鄧肯·霍爾丹

弗雷德里克·鄧肯·邁克爾·霍爾丹，FRS（英語：Frederick Duncan Michael Haldane ，1951年9月14日－），英裔美國物理學家，現任普林斯頓大學物理學系尤金·希金斯物理學教授。他因「在物質的拓撲相變和拓撲相領域的理論性發現」而與戴維·索利斯以及約翰·科斯特利茨共同獲得了2016年度諾貝爾物理學獎

F·鄧肯·霍爾丹 F. Duncan Haldane
圖片來源：三名美國教授分享物理學獎
出生	(1951-09-14) 1951年9月14日 英國倫敦
居住地	美國新澤西州普林斯頓
國籍	英國
公民權	英國
母校	劍橋大學基督學院
機構	普林斯頓大學 貝爾實驗室
知名於	分數量子霍爾效應中的霍爾丹贗勢
研究領域	凝聚體物理學
獎項	奧利弗·E·巴克利凝聚體獎（1993） 諾貝爾物理學獎（2016）

目錄

霍爾丹對凝聚體物理學的貢獻

• 拉廷格液體（Luttinger liquid）理論、
• 一維自旋模型（Spin model）理論、
• 分數量子霍爾效應理論、
• 排斥統計（Exclusion Statistics）、
• 糾纏譜（Entanglement Spectra）等等。

榮譽

• 英國皇家學會會士、美國文理科學院院士、美國物理學會會員、英國物理學會會士、美國科學促進會會員；
• 艾爾弗·斯隆基金資助研究人員（1984－1988）；
• 洛倫茲研究所（Lorentz Institute）主任（2008）；
• 美國物理學會 頒發的 奧利弗·E·巴克利凝聚體獎（Oliver E. Buckley Prize）（1993）；
• 狄拉克獎章（2012）；
• 諾貝爾物理學獎（2016）。

霍爾丹 的拓撲相貢獻

• 拓撲學（topology）是數學的一個分支，它主要研究的是幾何圖形或空間在連續改變形狀後還能保持不變的性質。

• 2016年諾貝爾物理學獎三名獲獎者將拓撲概念應用於物理研究，這是他們取得成就的關鍵。

• 1970年代，約翰·科斯特利茨（Jhon Kosterlitz）和 戴維·索利斯（David Thouless）用拓撲理論推翻了當時超導性和超流體不能在薄層中存在的理論，並證明了超導性可在低溫狀態存在，解釋了其在溫度升高時消失的機制與相變。相變指的就是物質從一種相轉變為另一種相的過程，而物質分固相、液相、氣相這三種。

• 到了1980年代，索利斯又對之前的一項實驗做出解釋，即超薄導電層的導電率可實現整數級精確度量，證明了這些整數本身的自然屬性都是拓撲狀態。

• 幾乎同一時期，霍爾丹發現可利用拓撲概念來解釋一些材料中存在的小磁鐵鏈的特性。

獲得諾貝爾物學獎原因

• 2016 年的諾貝爾物理獎頒給了三位理論物理學家，美國華盛頓大學 的 戴維· 索利斯（David J. Thouless）、美國普林斯頓大學 的 鄧肯·霍爾丹（F. Duncan M. Haldane）以及 美國布朗大學 的 約翰·科斯特利茨（J. Michael Kosterlitz）。得獎理由為「拓樸相變（topological phase transition) 與 物質拓樸相的理論發現」。

• 這三位獲獎人開啟了通往奇異物質狀態研究的未知世界的大門。他們通過先進的數學方法，對不同尋常的物質相或狀態開展研究，如超導體，超流體 或是 超薄磁膜等。人們預期他們的相關理論，在未來將可以在材料科學和電子學領域得到廣泛應用。

「英國榮譽、美國實力」的表現

• 2016年諾貝爾物理學獎3位得主科學家均在英國出生，卻分別在美國的華盛頓大學、普林斯頓大學、布朗大學從事研究工作。有媒體稱，這是「英國榮譽、美國實力」的表現。

視頻

諾貝爾物理獎揭曉 三名美國人獲獎(拓樸學)