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1974年诺贝尔物理学奖——射电天文学的先驱性工作

1974年诺贝尔物理学奖——射电天文学的先驱性工作
1974年诺贝尔物理学奖——射电天文学的先驱性工作

1974年诺贝尔物理学奖——射电天文学的先驱性工作

1974年诺贝尔物理学奖授予英国剑桥大学的赖尔(Martin Ryle,1918—1984)和休伊什(Antony Hewish,1924—),以表彰他们在射电天文学方面的先驱性工作,赖尔获奖是由于他的观测和发明,特别是综合孔径技术的发明;休伊什则是由于他在发现脉冲星所起的决定性作用。

赖尔1918年9月27日生于英格兰萨塞克斯郡的布莱顿,父亲是皇家陆军卫生队的少校,英国著名的医生,赖尔受他的影响,小时候喜欢独自思考,善于动手,学过木工手艺,长大后参加制造帆船和航海活动。在中学时代,他对无线电非常感兴趣,自己动手制造发射机,参加业余无线电爱好者活动站。1936年赖尔进人牛津大学基督教会学院学习物理。1939年,他一毕业就被拉特克列夫(Ratcliffe)教授招到卡文迪什实验室的电离层无线电研究小组,准备攻读博士学位。在卡文迪什实验室,他开始接触到雷达天线的工作,在50cm波长上对CH雷达天线的方向图进行模拟测试,还进行了当时新式的八木天线的设计。

赖尔的祖父是一位业余天文爱好者,拥有一架3.5英寸的折光望远镜。有一则故事说,赖尔小时曾因思考广袤空间为什么能永恒存在而夜不入寐。可见他很小就对天文学有特殊的爱好。

赖尔的无线电专长在第二次世界大战期间立下了汗马功劳。他曾应征加入英国空军部研究所,后转电讯研究所,先是从事波长1.5m机载拦截雷达天线系统的研制,并发展了机载定向天线。他还参与用于鉴别敌我飞机的机载雷达应答器的研制。1941年初,赖尔负责一个小组,研制厘米波雷达的测试设备,制造了原型的厘米波信号发生器、波长计、功率计和脉冲监视器。

1942年赖尔曾参与研制对付德军专门监视英国飞机的预警雷达系统的机载干扰发射机,以及对付德军机载通讯系统的干扰发射机。赖尔设计了一种非常有效的机载预警接收机,帮助轰炸机及早躲避敌机的拦截雷达的追踪。

1944年,赖尔和他的小组参加了一个复杂的电子欺骗行动,以掩护盟军在诺曼底登陆,他们设计了应答器,模拟舰队的回波雷达信号。这个行动因此获得了成功。

赖尔还发现德国初期V2火箭的制导是靠地面发射信号来控制火箭最后飞行速度和熄火时刻的秘密,发射信号是隐没在宽带的一大堆混淆信号中的一对频率。于是设计了一种新型接收机,搜索这对频率,用机载的大功率干扰发射机进行干扰,从而达到了破坏V2火箭命中率的目的。

第二次世界大战结束后,赖尔回到剑桥大学卡文迪什实验室并接受拉特克列夫的建议从事射电天文学的开创性研究。这是一个尚未开发的新领域,很有挑战性。当时赖尔有发展各种新技术和新设备、从而作出新发现的条件。早在1930年美国贝尔电话实验室的央斯基(K.G.Jansky)就发现了银河发射的无线电波。

战时英国掌握一项军事秘密,说是1942年2月12日两艘德国军舰在干扰掩护下逃离英吉利海峡之后两周,英国防空雷达又遇到了一次大干扰。负责调查这次事件的海伊(J.S.Hey)发现,引起这次干扰的是太阳上一个大黑子群中产生的大耀斑。如果这一不期而遇的现象是真实的,太阳射电就太有研究的价值了。知道这个战时军事秘密的正是拉特克利夫。

首先赖尔设计了一台射电干涉仪,获得比战时米波雷达高大约100倍的角分辨率,1946年用这台设备证实黑子和耀斑是强大的米波射电源。

从1948年起赖尔用改装后的80兆赫太阳干涉仪观测天鹅座射电源(CygA),并发现了仙后座射电源(CasA)。这种利用不同基线长度和不同方位的基线的干涉仪的综合技术,后来发展成为更复杂的超综合孔径射电望远镜,并获得多项成果。这标志一门新的学科——射电天文学已在卡文迪什实验室率先建立。

1948年以后,赖尔把目标转向搜索更多的射电源。他在长期的干涉仪测量的实践经验和不断创造新概念的基础上,提出用“孔径综合”技术来解决在无线电波段上获得高分辨率和高灵敏度射电望远镜的难题。把各种间距和取向的干涉仪测量组合起来,就可以通过傅里叶变换求得天空射电亮度的二维分布。最初的孔径综合应用于太阳观测,利用各种不同长度的基线和取向的干涉仪来获得太阳的射电亮度分布。此后赖尔提出利用一个简单干涉仪,藉移动其中一个天线单元,相继地占满一个很长的天线阵的面积。在每个基线上进行干涉仪观测,全部观测组合起来,就综合出一个等效的长天线阵。

