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David J. Thouless
21. September1934 – 6. April2019
David James Thouless (1995)
Geburtsort	Bearsden
Staatsangehörigkeit	Vereinigtes Königreich
Nobelpreis	Physik
Jahr	2016
Grund	Für theoretische Entdeckungen topologischer Phasenübergänge und topologischer Phasen der Materie
Zusammen mit	Duncan Haldane Michael Kösterlitz
Vorgänger	Arthur McDonald Takaaki Kajita
Nachfolger	Rainer Weiß Barry C. Barish Huhn Thorne
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David James Thouless (Bearsden, 21. September1934 – Cambridge, 6. April2019^[1]) war ein Brite Physiker. 1990 gewann er zusammen mit Pierre-Gilles de Gennes das Wolfspreis in der Physik. 2016 gewann er zusammen mit seinen Landsleuten Duncan Haldane und Michael Kösterlitz das Nobelpreis für Physik für theoretische Entdeckungen von topologischPhasenübergänge und topologische Phasen der Materie.^[2]

Biografie

Thouless wurde am Winchester College ausgebildet und erhielt seinen Bachelor-Abschluss von Trinity Hall, Cambridge. unten Hans Bethe er promovierte an der Cornell Universität und er war Postdoc an der Universität von Kalifornien, Berkeley. Er war Professor für mathematische Physik an der Universität Birmingham (1965-1978), bevor er Professor für Physik an der Universität von Washington im Seattle. Er blieb hier bis zu seiner Pensionierung im Jahr 2014, danach zog er mit seiner Frau Margaret nach Cambridge, Großbritannien.

Arbeit

Thouless hat viele theoretische Beiträge zur Erklärung von Atom-Elektronen- und Nukleonensystemen geleistet. Seine Arbeit umfasst Beiträge zu supraleitenden Phänomenen, Eigenschaften von Kernmaterie und angeregten kollektiven Bewegungen innerhalb von Atomkernen.

Zusammen mit Kosterlitz hat Thouless untersucht, wie Elektronen verhalten sich in Materialien, in denen sich Elektronen nur in dünnen zweidimensionalen Schichten aus supraleitendem Material bewegen können.^[3] Das Quantenmechanik bestimmt, dass sich solche Elektronen wie ein kollektives „verknotetes“ Paar verhalten und sich wie ein „Wirbel“ bewegen. Diese "Wirbel" können verschiedene Formen annehmen, die sich topologisch voneinander unterscheiden. Mit anderen Worten, sie zeichnen sich durch das topologische Verständnis der Windungszahl im Raum aus. Gemeinsam entdeckten sie, dass solche verknoteten Elektronen von einem Zustand in einen anderen springen können, den topologischen oder Kosterlitz-Thouless-Phasenübergang. Die Theorie der KT-Übergänge erwies sich nicht nur im Bereich der kondensierten Materie als universell anwendbar, sondern auch in anderen Bereichen der Physik wie der Atomphysik und der statischen Mechanik.

Durch Topologie Durch geschickte Verknüpfung mit zweidimensionalen Schichten könnte Thouless eine Erklärung für die Quanten-Hall-Effekt.^[4] Mit diesem Effekt, den der deutsche Physiker bereits 1980 gemessen hatte Klaus von Klitzing, ändert sich die elektrische Leitfähigkeit nicht allmählich, sondern sprunghaft mit einer Variablen Magnetfeld in dem es sich befindet.