière telles que les supraconducteurs, les superfluides et les films magnétiques fins. Et grâce à leurs travaux, la chasse est ouverte pour des phases exotiques de la matière. On peut espérer de nombreuses applications dans la science des matériaux et l’électronique.
L’utilisation des concepts topologiques en physique a été décisive pour leurs découvertes. La topologie est une branche des mathématiques qui décrit les propriétés qui changent par état. Dans les années 1970, Michael Kosterlitz et David Thouless ont renversé l’hypothèse selon laquelle la supraconductivité ou la suprafluidité ne pouvait pas se produire dans des couches fines. Ils ont démontré que la supraconductivité pouvait se produire à de faibles températures et ils ont expliqué le mécanisme de la transition de phase qui provoque la disparition de la supraconductivité à des températures élevées.
Dans les années 1980, Thouless a été capable d’expliquer une expérience précédente avec des couches fines conduisant l’électricité dans laquelle la conductance a été mesurée par des étapes de type entier. Il a montré que ces valeurs entières étaient topologiques par nature. À la même époque, Duncan Haldane a découvert comment des concepts topologiques peuvent être utilisés pour comprendre les propriétés de chaine dans les petits aimants qu’on trouve dans certains matériaux.
Avec leurs travaux, nous connaissons de nombreuses phases topologiques dans les couches fines et les filaments, mais également dans les matériaux à 3 dimensions. Dans la dernière décennie, ce secteur a boosté les recherches dans la physique de matière condensée dans l’espoir que les matériaux topologiques seront utilisés dans la nouvelle génération d’électroniques et de supraconducteurs, notamment les ordinateurs quantiques.
Source : Comité du Nobel