1952年赖尔提出“T综合”方案。1954年布莱思(J.Blythe)按照这个思想建造了第一个综合孔径射电望远镜,并首次利用了当时英国最先进的计算机进行数据处理。

综合孔径技术是赖尔对射电天文观测技术的重大贡献,是他对射电天文学各项新发现和宇宙学及射电源物理学等许多开创性研究的基础。

用综合孔径射电望远镜,可对射电源(超新星遗迹、类星体和射电星系)进行高分辨描图。综合孔径的发明把观测范围从大约10亿光年扩大到大约100亿~200亿光年;几乎达到了宇宙的边界(或追溯到宇宙的原初时期)。

在这个探索中,射电巡天是一个重要的目标。自1950年第一份剑桥射电源表发表以后,相继完成了多项射电巡天。随着高灵敏度和高分辨率的综合孔径系统的应用,射电巡天的深度越来越深,观测到越来越暗、越来越遥远的射电天体。大多数射电源都已获得光学认证。在对3C①源进行光学认证的过程中,导致了天文学上极其重要的天体——类星体的发现。

赖尔是射电天文学的主要创建者之一,他发明的综合孔径射电望远镜成为世界各国射电天文学家仿效的典范。他创建的卡文迪什射电天文学基地成为国际上最重要的射电天文研究中心之一。他在射电天文观测技术、射电宇宙学和射电源物理学等方面作出了大量的创造性贡献和发现,使英国的射电天文学研究长期处在领先地位。他培养了大批优秀的射电天文学家,真不愧为射电天文学之父。1984

年10月14日赖尔因病在剑桥逝世。

休伊什1924年5月11日出生在英格兰南部的康沃尔郡的银行家家庭里,11岁时在汤顿的国王学院上中学,少年时代就爱好科学,常在家里做自己爱好的电学和化学试验。中学毕业后,休伊什进了剑桥大学冈的维尔-凯厄斯学院学习。他了解战时的雷达研究非常需要电子科学家,就下功夫学习电子学。在学校学习一年之后,学校派他到军队中去从事雷达工作。1943年5月参加皇家飞机研究所,不久调到电讯研究所,在这里他遇到了赖尔,从此开始了他们的长期合作。战争期间,他和赖尔一起,参与机载反雷达设备的研究,指导空军使用雷达干扰设备。当时赖尔负责研制机载雷达干扰发射机。

二次世界大战结束后,休伊什回到剑桥继续学习,1948年毕业后被推荐进入卡文迪什实验室工作。这时赖尔也于1945年来到了卡文迪什实验室,正从事射电天文学。赖尔了解休伊什有丰富的无线电工作经验,欢迎休伊什加入自己的小组,两人携手共同发展射电天文学。1950年休伊什获硕士学位,1952年获博士学位后,休伊什留在卡文迪什实验室成为赖尔的助手。休伊什参与了赖尔小组的大型无线电干涉仪和综合孔径射电望远镜的研制以及射电巡天和射电宇宙学、射电源物理等方面的研究,取得了开创性的成果。

休伊什利用行星际闪烁技术研究射电源中的致密成份和太阳风。他的博士论文就是关于射电源的电离层闪烁和相位屏衍射理论的研究和应用。相位屏衍射理论成为他以后进一步研究行星际闪烁的理论基础。1946年海伊(Hey)发现天鹅座中的分立射电源,它的辐射强度有不规则的起伏现象。1948年赖尔又用80兆赫射电干涉仪在仙后座中发现一个射电源有类似的起伏。休伊什一加入剑桥小组就开始研究这种射电源强度起伏的现象。在3.7m和6.7m波长上,对这两个射电源进行长期观测之后,赖尔和休伊什在1950年认识到这种不规则起伏是电离层引起的电波闪烁,它和垂直探测中出现的由上电离层不均匀散射所产生的反常回波有密切关系。

为了深入分析闪烁现象,休伊什研究了无线电波在不均匀透明介质中的传播理论。他利用并推广了拉特克利夫等人提出的“随机屏衍射”理论,提出了“相位屏衍射”理论。

1952年,体伊什在相距大约1km的两点上用干涉仪进行测量后,发现一个地点上射电源辐射的强度和相位的起伏变化可以归结为衍射图案沿地面的稳定移动的结果,从而得到了衍射图案的结构,定出电离层不均匀性的尺度为2km~5km,电子含量的变化约为5×109电子/cm2,相位屏高度约为300km~400km,还测出了上电离层风速为100m/s-300m/s,这是科学家们第一次知道上电离层风的存在。

休伊什对天体物理学最重要的贡献是发现了脉冲星。自从1963年发现类星体3C273和3C48以后,类星体成为天文学家共同关心的天体,因为它是迄今所知最遥远、能量最大的天体,在天体物理学和宇宙学上都有重要意义。为此休伊什在1965年拟定了建造一种新型的闪烁射电望远镜的计划,以发现和研究各种

