拓樸相

可能的新物質相(一):靜電學的啟示

可能的新物質相(一):靜電學的啟示
蕭維翰

冰的結晶。photo credit: wikipedia

這個開頭已經老套得讓筆者有點羞愧,然而,我還是必須重申,對於物質的「相」(phase)的可能性一直是固態、凝態物理學家所在意的大課題之一。或許對於一般讀者更重要的事情是,這類研究的起源是與生活息息相關的。最簡單的例子包括回答冰與水之間的差異、鐵和磁鐵間的區別。從而也不難想像,這類從生活中獲得許多提示的問題,遠在 1930 年代,便有蘭道(L.D.  Landau)[1] 等大人物解決了。

【2016年諾貝爾物理獎特別報導】物質在平面世界裡的奇異現象

【2016年諾貝爾物理獎特別報導】物質在平面世界裡的奇異現象

物質在平面世界裡的奇異現象 (Strange phenomena in matter’s flatlands)
高瞻計畫特約編譯 葉承効/國立臺灣大學物理學系講座教授 郭光宇責任編輯

今年獲獎的研究開啟了一扇大門,讓人看到未知世界裡物質的新奇形態。2016的諾貝爾物理獎一半由華盛頓大學的大衛・索勒斯(David J. Thouless),另一半則由普林斯頓大學的鄧肯・哈爾丹(F. Duncan M. Haldane)及布朗大學的麥克・克斯特利茲(J. Michael Kosterlitz)共享此殊榮。他們的研究為人類理解物質的奧秘帶來突破性的發展,也為新穎材料的研發開創了新的前景。

大衛・索勒斯、鄧肯・哈爾丹及麥克・克斯特利茲使用了先進的數學方法,來解釋物質在異常狀態(如超導體、超流體或磁性薄膜)下出現的奇異現象。相較於真實世界的三維空間(包括長、寬、高的空間),克斯特利茲與索勒斯研究二維平面世界里發生的現象,即在物體的表面,或是極薄的介面上所出現的現象。而哈爾丹則研究極為纖細的、甚至可以視為一維空間的線狀物質。