Wat de elektronica heeft aan de Nobelprijs voor de natuurkunde

Het bestaan van faseovergangen in tweedimensionale materialen werd lang voor onmogelijk gehouden. In zo’n platte wereld vernietigen thermische fluctuaties elke ordening, en waar geen orde is, kunnen ook geen overgangen zijn tussen twee verschillende ordeningen. Maar door de wiskundige topologieleer erbij te halen, wisten de Britten David Thouless en Michael Kosterlitz toch transities in 2d elektronenzeeën te vinden. Het bleek niet slechts een theoretische exercitie, want natuurkundigen hebben al de eerste stapjes gezet naar elektronische toepassingen.

In een notendop beschrijft de topologie hoe een object kan worden vervormd zonder oppervlakken te plakken of te scheuren. Een bol en een schaal vallen bijvoorbeeld in dezelfde topologische categorie, omdat van een bol een schaal kan worden gekneed. Een koffiekopje valt in een andere categorie, want het gat van het oortje kan binnen de regels nooit worden weggemasseerd. Meer algemeen is het aantal gaten in een object een topologische eigenschap, die te beschrijven valt met een geheel getal.