类星体和射电星系,还可以利用它来研究太阳风。休伊什设计了一个81.5MHz 的相控天线阵;由2048个振子组成,接收面积为18000m2。这套望远镜体系具有如下特点:(1)高时间分辨率;(2)高灵敏度;(3)长波观测;(4)可重复测量整个天空。研究生贝尔(J.S.Bell)参加了这个计划。

1967年7月,这套装置投入运行。贝尔负责观测,每周重复巡视一次,每周输出的记录纸大约400英尺。8月,贝尔注意到有一个“异常的闪烁源”,休伊什认为可能是一颗射电耀星,于是决定用快速记录仪确定信号的性质,看一看它是否与太阳耀斑的射电有相似的性质。由于这个源时隐时现,一直等到11月28日才成功地记录到这个起伏信号是一系列强度不等的脉冲。休伊什利用精确的时标,并改正了地球轨道运动的影响之后,惊讶地发现脉冲的守时精度竞优于一千万分之一,脉冲周期为1.337 2795 s。

在1968年2月24日出版的《自然》(Nature)杂志上,休伊什及其同事发表了关于第一颗脉冲射电源的观测和分析结果。第一颗脉冲星取名为CP1919。他们对脉冲信号的起源作了严密的科学论证。

休伊什还根据致密星振荡理论来解释辐射的脉冲性质,提出脉冲星可能是中子星的论断。1968年底,美国射电天文学家在超新星遗迹——蟹状星云中发现了一颗脉冲星,正是休伊什用行星际闪烁技术所发现的那个致密射电源。它的脉冲周期只有33ms,根据观测确定的周期变长(或自转减速)所损失的能量,正好足以供应蟹状星云的同步加速辐射,从而证实了中子星的假设。

由于休伊什在射电天文学方面的成就,他曾获得许多荣誉称号和奖章。他是英国皇家学会会员,曾任剑桥大学卡文迪什实验室射电天文学教授和马拉德天文台台长,先后被莱斯特大学和埃克斯特大学授予荣誉科学博士。

1930年诺贝尔物理学奖——拉曼效应

1930年诺贝尔物理学奖——拉曼效应 1930年诺贝尔物理学奖授予印度加尔各答大学的拉曼(SirChandrasekhara V enkata Raman,1888——1970),以表彰他研究了光的散射和发现了以他的名字命名的定律。 在光的散射现象中有一特殊效应,和X射线散射的康普顿效应类似,光的频率在散射后会发生变化。频率的变化决定于散射物质的特性。这就是拉曼效应,是拉曼在研究光的散射过程中于1928年发现的。在拉曼和他的合作者宣布发现这一效应之后几个月,苏联的兰兹伯格(https://www.doczj.com/doc/b55557269.html,ndsberg)和曼德尔斯坦(L.Mandelstam)也独立地发现了这一效应,他们称之为联合散射。拉曼光谱是入射光子和分子相碰撞时,分子的振动能量或转动能量和光子能量叠加的结果,利用拉曼光谱可以把处于红外区的分子能谱转移到可见光区来观测。因此拉曼光谱作为红外光谱的补充,是研究分子结构的有力武器。 1921年夏天,航行在地中海的客轮“纳昆达”号(S.S.Narkunda)上,有一位印度学者正在甲板上用简便的光学仪器俯身对海面进行观测。他对海水的深蓝色着了迷,一心要追究海水颜色的来源。这位印度学者就是拉曼。他正在去英国的途中,是代表了印度的最高学府——加尔各答大学,到牛津参加英联邦的大学会议,还准备去英国皇家学会发表演讲。这时他才33岁。对拉曼来说,海水的蓝色并没有什么稀罕。他上学的马德拉斯大学,面对本加尔(Bengal)海湾,每天都可以看到海湾里变幻的海水色彩。事实上,他早在16岁(1904年)时,就已熟悉著名物理学家瑞利用分子散射中散射光强与波长四次方成反比的定律(也叫瑞利定律)对蔚蓝色天空所作的解释。不知道是由于从小就养成的对自然奥秘刨根问底的个性,还是由于研究光散射问题时查阅文献中的深入思考,他注意到瑞利的一段话值得商榷,瑞利说:“深海的蓝色并不是海水的颜色,只不过是天空蓝色被海水反射所致。”瑞利对海水蓝色的论述一直是拉曼关心的问题。他决心进行实地考察。于是,拉曼在启程去英国时,行装里准备了一套实验装臵:几个尼科尔棱镜、小望远镜、狭缝,甚至还有一片光栅。望远镜两头装上尼科尔棱镜当起偏器和检偏器,随时都可以进行实验。他用尼科尔棱镜观察沿布儒斯特角从海面反射的光线,即可消去来自天空的蓝光。这样看到的光应该就是海水自身的颜色。结果证明,由此看到的是比天空还更深的蓝色。他又用光栅分析海水的颜色,发现海水光谱的最大值比天空光谱的最大值更偏蓝。可见,海水的颜色并非由天空颜色引起的,而是海水本身的一种性质。拉曼认为这一定是起因于水分子对光的散射。他在回程的轮船上写了两篇论文,讨论这一现象,论文在中途停靠时先后寄往英国,发表在伦敦的两家杂志上。 拉曼1888年11月7日出生于印度南部的特里奇诺波利。父亲是一位大学数学、物理教授,自幼对他进行科学启蒙教育,培养他对音乐和乐器的爱好。他天资出众,16岁大学毕业,以第一名获物理学金奖。19岁又以优异成绩获硕士学位。1906年,他仅18岁,就在英国著名科学杂志《自然》发表了论文,是关于光的衍射效应的。由于生病,拉曼失去了去英国某个著名大学作博士论文的机会。

