Холдейн, Данкан

Фредерик Данкан Майкл Холдейн родился 14 сентября 1951 года в Лондоне^[4]. Его отец, Фредерик Патерсон Холдейн, был шотландским врачом-психиатром, служившим в британской армии, а мать, Людмила (Мила) Ренко, — словенкой из Каринтии (Австрия)^[5][6]. Родители познакомились, когда отец проходил службу на границе Югославии и Австрии, а мать была студенткой-медиком; после женитьбы они переехали в Англию^[6]. У Холдейна есть младший брат, который выбрал медицинскую карьеру^[7].

Среднее образование получил в школе Святого Павла в Лондоне^[8]. В 1970 году поступил в Колледж Христа при Кембриджском университете для изучения естественных наук^[9]. В 1973 году получил степень бакалавра искусств (BA)^[10][9]. В 1978 году там же получил степень доктора философии (PhD) по физике под руководством будущего нобелевского лауреата Филипа Уоррена Андерсона^[8].

Женат на Одиль Бельмон (англ. Odile Belmont)^[11], с которой познакомился во время работы в Институте Лауэ — Ланжевена во Франции^[7]. У пары двое детей: сын Аллан и дочь Анна^[11]. Холдейн имеет двойное гражданство — Великобритании (по рождению) и Словении^[12][8]. Словенское гражданство было предоставлено ему в марте 2019 года в знак признания его словенских корней по материнской линии^[6]. Также является постоянным жителем США^[12].

После получения степени PhD в 1978 году Холдейн с 1977 по 1981 год работал физиком в Институт Лауэ — Ланжевена в Гренобле, Франция. В 1981 году он переехал в США, где последовательно занимал должности ассистент-профессора в Университете Южной Калифорнии (1981—1985), сотрудника технического персонала в Bell Labs (1985—1987) и профессора физики в Калифорнийский университет в Сан-Диего (1987—1990).

В 1990 году Холдейн перешёл на работу в Принстонский университет. С 1999 года он является профессором физики имени Юджина Хиггинса (англ. Eugene Higgins Professor of Physics), а с 2017 года — профессором физики Шермана Фэйрчайлда (англ. Sherman Fairchild University Professor of Physics).

Помимо основной работы, Холдейн являлся приглашённым исследователем (англ. Distinguished Visiting Research Chair) в Институте «Периметр» с 2013 по 2018 год. В 2023 году он получил статус почётного члена (англ. Honorary Member) Аспенского центра физики на период до 2028 года^[13].

Данкан Холдейн известен своими теоретическими работами в области физики конденсированного состояния, которые изменили понимание материи и принесли ему Нобелевскую премию по физике в 2016 году. Он применил методы топологии для описания экзотических состояний материи, возникающих в тонких слоях материалов, которые можно считать двумерными или одномерными^[14]. Этот подход позволил объяснить, почему некоторые физические свойства, например электропроводность, меняются не плавно, а дискретными шагами, что соответствует изменению топологического инварианта — целочисленной характеристики, описывающей глобальную структуру системы^[14][15].

Ключевыми научными достижениями Холдейна являются:

• Теория одномерных спиновых цепочек. В 1980-х годах он выдвинул гипотезу, согласно которой свойства цепочек из магнитных атомов кардинально различаются в зависимости от того, является ли их спин целым или полуцелым числом. Это предсказание, изначально встреченное научным сообществом со скептицизмом, впоследствии было подтверждено экспериментально и стало фундаментальным результатом в физике конденсированного состояния.
• Вклад в теорию квантового эффекта Холла. Работы Холдейна помогли объяснить целочисленный квантовый эффект Холла — явление, при котором электрическое сопротивление в двумерных системах при низких температурах и в сильном магнитном поле изменяется дискретными, точно квантованными шагами^[14].

Теоретические открытия Холдейна заложили основу для поиска и создания новых, так называемых топологических материалов^[16]. Эти материалы обладают уникальными свойствами: они могут быть изоляторами внутри объёма, но проводить электрический ток по своей поверхности практически без потерь энергии. Такие свойства делают их перспективными для использования в квантовых компьютерах (для создания более стабильных кубитов), спинтронике и высокоточной метрологии^[16][17].

Под научным руководством Данкана Холдейна защитили диссертации несколько физиков-теоретиков, впоследствии добившихся значительных успехов. Среди них:

• Ашвин Вишванат (англ. Ashvin Vishwanath) — защитил докторскую диссертацию в Принстонском университете в 2001 году^[22]. В настоящее время — профессор физики в Гарвардском университете^[23]. Внёс значительный вклад в исследования вейлевских полуметаллов и топологических изоляторов^[24]. Лауреат премии Оливера Бакли (2024) и член Национальной академии наук США^[24].
• Шринивас Рагху (англ. Srinivas Raghu) — защитил докторскую диссертацию в Принстоне в 2006 году^[25]. Является профессором физики в Стэнфордском университете^[26]. Считается одним из сооснователей (совместно с Холдейном) области топологической фотоники^[26]. Удостоен стипендии Слоуна и премии Министерства энергетики США для молодых учёных^[25].
• Цзе Ван (англ. Jie Wang) — получил степень PhD по физике в Принстоне в 2019 году^[27]. В настоящее время — доцент (англ. assistant professor) в Университете Темпл^[28].

Холдейн также активно сотрудничает с другими исследователями. Среди его соавторов в период после 2019 года — Кирилл Пакруски (англ. Kiryl Pakrouski), научный сотрудник ETH Zurich, совместно с которым в 2021 году была опубликована статья об энергетике PH-пфаффиана^[20].

Награды и премии

• Исследовательская стипендия фонда Альфреда Слоуна (1984—1988)^[29]
• Премия Оливера Бакли (1993)^[29]
• Медаль Дирака (2012)
• Нобелевская премия по физике (2016)
• Премия «Золотая пластина» (англ. Golden Plate Award) от Американской академии достижений (2017)^[29]
• Чествование правительством штата Карнатака (Индия) на саммите Quantum India Bengaluru (2025)^[30]

Членство в академиях и научных обществах

• Член Американского физического общества (1986)^[29]
• Член Американской академии искусств и наук (1992)^[31]
• Член Лондонского королевского общества (1996)
• Член Института физики (Великобритания, 1996)^[29]
• Член Американской ассоциации содействия развитию науки (2001)^[29]
• Иностранный член Национальной академии наук США (2017)^[29]
• Почётный член Аспенского центра физики (2023—2028)

Почётные звания

• Лоренцевская профессура (англ. Lorentz Chair) в Лейденском университете (2008)^[29]
• Почётный доктор Университета Сержи-Понтуаз (Франция, 2015)^[29]
• Почётный доктор Университета Любляны (Словения, 2018)^[32]