Опять Вихри!
по материалам и исследованиям Нобелевских лауреатов 2016г. (в т.ч. не без Советского "следа")
"Сдвиг по фазе
Советский физик не дожил до вручения Нобелевской премии
Нобелевской премии по физике за 2016 год удостоились американцы Дэвид Таулес, Дункан Халдейн и Джон Костерлиц «за теоретические открытия топологических фазовых переходов и топологических фаз материи». Эти исследования относятся к физике конденсированного состояния вещества и в значительной степени связаны с фазовым переходом Березинского-Костерлица-Таулеса, описание которого впервые предложил советский физик-теоретик Вадим Березинский. «Лента.ру» подробнее рассказывает о работе лауреатов.
Физик-теоретик Таулес — из Вашингтонского, Халдейн — из Принстонского, а Костерлиц — из Брауновского университета. Нобелевские лауреаты предложили единое теоретическое объяснение наблюдаемых свойств необычных на первый взгляд состояний материи — двумерных сверхпроводников, сверхтекучих жидкостей и магнитных тонких пленок.
Универсальный метод, разработанный учеными, позволяет описать нарушение порядка в таких системах и использовать это для прогнозирования их свойств, в частности, перехода из сверхтекучего или сверхпроводящего состояний в нормальное. Оказалось, что на квантовом уровне такие системы допускают единообразное топологическое описание, не зависящее от характера материала, — именно поэтому соответствующие трансформации свойств материи получили такие названия.
Топология описывает свойства объектов, зависящие от их непрерывной деформации. Например, с точки зрения топологии кружка и бублик идентичны друг другу и считаются примером тора — поверхностью первого рода, иначе — сферой с одной ручкой. Топологические объекты могут классифицироваться по количеству ручек — такие достаточно общие свойства математических объектов физики применяли, например, для объяснения изменения сопротивления в квантовом эффекте Холла.
К классическом случае этот эффект представляет собой возникновение разности потенциалов (напряжения) в поперечном сечении проводника с постоянным током, помещенным в магнитное поле. Квантовый эффект проявляется в двумерных структурах и связан с возникновением дискретных (то есть прерывных) уровней проводимости. Электронный газ при этом находится в особой фазе — образует топологическую квантовую жидкость. Проводимость такой материи, как показали ученые, квантуется, то есть характеризуется не непрерывными, а дискретными значениями.
Первым топологические методы к фазовым переходам в двумерных системах применил советский физик-теоретик Вадим Березинский, еще в 1960-х. Именно он предсказал свойства тонких пленок сверхтекучего жидкого гелия, смектических кристаллов и слоистых магнетиков. Структура таких двумерных объектов, что было известно еще до Березинского, нарушается флуктуациями — хаотическими тепловыми движениями образующих эти объекты частиц.
Пары вихрь-антивихрь разрушаются с ростом температуры
Как показал советский ученый, при низких температурах таким системам присуще особое поведение: образуются связанные пары дефект-антидефект (в другой терминологии — вихрь-антивихрь), чья энергия не зависит от размера материала. С повышением температуры возникают спонтанные дефекты, приводящие к тому, что система выходит из топологической фазы. Это означает, в частности, что сверхтекучий (текущий без трения) гелий-4 превращается в нормальную (текущую с трением) жидкость.
Температура такого перехода называется критической. Физически это означает, что в системе нарушаются дальние корреляции параметра порядка — разрушаются квантовые пары вихрь-антивихрь больших размеров. Примечательно, что математическое описание этих процессов универсально для сверхтекучести, сверхпроводимости и некоторых двумерных систем.
Квантовый конденсат как одно из состояний вещества проявляет себя с уменьшением температуры
Выводы четверых физиков получили экспериментальное подтверждение, в том числе и для некоторых трехмерных случаев, для которых двумерное описание служит своеобразным предельным случаем. Материалы, чьи фазовые переходы описаны лауреатами, применяются в самой перспективной электронике, в частности, квантовых компьютерах. Некоторые теории описывают процессы, происходившие на ранних этапах эволюции Вселенной, при помощи тех же методов.
Березинский скончался в 1980 году и не дожил до присуждения ему Нобелевской премии. В пресс-релизах Нобелевского комитета вскользь упоминается советский физик, однако в материалах для ученых шведы похоронили ученого на год позже. Можно сказать, что присуждение этой премии — одно из наиболее взвешенных решений Нобелевского комитета за последние несколько лет. Награду получат ученые, которые работают не над моделями, а над универсальными методами. О вкладе советской научной школы в исследования шведы знают, но, к сожалению, наградить уже никого не могут." Ссылка
Андрей Борисов
Кстати, весьма интересную информацию про Морфологию Времени/Днамики/Физики (Д.Осадчева) недавно прочитал в книге И.Кобзева "Сумма форм" (рекомендую ознакомиться желающим Форумчанам). Там кое-что интересноео Торах (КАМ и Кляйн) и много прочего.
Вот, например, небольшой фрагмент:
О...
Г.В. Рязанов предложил модель мира, которая, возможно, была навеяна прозрениями знаменитого мистика Эммануила Сведенборга. Мир, согласно Рязанову, представляет собой дополнительность двух миров – мира физики и «мира ангелов». То, что в первом является физикой (подчиняется законам), во втором является этикой (определяется свободой воли), и наоборот. Может быть о чем-то подобном писал в свое
время Ралф Эмерсон: «Аксиомы физики выражают на ином языке этические законы».
Для обитателей мира физики Кляйн-тор - это область этики: здесь инварианты задаются и удерживаются усилием воли – в физиологии это называется «установка» (Д.И. Узнадзе), «доминанта» деятельности (А.А. Ухтомский) или «акцептор потребного будущего» (П.К. Анохин), в этике это называется «категорическим императивом
Канта», «табу» первобытных народов, «заповедями» Моисея.
Напротив, для «мира ангелов» вся наша этика будет изображаться КАМ-торами (потому что ангелы не
умеют грешить – они не могут сойти с рельсов своей благой или злой природы), но наша физика будет для них состоять из Кляйн-торов. Это значит, что наши законы физики могут ими нарушаться, и мы будем наблюдать эти нарушения в виде явлений, относимых нами к категории чудес.
Человек – пограничное существо: частично он принадлежит миру физики, которую он познает и описывает в виде КАМ-торов, а частично принадлежит миру этики, изображаемому Кляйн-торами. По словам Вольфганга Паули: «Где-то между этими двумя пограничными представлениями... движется наша мысль; наш долг
выдерживать напряжение, исходящее от этих противоположностей» (В. Гейзенберг).
В мире этики человек страдает, совершает подвиги, грешит, то есть обладает бытием, которое только конструктивным усилием его воли и разума превращается в знание, усваиваемое следующими поколениями людей в виде КАМ-торов. Эти КАМ-торы называются артефактами культуры. Они образуют морфологию человека (см. Главу 6), и для них найдется место где-нибудь на «окраине» таблицы ди Бартини (см. раздел 2.1).
Превращение Кляйн-тора в КАМ-тор совершается за счет изменения геометрии пространства, в котором реализуется эта динамика. Поэтому физику нельзя рассматривать в отрыве от геометрии: «1) Геометрическая (Г) и физическая (Ф)
компоненты физической теории дополняют друг друга, составляя целостную теоретическую систему. Изменение одной из них влечет за собой соответствующее изменение другой» (А.М. Мостепаненко).
Отредактировано VladP (07.10.2016 17:20)
- Подпись автора
«Паника – это половина Болезни.
Спокойствие – это половина Здоровья.
Терпение – это половина Выздоровления».
Авиценна