【历届诺贝尔奖得主(五)】1956年物理学奖得主

物理学奖 美国,布拉顿(WalterHouserBrattain1902-1987),研究半导体、发明晶体管 获奖理由:因对半导体的研究和发现了晶体管效应,与肖克利和巴丁分享了1956年度的诺贝尔物理学奖金。 简历 布拉顿(Brattain,WalterHouser)美国物理学家。1902年2月10日生于中国(父母是美国人)厦门。布拉顿的少年时期是在牧场上度过的。他1924年毕业于惠特曼学院(在华盛顿州沃拉沃拉),1929年在明尼苏达大学取得博士学位。同年,他进入贝尔电话实验室,成为一名物理学研究人员。第二次世界大战期间,他在那里从事潜艇磁探测的工作。他同肖克利和巴丁共同获得1956年诺贝尔物理学奖。1967年,他接受惠特曼学院的聘请,担任了自己母校的教授。 美国,巴丁(JohnBardeen1908-1991),研究半导体、发明晶体管 生平 1908年5月23日生于威斯康星州麦迪逊城,1923年入威斯康星大学电机工程系就学,毕业后即留在该校担任电机工程研究助理。1930-1933年在匹兹堡海湾实验研究所从事地球磁场及重力场勘测方法的研究。1928年获威斯康星大学理学士学位,1929年获硕士学位。1936年获普林斯顿大学博士学位。1933年到普林斯顿大学,在E·P·维格纳的指导下,从事固态理论的研究。1935-1938年任哈佛大学研究员。1936年以《金属功函数理论》的论文从普林斯顿大学获得哲学博士学位。1938-1941年任明尼苏达大学物理学助理教授,1941-1945年在华盛顿海军军械实验室工作,1945-1951年在贝尔电话公司实验研究所研究半导体及金属的导电机制、半导体表面性能等基本问题。1947年和其同事W·H·布喇顿共同发明第一个半导体三极管,一个月后,W·肖克莱发明PN结晶体管。这一发明使他们三人获得1956年诺贝尔物理学奖,巴丁并被选为美国科学院院士。 科研方向与获奖情况 1951年迄今,他同时任伊利诺伊大学物理系和电机工程系教授。他和L·N·库珀、J·R·施里弗合作,于1957年提出低温超导理论(BCS理论),为此,他们三人被授予1972年诺贝尔物理学奖,在同一领域(固态理论)中,一个人两次获得诺贝尔奖,历史上还是第一次。 晚年他研究如何用简单而基本的成分理解大自然非常复杂的性质,对整个近代理论物理学发展提出明确的见解。1980年他发表题为《物质结构的概念统一》的总结性论文,强调相同的基本物理概念可以广泛地用于表面上似乎悬殊的各个问题上,包括固体、液晶、核物质、高能粒子等领域。 巴丁发明了晶体管.1956年和肖拉克一起获得了诺贝尔物理学奖.1972年巴丁,库柏,施里弗一起获得了诺贝尔物理学奖. 巴丁于1991年1月30日上午8时45分去世 美国,肖克利(WilliamBradfordShockley1910-1989),研究半导体、发明晶体管 发明创造 获奖理由:因对半导体的研究和发现了晶体管效应,与巴丁和布拉顿分享了1956年度

