Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
David James Thouless
(
Bearsden
,
21 september
1934
?
Cambridge
,
6 april
2019
[1]
) was een Brits
natuurkundige
. In 1990 won hij samen met
Pierre-Gilles de Gennes
de
Wolfprijs
in de natuurkunde. In 2016 won hij samen met zijn landgenoten
Duncan Haldane
en
Michael Kosterlitz
de
Nobelprijs voor Natuurkunde
voor theoretische ontdekkingen van
topologische
fase-overgangen
en topologische fasen van materie.
[2]
Thouless verkreeg zijn opleiding aan het Winchester College en behaalde zijn bachelorgraad aan Trinity Hall, Cambridge. Onder
Hans Bethe
promoveerde hij aan de
Cornell-universiteit
en hij was postdoc aan de
Universiteit van Californie - Berkeley
. Hij was hoogleraar mathematische fysica aan de
Universiteit van Birmingham
(1965-1978) voordat hij in 1980 hoogleraar fysica werd aan de
Universiteit van Washington
in
Seattle
. Hier bleef hij aan tot zijn pensionering in 2014, waarna hij met zijn echtgenote Margaret in het Britse Cambridge ging wonen.
Thouless heeft vele theoretisch bijdragen geleverd met betrekking tot het verklaren van systemen omtrent atomen en elektronen en die van nucleonen. Zijn werk omvat bijdragen over supergeleidende fenomenen, eigenschappen van nucleaire materie en aangeslagen collectieve bewegingen binnen atoomkernen.
Samen met zijn postdoc Kosterlitz onderzocht Thouless hoe
elektronen
zich gedragen in materialen waarin elektronen alleen kunnen bewegen in een dunne tweedimensionale lagen supergeleidend materiaal.
[3]
De
kwantummechanica
bepaalt dat zulke elektronen zich gedragen als een collectief 'geknoopt' paar en hierbij als een 'vortice' (draaikolk) bewegen. Deze 'vortices' kunnen verschillende vormen aannemen die topologisch van elkaar verschillen. Ofwel, ze worden gekarakteriseerd door het topologische begrip van windingsgetal in de ruimte. Samen ontdekten ze dat zulke geknoopt elektronen kunnen overspringen van de ene naar de andere toestand, de topologische of Kosterlitz-Thouless-faseovergang. De theorie van KT-overgangen bleek universeel toepasbaar te zijn, niet alleen op het terrein van de gecondenseerde materie maar ook op andere gebieden van de natuurkunde zoals de atomaire fysica en statische mechanica.
Door
topologie
op een slimme manier te koppelen aan tweedimensionale lagen kon Thouless een verklaring leveren voor het
kwantum-hall-effect
.
[4]
Bij dit effect, dat reeds in 1980 was gemeten door de Duitse fysicus
Klaus von Klitzing
, verandert de elektrische geleiding niet geleidelijk maar sprongsgewijs met een variabel
magnetisch veld
waarin het zich bevindt.
Bronnen, noten en/of referenties
|