Till innehåll på sidan
Fasövergång är när materia går från en fas till en annan, som när is smälter till vatten. I tunna skikt av mycket kall materia sker även andra typer av fasövergångar som pristagarna beskriver med hjälp av topologi. (Illustration: Kungl. Vetenskapsakademien)

Prisat arbete grund för unik KTH-forskning

NOBELPRIS

Publicerad 2016-10-05

I spåren av forskningen som belönats med årets Nobelpris i fysik har det vuxit fram nya forskningsområden som på sikt kan leda så långt som till supersnabba kvantdatorer.
– Det är extra roligt att priset går till ett område som representerar grundforskning men samtidigt står på gränsen till många spännande tillämpningar, säger Oscar Tjernberg, professor inom materialfysik på KTH.

Oscar Tjernberg, professor.

De tre brittiska forskarna David Thouless, Duncan Haldane och Michael Kosterlitz har arbetat teoretiskt och matematiskt, och hittat förklaringar till varför materia beter sig på oväntade sätt.

Ingen av dem trodde att det skulle ha praktiska användningar, men deras upptäckter har visat sig leda till möjligheter att skapa material med nya egenskaper – till exempel material som leder ström helt utan motstånd.

Avgörande för de tre pristagarnas upptäckter var att de använde topologiska begrepp – som är en del av matematiken – inom fysiken.

Teorierna som de tog fram under 70- och 80-talen handlar om hur material går över i nya faser. Vardagliga fasövergångar är exempelvis is som blir vatten. Nobelpristagarnas arbete visade med den moderna topologin som verktyg hur vissa extremt tunna skikt av material är ledande vid låga temperaturer.

– Deras arbete medförde ett helt nytt sätt att tänka inom materialfysik. Det är fantastiskt imponerande, det inte är helt lätt att bryta sig ut ur invanda föreställningar inom rådande forskning, säger Oscar Tjernberg.

Nobelpristagarnas arbete har bland annat gett förutsättningarna för forskningen inom Oscar Tjernbergs område om så kallade topologiska isolatorer, som är material som endast leder ström på ett speciellt sätt på ytan. 

För fyra år sedan var Tjernbergs forskningsgrupp först i världen med att upptäcka topologiska kristallina isolatorer, en ny klass av topologiska isolatorer.

– Nobelpristagarnas upptäckter är avgörande för vår forskning, vi använder deras arbeten som ett konceptuellt ramverk.

Syftet med Oscar Tjernbergs forskning är att öka förståelsen för topologiska isolatorer och topologiska fasövergångar. Bättre förståelse för dessa material och hur de kan manipuleras öppnar vägen för möjliga framtida tillämpningar inom främst informationsteknik.

– Det handlar om att utveckla nya typer av komponenter inom en rad områden, främst för nya generationer av elektronik, och i förlängningen möjligen topologiska kvantdatorer. Men just nu befinner vi oss på förståelsenivån, säger han.

Text: Christer Gummeson