1989年诺贝尔生理及医学奖

1989年诺贝尔生理及医学奖 毕晓普与Levintow一起工作时,逆转录酶已被发现,这使毕晓普考虑复制逆转录病毒。在这方面的早期成果,包括描述逆转录酶将RNA拷贝进DNA中;受感染细胞中病毒RNA的鉴定;以及在正常细胞及感染细胞中病毒DNA的识别及描述。毕晓普等将他们对逆转录病毒转导的证据进行整理,将结果归纳为Src位于病毒基因组靠近3'端的一个单一基因以外的逆转录病毒基因;它可帮助弄清何种基因损伤使正常细胞基因转变成癌基因;探讨原癌基因对人类癌症起源的作用;通过数种实验策略增加原癌基因的种类;对正常生物体(有机体)内的原癌基因的生理功能进行研究,以及发现由Src 编码的蛋白激酶。1970年毕晓普同H.E瓦尔默斯合作,着手验证这样一个假说--正常体细胞里也有一些静止的病毒癌基因,一旦被激活,它们可以致癌。用已知可以在鸡中致癌的劳斯肉瘤病毒作为实验材料,他们发现,在健康细胞中也存在一个基因,其结构同病毒中的致癌基因相似.1976年他们发表了他们的发现,声称病毒是由正常细胞得到这个致癌基因.病毒感染细胞并开始复制时,它把这个基因整合到自身的遗传材料中去.以后的研究还表明,这样的基因可通过几种方式致癌.甚至没有病毒的参与,这种基因也可被某些化学致癌物转化,成为造成细胞不受限制地增生的形式.因为毕晓普和瓦慕斯发现的机制似乎为一切癌瘤的发生所共有,所以他们的工作对于癌瘤研究贡献极大.至1989年科学家已在动物中鉴定出40个以上的具有致癌潜能的基因. 从而他们也否定了以前的看法癌基因必然源自病毒。毕晓普因与H.E 瓦尔默斯一起,说明了位于细胞核内的原癌基因正常情况下是不活跃的,不会导致癌症;当受到物理、化学、病毒等因素的刺激后被激活,成为致癌基因,即原癌基因被激活后转化为致癌基因的复制过程,并发现动物的致癌基因不是来自病毒,而是来自动物体内正常细胞内所存在的一种基因──原癌基因,即逆转录病毒癌基因的起源,因而了荣获1989年诺贝尔生理或医学奖。 任何成功都不是随随便便的,成功的机会是赋予那些有准备的人的!逆转录病毒(Retroviruses)归类于逆转录病毒科,包括一大类含有逆转录酶的RNA病毒,分为肿瘤病毒亚科、泡沫病毒亚科和慢病毒亚科,每一亚科又有若干个属。肿瘤病毒亚科大多引起禽类、猫、鼠、猴等动物肿瘤,与人类疾病相关者有人类嗜T细胞病毒(humanT-celllymphotropicvirus,HTLV);泡沫病毒亚科(spumavirinae)的致病作用尚不清楚;慢病毒亚科(lentivirinae)中的人类免疫缺陷病毒(humanimmunodeficiencyvirus,HIV)则是艾滋病的病原体. 反转录病毒的最基本特征是在生命过程活动中,有一个从RNA到DNA的复制过程,即反转录过程——病毒在反转录酶的作用下,以病毒RNA为模板,合成互补的负链DNA后,形成RNA:DNA中间体。中间体的RNA酶H水解,在DNA聚合酶的作用下,

2011年诺贝尔物理学奖

2011年10月4日电瑞典皇家科学院4日上午宣布,来自美国和澳大利亚的三名天体物理学家获得2011年诺贝尔物理学奖,以表彰他们因超新星的研究而对宇宙学的贡献。 这三位科学家分别是美国加州大学伯克利分校教授索尔·佩尔马特,出生于美国而拥有美、澳双重国籍的澳大利亚国立大学教授布莱恩·施密特,以及美国约翰斯·霍普金斯大学教授亚当·里斯。 皇家科学院在颁奖声明中说,这三位科学家对超新星的观测证明,宇宙在加速膨胀、变冷,这一发现“震动了宇宙学的基础”。佩尔马特领导的一个研究小组于1988年开始研究超新星,施密特领导的研究小组于1994年也开始这一工作,里斯在施密特的小组中发挥了重要作用。 科学家研究证实宇宙正加速膨胀宇宙最终能够可能变成冰 中新网10月4日电据外媒4日报道,美国加州大学伯克利分校天体物理学家萨尔·波尔马特、美国/澳大利亚布莱恩·施密特以及美国科学家亚当·里斯获得2011年诺贝尔物理学奖。瑞典皇家科学院旨在表彰他们对超新星研究和对宇宙加速膨胀研究的贡献。 瑞典皇家科学院宣布,三人将分享诺贝尔奖金1000万克朗(约146万美元),索尔·佩尔马特将获得一半奖金,剩下的一半由布莱恩·施密特和亚当·里斯分享。瑞典皇家科学院称他们的研究“帮助我们解开了宇宙扩张的面纱”。委员会说:“他们研究了数十个超新星,并发现宇宙正加速扩张。”据悉,这项研究在1998年公布,当时波尔马特、施密特和里斯分别领导的团队得出了惊人一致的结论。“这一结论表

明了如果宇宙膨胀加速,最后整个宇宙将变为冰。”委员会说。 其中,获奖者波尔马特今年52岁,在美国加州大学伯克利分校主要研究宇宙超新星项目。44岁的布莱恩·施密特就职于澳大利亚国立大学;42岁的亚当·里斯在美国巴蒂摩尔约翰霍普金斯大学及空间望远镜研究所研究天文物理。

