Χωρίς τις ανακαλύψεις τους ίσως δεν υπήρχε σήμερα ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων στο ευρωπαϊκό κέντρο πυρηνικών ερευνών CERN στη Γενεύη. Αν υπήρχαν κενά στις παρατηρήσεις τους, ενδεχομένως να μην υπήρχαν σήμερα μαγνητικοί τομογράφοι και η ιατρική διάγνωση και θεραπεία να βρίσκονταν έναν αιώνα πίσω. Το Νομπέλ Φυσικής δόθηκε φέτος σε ανακαλύψεις που έχουν γίνει εδώ και χρόνια, αλλά έχουν νέες και μελλοντικές πολύ σημαντικές εφαρμογές βιομηχανικού επιπέδου που μπορούν να αλλάξουν τη ζωή μας. Και με βάση αυτές κατασκευάζονται πολλά ηλεκτρονικά αντικείμενα ή ειδικά υλικά για χρήση σε διάφορα επιστημονικά πεδία.

Και αν νομίζετε ότι τα καλύτερα μυαλά της Ελλάδας φεύγουν στο εξωτερικό, φέτος τη μεγαλύτερη διάκριση στον τομέα των επιστημόνων μοιράστηκαν τρεις βρετανοί επιστήμονες οι οποίοι εργάζονται στις ΗΠΑ. Το μισό βραβείο Νομπέλ απονεμήθηκε στον 82χρονο Ντέιβιντ Θούλες και το υπόλοιπο μισό μοιράστηκαν ο Ντάνκαν Χάλντεϊν, 65 ετών, και Τζ. Μάικλ Κόστερλιτζ, 74 ετών, «για θεωρητικές μελέτες τοπολογικών μεταβάσεων φάσης και τοπολογικές φάσεις της ύλης».

Οι τρεις επιστήμονες με κοινό ερευνητικό παρονομαστή χρησιμοποίησαν προηγμένα μαθηματικά μοντέλα για να μελετήσουν φάσεις ή καταστάσεις της ύλης, όπως τα υπεραγώγιμα υλικά, τα υπερρευστά ή λεπτά μαγνητικά φιλμ. Στην πραγματικότητα, πρόκειται για διαφορετικές φάσεις της ύλης από αυτές που μας είναι εξαιρετικά οικείες, δηλαδή τα υγρά, τα στερεά και τα αέρια. Δηλαδή τα ίδια υλικά σε διαφορετικές συνθήκες (πίεσης ή θερμοκρασίας) μπορούν να πάρουν τελείως διαφορετικές μορφές και να περάσουν σε «εξωτικές» φάσεις, στις οποίες αναδύονται και γίνονται εμφανείς οι κβαντικές ιδιότητες των ατόμων που τα αποτελούν.

Για την έρευνά τους και οι τρεις ειδικοί χρησιμοποίησαν εργαλεία της τοπολογίας, ενός κλάδου των μαθηματικών που περιγράφει τις γεωμετρικές ιδιότητες αντικειμένων όταν τεντώνονται ή παραμορφώνονται και φτάνουν στα όριά τους χωρίς όμως να τα ξεπερνούν (δεν σπάνε). Οι δύο από τους βραβευθέντες Ντέιβιντ Θούλεςκαι Μάικλ Κόστερλιτζ μελέτησαν φαινόμενα που εκδηλώνονται σε υλικά που παίρνουν τη μορφή λεπτών φιλμ, με πάχος ενός μόλις ατόμου, τα οποία θεωρείται ότι έχουν μόνο δύο διαστάσεις (μήκος και πλάτος) αντί για τρεις (δεν έχουν βάθος). Ο Ντάνκαν Χάλντεϊν μελέτησε υλικά σε ίνες τόσο λεπτές, ώστε θεωρούνται ουσιαστικά μονοδιάστατες, έχουν δηλαδή μόνο μήκος.

Το φαινόμενο της υπεραγωγιμότητας μπορεί να ήταν δεδομένο και γνωστό, ωστόσο το έργο των τριών βραβευθέντων τις δεκαετίες του 1970 και 1980 προσέφερε νέες γνώσεις τόσο για τη συμπεριφορά των υπεραγώγιμων υλικών όσο και για άλλες «εξωτικές» καταστάσεις της ύλης, όπως τα υπερρευστά υγρά που χάνουν το ιξώδες τους (την ταχύτητα με την οποία ρέει ένα υγρό, δηλαδή την πυκνότητά τους) σε χαμηλή θερμοκρασία και μπορούν με αυτόν τον τρόπο να αναβαίνουν στα τοιχώματα των δοχείων μέσα στα οποία βρίσκονται.

Στα υλικά αυτά, όπως και σε υλικά που ψύχονται κοντά στο απόλυτο μηδέν, εκδηλώνονται κβαντικά φαινόμενα που παραμένουν πάντα κρυμμένα στις φάσεις της ύλης που γνωρίζουμε από την καθημερινότητα, όπως για παράδειγμα κάποια υλικά ξαφνικά μετατρέπονται σε μαγνητικά.

Οι τοπολογικές μεταμορφώσεις που περιέγραψαν οι τρεις νικητές του Νομπέλ εκτιμάται ότι θα οδηγήσουν σχετικά σύντομα σε υλικά για ηλεκτρονικά κυκλώματα και υπεραγωγούς, ενώ ίσως στο μέλλον δούμε την κατασκευή κβαντικών υπολογιστών με υπερταχύτητες που ούτε μπορούμε να φανταστούμε σήμερα.

Τελευταία Νέα