David Thouless, Duncan Haldane et Michael Kosterlitz ont obtenu le prix Nobel de physique 2016 pour leurs travaux sur les « états exotiques de la matière ».

Les trois chercheurs britanniques, qui travaillent aux États-Unis, se spécialisent dans les transitions de phases topologiques et dans les états topologiques de la matière. Leurs travaux ont transformé notre connaissance des matériaux.

Duncan Haldane a le titre de professeur Eugene-Higgins de physique à l’Université de Princeton. Depuis 2013, il est titulaire d’une chaire de chercheur invité distingué de l’Institut Périmètre.

Au nom de la communauté de l’Institut Périmètre, son directeur Neil Turok a félicité M. Haldane et ses colauréats. Il a aussi fait l’éloge de leurs travaux.

« La mécanique quantique, a déclaré M. Turok, produit certains de ses effets les plus étranges et les plus merveilleux dans des systèmes comportant de nombreuses particules, où l’identité de chacune se fond dans une danse quantique collective.

« Duncan Haldane a inventé la description mathématique de tels systèmes, montrant comment les états quantiques collectifs façonnent l’ensemble. » [traduction]

« Les travaux de M. Haldane ont toujours été en avance sur leur époque, a ajouté M. Turok. Ses recherches sont toujours novatrices et surprenantes, mais elles semblent difficiles à comprendre. Il faut environ une décennie aux autres pour les apprécier à leur juste valeur. » [traduction]

Les recherches couronnées par le prix Nobel ont fait appel à des concepts topologiques en physique pour montrer que la supraconductivité peut survenir à de basses températures. Elles ont aussi permis d’expliquer le mécanisme – appelé transition de phase – qui cause la disparition de la supraconductivité à des températures élevées.

Ces travaux réalisés dans les années 1970 par MM. Thouless et Kosterlitz ont entraîné d’autres découvertes au cours des années 1980 et suivantes, dont la démonstration par Duncan Haldane que l’on peut utiliser des notions topologiques pour comprendre les propriétés des chaînes de petits aimants que l’on trouve dans certains matériaux.

« Les lauréats de cette année ont ouvert la voie à un monde inconnu où la matière peut passer par des états étranges », a déclaré le jury du prix Nobel. « Ils ont employé des méthodes mathématiques avancées pour étudier des phases ou états inhabituels de la matière. Ils ont créé de nouvelles perspectives pour le développement de matériaux innovants. »

Duncan Haldane a fait de nombreux séjours prolongés à l’Institut Périmètre, au cours desquels il a participé à des ateliers et séminaires, prononcé des conférences et collaboré avec des collègues. Il est l’un des 52 titulaires de chaire de chercheur invité distingué, qui tout en conservant leur poste dans leur institution d’origine, participent de manière vitale à la communauté de recherche de l’Institut Périmètre en y faisant des séjours prolongés.

Gerard ‘t Hooft, lauréat d’un prix Nobel, le théoricien des cordes Leonard Susskind et le cosmologiste Stephen Hawking font également partie du programme de titulaires de chaire de chercheur invité distingué de l’Institut Périmètre.

Art MacDonald, membre du conseil d’administration de l’Institut Périmètre, a été colauréat du prix Nobel de physique l’an dernier pour ses recherches sur les neutrinos menées au laboratoire SNOLAB.