历年诺贝尔物理学奖得主(1901-2016)汇总

历年诺贝尔物理学奖得主(1901-2016)年份获奖者国籍获奖原因 1901年威廉·康拉德·伦琴德国“发现不寻常的射线,之后以他的名字命名”(即X 射线,又称伦琴射线,并伦琴做为辐射量的单位) 1902年亨得里克·洛仑兹荷兰 “关于磁场对辐射现象影响的研究”(即塞曼效应)彼得·塞曼荷兰 1903年亨利·贝克勒法国“发现天然放射性” 皮埃尔·居里法国“他们对亨利·贝克勒教授所发现的放射性现象的 共同研究” 玛丽·居里法国 1904年约翰·威廉·斯特拉斯英国“对那些重要的气体的密度的测定,以及由这些研究而发现氩”(对氢气、氧气、氮气等气体密度的测量,并因测量氮气而发现氩) 1905年菲利普·爱德华·安 东·冯·莱纳德 德国“关于阴极射线的研究” 1906年约瑟夫·汤姆孙英国"对气体导电的理论和实验研究" 1907年阿尔伯特·迈克耳孙美国“他的精密光学仪器,以及借助它们所做的光谱学和计量学研究” 1908年加布里埃尔·李普曼法国“他的利用干涉现象来重现色彩于照片上的方法” 1909年古列尔莫·马可尼意大利 “他们对无线电报的发展的贡献”卡尔·费迪南德·布劳恩德国 1910年范德华荷兰“关于气体和液体的状态方程的研究”1911年威廉·维恩德国“发现那些影响热辐射的定律” 1912年尼尔斯·古斯塔夫·达伦瑞典“发明用于控制灯塔和浮标中气体蓄积器的自动调节阀” 1913年海克·卡末林·昂内斯荷兰“他在低温下物体性质的研究,尤其是液态氦的制成” 1914年马克斯·冯·劳厄德国“发现晶体中的X射线衍射现象” 1915年威廉·亨利·布拉格英国 “用X射线对晶体结构的研究”威廉·劳伦斯·布拉格英国 1917年查尔斯·格洛弗·巴克拉英国“发现元素的特征伦琴辐射” 1918年马克斯·普朗克德国“因他的对量子的发现而推动物理学的发展” 1919年约翰尼斯·斯塔克德国“发现极隧射线的多普勒效应以及电场作用下谱线的分裂现象” 1920年夏尔·爱德华·纪尧姆瑞士“他的,推动物理学的精密测量的,有关镍钢合金的反常现象的发现” 1921年阿尔伯特·爱因斯坦德国“他对理论物理学的成就,特别是光电效应定律的发现” 1922年尼尔斯·玻尔丹麦“他对原子结构以及由原子发射出的辐射的研究”1923年罗伯特·安德鲁·密立根美国“他的关于基本电荷以及光电效应的工作” 1924年卡尔·曼内·乔奇·塞格 巴恩 瑞典“他在X射线光谱学领域的发现和研究”[3]

诺贝尔物理学奖2005,2012

2005年诺贝尔物理学奖:精密频率测量技术 (2012-10-15 21:33:55) 转载▼ 标签: 分类:科学技术 教育 频率一直是电磁波最重要的参数之一,电磁波在根据频率由小到大分为了无线电波,微波,红外线,可见光,紫外线,X射线和г射线。每一个频段的电磁波的研究都对人类科技发展起着至关重要的作用,电磁波的频率所对应的时间也成为了人类计量的最新标准。 人类对电磁波频率的精密测量源自20世纪50年代的微波频率测量,那个时候随着原子能级结构的深入研究,以及不久后微波激射器(Maser)的出现,人们能够获得频率分布很窄的微波辐射。美国物理学家拉姆齐(N. F. Ramsey)在1950年提出分离了振荡场方法,解决了原子钟设计里的关键问题,创制了铯原子钟。1960年他又提出并建造了氢微波激射器,也就是氢原子钟,使计时的不确定度下降到10-12。拉姆齐因此获得了1989年诺贝尔物理学奖。 20世纪60年代激光器横空出世,人类又可以获得频率分布很窄的可见光辐射(单色光),随后美国的霍尔(John L. Hall)和德国的汉施(T. W. Hansch)各自发明了“光梳”技术,从而可以精确测量激光频率。二人也因此获得2005年诺贝尔物理学奖。 两次诺贝尔奖,三位伟大的实验物理学家,电磁波频率精密测量成了实验物理学一个重要的组成部分。它决定着人类能够测量的时间与空间精度,决定着人类科技的发展水平。 一、拉姆齐与微波频率精确测量 拉姆齐的导师拉比(I. I. Rabi,1944年诺贝尔物理学奖)用量子力学的含时薛定谔方程计算二能级与光场相互作用,得到了二能

