Физика жана химия боюнча Нобель сыйлыгы кимдерге берилди?

Физика чөйрөсүндө кванттык компьютерлерди жасоого түрткү бере турган топологиялык фазалык алмашууларды изилдөө ишине Нобель сыйлыгы берилди. Ал эми химия чөйрөсүндө болсо, регенерациялануучу материалдарды түзүүчү молекулярдык машиналардын дизайны сыйлыкка татыды.

Стокгольмдо физика жана химиядагы жетишкендиктер үчүн Нобель сыйлыгы берилди. Окумуштуулар Вашингтон университетинен Дэвид Таулесс, Принстон университетинен Дункан Халдейн жана Браун университетинен Майкл Костерлиц физика боюнча сыйлыкты жана 8 миллион швед кронун (же 1 миллион АКШ долларын) өз ара бөлүшүп алышты.

Химия боюнча да сыйлык үч адамга бөлүндү: Страсбург университетинен Жан-Пьер Соваж, Түндүк-батыш университетинен Фрейзер Стоддарт жана Гронинген университетинен Бернард Феринга.

Физика

Физика боюнча Нобель сыйлыгы «топологиялык фазалык алмашууларды жана заттардын топологиялык фазаларынын теорияларын» изилдөө үчүн ыйгарылды.

Солдон оңго: Дэвид Таулесс, Дункан Халдейн жана Майкл Костерлиц
Солдон оңго: Дэвид Таулесс, Дункан Халдейн жана Майкл Костерлиц

Сөз башынан болсун.

Топология — объекттердин үзгүлтүксүздүгүн изилдөөчү математиканын бир бөлүгү. Топологиянын негизинде ой жүгүртсөк, шар менен токоч бирдей — аларда тешиктери жок. Бирок, бубликтин токоч менен шардан айырмасы абдан чоң — мисалы, бубликтин чоң тешиги бар.

Нобель Вот так топологические переходы объясняются на сайте Нобелевской премии
Нобель сыйлыгынын сайтында топологиялык алмашуулар мына ушундайча түшүндүрүлөт

Фазалык алмашуулар дегенде муздун ээришин же суунун бууланышын түшүнөбүз. Тагыраак айтканда, заттардын бир абалдан экинчи абалга которулушу. Ал эми топологиялык фазалык алмашуулар — бул физикада касиеттердин алмашышын түшүндүрөт.

Топологиялык илимдин жардамы менен 1970-жылы үч окумуштуу эки өлчөмдүү материалдардагы жогорку өткөрүү кубулушун (электр тогу заттын ичинде эркин кыймылдайт) табышкан.

Алар кадимки абалында ток өткөрбөөчү кээ бир заттарды атомардык деңгээлде жогорку өткөрүмдүүлүк касиетине ээ болот деп айтышкан. Жалпы айтканда, бир канча атомго тең келе турган топологиялык изолятордун катмары менен аракеттешкенде, заттардын каршылашуусу дароо нөлгө түшүп калат.

Аналитиктер бул теориялык изилдөөлөр практикада да өз пайдасын тийгизет деп айтышууда. Бүгүнкү күндө процессорлордун кубаттуулугу транзисторлордун өлчөмүн азайтуунун эсебинен көтөрүлөт. Бирок, өндүрүүчүлөр бул маселени заманбап процессорлордогу транзисторлор атом өлчөмү менен теңдөө жолу менен чечишкен.

Заттардын топологиялык фазалары процессорлорду өнүктүрүүчү потенциалдуу негиз болуп бериши ыктымал. Бул феномендерди колдонуп, кванттык компьютерлерди чыгарууга да мүмкүн экендиги болжолдонууда.

Химия

Химия чөйрөсүндө Нобель комитети Жан-Пьер Соваж, Фрейзер Стоддарт жана Бернард Ферингага «молекулярдык машиналардын синтези жана дизайны» үчүн сыйлыкты тапшырышты.

Солдон оңго: Жан-Пьер Соваж, Фрейзер Стоддарт жана Бернард Феринга
Солдон оңго: Жан-Пьер Соваж, Фрейзер Стоддарт жана Бернард Феринга

Сыйлыкка татыган үч окумуштуу технологиянын үстүнөн тынбай иштешкен. Бул технология молекулярдык машиналардын негизине киргизилиши мүмкүн.

Жан-Пьер Соваж 1983-жылы молекулярдык байланыштын химиялык эмес моделин — катенанды ойлоп тапкан. Молукулалардын көпчүлүк бөлүгү өз ара коваленттик байланыш менен биригип, кесилишкен электрондук булуттарды пайда кылат. Бул абдан татаал химиялык байланыш.

Соваж болсо, молекулалар чынжырча сыяктуу бириккен механикалык моделдин үстүнөн иштеген. Мындай байланышты иштетүү оңой, себеби молекулалар дайыма кыймылдап турушат.  

Фрейзер Стоддарт 1991-жылы ротаксандарды — молекулаларды бириктирүүчү механикалык класстын бир түрүн иштеп чыккан.

1999-жылы Бернард Феринга алгач жолу молекулалык кыймылдаткычты ойлоп тапкан. Алардын жардамы менен молекулалар анык бир эреже менен кыймылга келишет: окумуштуу кыймылдаткычтан 10 эсеге чоң келген айнек цилиндрди ордунан жылдырууда да ийгиликке жеткен.

Таким способом работают катенаны, объединяющие молекулы
Молекулаларды бириктирген катенандар мына ушундай иштешет

Жыйырма жыл аралыгында иштеп чыгарылган теорияларга карабастан, бүгүнкү күндө молекулярдык машиналар чыга элек. Бирок, теориялык эрежелер курулушка жаңылык алып келүүсү мүмкүн.

Толук иштемдеги молекулярдык машиналардын чыгуусу менен жасалма материалдар регенерациялануу касиетине ээ болушат, тагыраак айтканда, өзүнөн-өзү калыбына келе алышат.

The Guardian жазгандай, «молекулярдык машиналардын жардамы менен пластикалык түтүктөр өзүн-өзү оңдоп, көпүрөлөр тешиктерин өзү жамап алышат».

Тема боюнча: