Физика ва кимё фани бўйича Нобель мукофоти кимларга берилди?

1592

Физика оламида квант компьютерларни ясашга туртки берадиган топологик фазавий алмашувларни ўрганиш ишига Нобель мукофоти берилди. Энди кимё оламида эса, регенерацияланувчи материалларни ташкил қилувчи молекуляр машиналарнинг дизайни мукофотга эга бўлди.

Стокгольмда физика ва кимёдаги эришилган ютуқлар учун Нобель мукофоти берилди. Олимлар Вашингтон университетидан Дэвид Таулесс, Принстон университетидан Дункан Халдейн ва Браун университетидан Майкл Костерлиц физика бўйича мукофотни ва 8 миллион швед кронини (ёки 1 миллион АҚШ долларини) ўзаро бўлишиб олишди.

Кимё бўйича ҳам мукофот уч кишига бўлинди: Страсбург университетидан Жан-Пьер Соваж, Шимолий-ғарб университетидан Фрейзер Стоддарт ва Гронинген университетидан Бернард Феринга.

Физика

Физика бўйича Нобель мукофоти «топологик фазали алмашувларни ва моддаларнинг топологик фазаларининг назариясини» ўрганиш учун берилди.

Чапдан ўнгга: Дэвид Таулесс, Дункан Халдейн жана Майкл Костерлиц
Чапдан ўнгга: Дэвид Таулесс, Дункан Халдейн жана Майкл Костерлиц

Сўз бошидан бўлсин

Топология — объектларнинг узлуксизлигини ўрганувчи математиканинг бир қисми. Топология асосида фикрласак, шар билан булочка бир хил — уларнинг тешиклари ҳам йўқ. Бироқ бубликнинг булочка билан шардан фарқи жуда катта — масалан, бубликнинг катта тешиги бор.

03
Нобель мукофотининг сайтида топологик алмашувлар мана шундай тушунтирилади.

Фазали алмашувлар деганда, музнинг эриши ёки сувнинг буғланишини тушунамиз. Аниқроқ айтганда, модданинг бир ҳолатдан иккинчи ҳолатга ўтиши. Топологик фазали алмашувлар — бу физикада ҳолатлар алмашишини тушунтиради.

Топология илми ёрдами билан 1970-йили уч олим икки ўлчовли материаллардаги юқори ўтказиш ҳодисасини (электр токи модда ичида эркин ҳаракатланади) топишган.

Улар аввалги ҳолатида ток ўтказмайдиган айрим бир моддаларни  атомар даражасида юқори ўтказувчанлик хусусиятига эга бўлади деб айтишган. Қисқача қилиб айтганда, бир қанча атомга тенг келадиган топологик изоляторнинг қатлами билан ҳаракатга келганда, модда қаршилиги тезда нолга тушиб қолади.

Аналитиклар бу теория тадиқотлар амалиётда ҳам ўз фойдасини беришини айтишмоқда. Бугунги кунда процессорларнинг қуввати транзисторларнинг миқдорини камайтириш ҳисобидан кўтарилади. Бироқ ишлаб чиқарувчилар бу масалани замонавий процессорлардаги транзисторларни атом ўлчови билан тенглаш йўли орқали ҳал қилишган.

Моддаларнинг топологик фазалари процессорларни ривожлантирувчи потенциалли асос бўлиб бериши мумкин. Бу феноменлардан фойдаланиб, квант компьютерларни чиқариш мумкинлиги ҳам тахмин қилинмоқда.

Кимё

Кимё фанида Нобель комитети Жан-Пьер Соваж, Фрейзер Стоддарт ва Бернард Ферингага «молекуляр машиналарнинг синтези ва дизайни» учун мукофотни топширишди.

Чапдан ўнгга: Жан-Пьер Соваж, Фрейзер Стоддарт ва Бернард Феринга
Чапдан ўнгга: Жан-Пьер Соваж, Фрейзер Стоддарт ва Бернард Феринга

Мукофотга лойиқ деб топилган уч олим технология устида тинимсиз иш олиб боришган. Бу технология молекуляр машиналарнинг асосига киритилиши мумкин.

Жан-Пьер Соваж 1983-йили молекуляр боғланишни кимёвий бўлмаган моделини — катенанни ўйлаб топган. Молукулаларнинг кўп қисми ўзаро ковалентлик боғланиш билан бирикиб, кесилишган электрон булутларни пайдо қилади. Бу жуда ҳам қийин кимёвий реакция.

Соваж эса, молекулалар занжир каби бириккан механик моделни устида иш олиб борган. Бундай боғланишни ишлатиш осон, сабаби молекулалар доимо ҳаракатда бўлади.

Фрейзер Стоддарт 1991-йили ротаксанларни — молекулаларни бириктирувчи механик синфини бир турини ишлаб чиққан.

1999-йили Бернард Феринга биринчи марта молекулали кыймылдаткычты топган. Уларнинг ёрдами билан молекулалар аниқ бир қоида билан ҳаракатланади: олим ҳаракатлантиргичдан ўн маротаба катта бўлган ойнали цилиндрни ўрнига жилдиришда ҳам муваффақиятга эришган.

05

Йигирма йил оралиғида ишлаб чиқилган теорияларга қарамай, бугунги кунда молекуляр машиналар чиқмаган. Бироқ назарий қоидалар қурулишга янгилик олиб келиши мумкин.

Тўлиқ фаолликдаги молекуляр машиналарнинг чиқиши билан ясалма материаллар регенерацияланиш хоссасига эга бўлади. Аниқроқ айтганда, ўзидан-ўзи қайта тикланади.

The Guardianнинг ёзишича, «молекуляр машиналар ёрдами билан пластик трубалар ўзини-ўзи таъмирлаб, кўприклар ўзини-ўзи ямаб олишади».

Муаллиф: Азмат Омуралиев