级原子跃迁的动力学过程,在频谱上显示为拉比振荡。取拉比频率与相互作用时间乘积为π,拉比振荡谱线的峰值便和光场频率精密对应。 原子与微波谐振腔相互作用时,谐振腔的尺度和形状受微波的频率、场分布均匀性的要求限制,而且原子的速度又无法任意控制,这就决定了不可能通过提高微波与原子的作用时间降低谱线宽度。于是拉姆齐受到麦克尔逊干涉仪的启发,发明了了分离振荡场的方法,就是让原子与微波腔作用两次,作用的时间都是t,两次时间间隔为T,然后探测跃迁信号。 原子经过与微波腔两次作用,拉比振荡信号相互干涉,产生拍频信号,即拉姆齐谱线。当T>>t时,谱线中心峰值宽度由T确定,T 越大,峰值宽度越窄,测得的频率精度也就越高。 拉姆齐的分离振荡场测量方法无疑是人类测量技术的一个重要里程碑,这项技术直接导致了原子钟的诞生,给定了人类新的时间标准:一秒钟为铯Cs原子精细能级跃迁频率的倒数。铯原子微波频率标准成为了未来可见光波段频率测量技术的基准。 二、光学频率梳技术与可见光频率测量 可见光频率测量方法最早是从铯Cs 原子精细能级跃迁频率开始(微a波),经过一系列保持相位锁定的微波谐波振荡器和特殊激光器,将被测光学频率与Cs 原子微波频率标准连接起来,从而实现对光学频率的绝对测量。然而这种测量方法由于激光器太多,激光间的相互转化积累误差太大,实用性极低,测量精度非常差。 随着基于锁模飞秒脉冲激光的光频梳技术的出现,光学频率的直接测量成为了现实。光学频率梳技术即在时域内锁模飞秒脉冲激光器输出的一系列等间隔的超短脉冲,脉冲宽度为几到几十飞秒,重复频率为几百MHz到几GHz。在频率域内其光谱是由一系列规则等间隔光

1998年诺贝尔物理学奖

·1998年诺贝尔物理学奖——分数量子霍耳效应的发现 1998年诺贝尔物理学奖授予美国加州斯坦福大学的劳克林(Robert https://www.doczj.com/doc/b55557269.html,ughlin,195O—),美国纽约哥伦比亚大学与新泽西州贝尔实验室的施特默(Horst L.St rmer,1949—)和美国新泽西州普林斯顿大学电气工程系的崔琦(Daniel C.Tsui,1939—),以表彰他们发现了一种具有分数电荷激发状态的新型量子流体,这种状态起因于所谓的分数量子霍耳效应。 量子流体早在研究极低温状态下的液氦和超导体时就已有所了解。在这些领域里,已经有好几位物理学家获得过诺贝尔物理学奖。例如,卡末林-昂内斯由于液氦的研究和超导电性的发现获1913年诺贝尔物理学奖;朗道由于液氦和超流理论获1962年诺贝尔物理学奖;巴丁、库珀和施里弗由于提出超导电性的BCS 理论获1972年诺贝尔物理学奖;卡皮查由于发现氦的超流动性获1978年诺贝尔物理学奖;柏诺兹和缪勒由于发现高温超导获1987年诺贝尔物理学奖;戴维·李、奥谢罗夫和R.C.里查森则因发现氦-3的超流动性获1996年诺贝尔物理学奖。这么多的物理学家受到如此殊荣,说明凝聚态物理学在20世纪有极大的发展,而低温和超导在这一领域内又具有特殊重要的地位。分数量子霍耳效应正是继高温超导之后凝聚态物理学又一项崭新课题。 分数量子霍耳效应是继霍耳效应和量子霍耳效应①的发现之后发现的又一项有重要意义的凝聚态物质中的宏观量子效应。冯·克利青由于在1980年发现了量子霍耳效应而于1985年获得诺贝尔物理学奖。图98-1表示冯·克利青所得霍耳电阻随磁场变化的台阶形曲线。台阶高度等于物理常数h/e2除以整数i。e 与h是自然的基本常数——e是电子的基本电荷,h是普朗克常数。h/e2值大约 为25kΩ。图中给出了i=2,3,4,5,6,8,10的各层平台。下面带峰的曲线表示欧姆电阻,在每个平台处趋于消失。量子数i也可用填充因子f 代替,填 充因子f由电子密度和磁通密度确定,可以定义为电子数N与磁通量子数Nφ(=φ/φ0)之比,即f=N/Nφ,其中φ为通过某一截面的磁通,φ0为磁通量子, φ0=h/e=4.1×10-15Vs.当f是整数时,电子完全填充相应数量的简并能级(朗 道能级),这种情况的量子霍耳效应叫做整数量子霍耳效应,以与分数量子霍耳效应相区别。

2004年诺贝尔物理学奖

2004年诺贝尔物理学奖 2004年物理学奖,由三位美国的物理学家分享,他们是戴维·格罗斯(David J.Gross)、休·普利策(Hugh David Politzer)和弗兰克·维尔泽克(Frank Wilczek。他们提出了量子场中夸克“渐进自由”的理论。 戴维·乔纳森·格罗斯(David Jonathan Gross,1941—),出生于美国华盛顿。1966年获得美国加州大学伯克利分校博士学位。1985年当选为美国科学与艺术学院院士,1986年当选为美国科学院院士,2011年当选为中国科学院外籍院士。格罗斯在理论物理,尤其是规范场理论、粒子物理和超弦理论等方面做出了一系列开创性的研究成果。他是量子色动力学的主要奠基人之一。量子色动力学作为描述自然界四种基本作用力之一的“强相互作用力”的基本理论,成为研究强子性质和原子核物理的基础。 休·戴维·普利策(Hugh David Politzer,1949—),出生于美国纽约。1974年获得哈佛大学的物理学博士学位,后在加利福尼亚理工学院物理系任教授,同时也是该校粒子物理研究领域的学术带头人之一。加州理工学院坐落于帕萨迪纳美丽的圣盖伯利山脚下,是美国声名显赫的名牌私立大学之一。 弗兰克·维尔泽克(Frank Wilczek,1951—),出生在纽约州的米里奥拉,他的祖先来自波兰和意大利。他在昆斯区上中小学。在芝加哥大学物理系本科毕业后,前往普林斯顿大学继续深造,1972年获得数学硕士学位,1974年获得物 1

