诺贝尔物理学奖：拓扑相变

拓扑学研究我们所说的“连续变形”下的几何形状。因此，形状的变化不会破坏任何连接的相邻点。在拓扑学中，孔洞非常重要，具有相同孔数的两个对象在拓扑上相似。例如，甜甜圈和杯子是同一回事，因为两者都有一个孔洞。

在极低的温度下，材料粒子的自旋趋于排列，但在某些点上会出现小扭曲：自旋围绕成翻转的涡旋。这些漩涡成对出现，并具有一些类似于基本粒子行为的惊人行为。涡旋本质上是自旋分布中的空穴，因此定义了材料的拓扑结构。Haldane 和 Kosterlitz 展示了这种拓扑结构如何导致薄材料中的超导性，以及涡流对的分裂如何在更高温度下破坏超导性。Thouless 后来证明了拓扑差异是在神秘的“量子空穴效应”中观察到的奇怪量子化磁场的原因。

这些发现将在未来带来一些很好的应用，提高我们对超导体和超流体的理解，并提供新的方法来移动电荷、自旋甚至材料周围的信息。新的先进电子元件甚至有可能构建一个使用涡旋之间纠缠的拓扑量子计算机。