MIT教授文小刚等3名科学家获理论物理最高奖“狄拉克奖”

近日，国际物理中心（ICTP, International Centre for Theoretical Physics）颁布了 2018 年狄拉克奖，以表彰三位杰出的物理学家分别在强相关多体系统（strongly interacting many-body system）研究中引入原创性跨领域研究法，为理解 Novel Phase 所做出的贡献。三位获奖者分别是哈佛大学的 Subir Sachdev，芝加哥大学的 Dam Thanh Son 和麻省理工学院的文小刚（Xiao-Gang Wen）。

三位获奖者的研究都与量子力学会如何影响多体系统（many-body system）有关。当今的科学家们清楚量子力学的法则会如何影响极“一小群粒子”的行为，但生活中的大部分事物都由大量粒子组成，而粒子间又会以各种方式发生相互作用。由于这些相互作用的存在，科学家们在分析时就不得不将量子纠缠考虑进去，让用量子力学模型分析多体系统的工作变的十分复杂，但量子纠缠的各种复杂模式是理解材料宏观性质的关键，特别是当多体系统呈现出罕见的突现行为时。

多体系统的突现行为有时会导致物质形态Novel Phase （一种新的物质态，以电子的不寻常排序为特征，将有望实现常温下的超导材料。）产生。研究多体系统的方法之一就是观察研究材料所处的相，比如固、液和气，但在现代量子材料的研究中，科学家们已经发现了许多新的物质相，处于这些相的材料会具有与此前不同的性质，而这也逐渐成为了一个有趣的研究方向。

今年，狄拉克奖的获奖者们为理解这些 Novel Phase 以及“相变（或形态转变，phase transitions）”做出了开创性的贡献。在相变过程中，随着温度和压力等外部参数发生变化，构成材料的物质会逐渐改变它所处的相（比如从气到液），而材料的性质也将随之改变。今年三位获奖者的研究，解释了微观层面上的电子纠缠模式是如何导致材料性质发生改变的。

多体系统的有关研究不仅能使科学家们更深入地了解材料各种性质的产生过程，也有助于新材料的开发和测试，助力设计新的超导设备和量子计算机。三位获奖者结合他们在材料科学，黑洞和冷原子等领域所掌握的知识，革新了我们对多体系统的认知，证明了在研究中使用跨领域研究法的重要性。

国际物理中心主任，Fernando Quevedo 说：“今年的狄拉克奖获得者都是业内使用跨领域方法解决具体理论物理问题的领军人物。他们是 ICTP 里众多来自发展中国家的访问学者们的榜样。虽然今年的获奖者都现居美国，但我很高兴看到他们都来自发展中国家，并曾参与过 ICTP 的研究项目。”

获奖者简介：

文小刚，出生于中国北京，是引入拓扑秩序（topological order）解释空性量子系统的先驱者。他发现具有拓扑顺序的能态包含有意义的边界激态，并为量子霍尔系统的边界态发展了手性Luttinger理论（chiral Luttinger theory）。他率先意识到量子霍尔态在表示物质所处的状态时不属于普通的兰道范式，并展示了如何对它们进行分类，揭示了拓扑秩序和纠缠之间的深层联系。

在最近的研究中，他发展了对称保护拓扑相（symmetry protected topological phases）概念，该概念与量子场理论中的异常现象存在密切关联。

Subir Sachdev 出生于印度新德里，生前为凝聚态理论物理学的许多领域做出了开创性的贡献。他的突出贡献有：绝缘体、超导体和金属中量子临界现象理论，量子反铁磁体的液态自旋理论，物质相细分理论，新型去约束相变，无准粒子的量子物理。他还将以上提及的许多内容应用于当时与这些内容毫无关联的黑洞研究，发展了包括非费米液体（non-Fermi liquids）在内的许多理论模型。

Dam Thanh Son 出生于越南河内，率先发现了场论/重力 二重性可被用于解决从冷陷原子到夸克 - 胶子等离子体的这类强相关多体系统中的基本问题。他证明了人们可以详细地计算出这些系统中的运输系数（transport coefficients，如粘度和电导率），以及强耦合通常会界定这些系数的范围。在最近的研究中，他试图证明在半满兰道能级（half-filled Landau level）上会出现 Dirac 费米子的论点，其研究完善了我们对三维规范场论（three-dimensional gauge theories）的理解。

ICTP 的狄拉克奖章诞生于 1985年，获奖名单会在每年的 8 月 8 日（狄拉克的生日）被公布。该奖旨在纪念 20 世纪最伟大的物理学家之一，ICTP 前核心成员，P.A.M. 狄拉克（Paul Adrien Maurice Dirac），并表彰那些为理论物理学做出重大贡献的科学家。颁奖典礼将于将在今年年末举行，届时三位获奖者将在讲座上对各自的研究进行讲解。

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编辑：Peter

参考：

https://www.ictp.it/about-ictp/media-centre/news/2018/8/dirac-medal-2018.aspx#close

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