理学博士学位。毕业后在普林斯顿开始执教生涯。1988年他前往美国西海岸的加利福尼亚大学圣巴巴拉分校担任教授。2000年秋天,他重回东海岸,担任麻省理工学院的物理系教授。他被誉为美国最杰出的理论物理科学家之一。维尔泽克曾是戴维·格罗斯的学生。 近代物理学理论认为,夸克等是比质子和中子等亚原子粒子更基本的物质组成单位,夸克等组成了质子和中子,中子和质子又形成原子核,最终产生原子以及今天的宇宙万物。现有的物理学理论还认为,自然界中存在引力、电磁力、强作用力和弱作用力等4种基本的作用力。其中,夸克通过强作用力组成质子和中子,而这种强作用力主要通过另一种名为胶子的基本粒子来传递。但物理学家们在研究夸克时也发现了一个奇怪的现象,那就是从没有发现过自由的单个夸克,只有2个或3个夸克的集合体才能处于自由状态,通常情况下夸克总是被约束在质子和中子内部。本年度获奖者格罗斯、波利策和维尔切克提出的“渐近自由”理论,为此提供了解释。 1973年,维尔泽克正在普林斯顿大学读研究生,师从格罗斯。师徒二人于1973年发表论文,揭示了粒子物理中强相互作用理论中的渐近自由现象。当时他们分别只有32岁和22岁。同年,普利策也独立发表了相关论文。三位科学家提出的理论认为,强作用力会随着夸克彼此间距离的增加而增大,因此没有夸克可以从原子核中向外迁移,获得真正的自由。通俗地说,这一现象有点像拉一根具有弹性的橡皮筋:橡皮筋拉得越长,其产生的力量越大,人拉起来也更为费劲。同 2

历届诺贝尔物理学奖

历届诺贝尔物理学奖 1901年威尔姆·康拉德·伦琴(德国人)发现X 射线 1902年亨德瑞克·安图恩·洛伦兹、P. 塞曼(荷兰人)研究磁场对辐射的影响 1903年安东尼·亨利·贝克勒尔(法国人)发现物质的放射性皮埃尔·居里(法国人)、玛丽·居里(波兰人)从事放射性研究 1904年J.W.瑞利(英国人)从事气体密度的研究并发现氩元素 1905年P.E.A.雷纳尔德(德国人)从事阴极线的研究 1906年约瑟夫·约翰·汤姆生(英国人)对气体放电理论和实验研究作出重要贡献1907年 A.A.迈克尔逊(美国人)发明了光学干涉仪并且借助这些仪器进行光谱学和度量学的研究 1908年加布里埃尔·李普曼(法国人)发明了彩色照相干涉法(即李普曼干涉定律)1909年伽利尔摩·马可尼(意大利人)、K . F. 布劳恩(德国人)开发了无线电通信O.W.理查森(英国人)从事热离子现象的研究,特别是发现理查森定律 1910年翰尼斯·迪德里克·范德华(荷兰人)从事气态和液态议程式方面的研究1911年W.维恩(德国人)发现热辐射定律 1912年N.G.达伦(瑞典人)发明了可以和燃点航标、浮标气体蓄电池联合使用的自动节装置 1913年H·卡末林—昂内斯(荷兰人)从事液体氦的超导研究 1914年马克斯·凡·劳厄(德国人)发现晶体中的X射线衍射现象 1915年威廉·亨利·布拉格、威廉·劳伦斯·布拉格(英国人)借助X射线,对晶体结构进行分析 1916年未颁奖 1917年 C.G.巴克拉(英国人)发现元素的次级X 辐射的特征 1918年马克斯·卡尔·欧内斯特·路德维希·普朗克(德国人)对确立量子理论作出巨大贡献 1919年J.斯塔克(德国人)发现极隧射线的多普勒效应以及电场作用下光谱线的分裂现象 1920年 C.E.纪尧姆(瑞士人)发现镍钢合金的反常现象及其在精密物理学中的重要性

1984年诺贝尔物理学奖——W±和Z°粒子的发现

1984年诺贝尔物理学奖——W±和Z°粒子的发现1984年诺贝尔物理学奖授予瑞士日内瓦欧洲核子研究中心(CERN)的意大 利物理学家鲁比亚(Carlo Rubbia,1934—)和荷兰物理学家范德米尔(Simon van der Meer,1925—),以表彰他们在导致发现弱相互作用的传播体W±和Z°的大规模研究方案中所起的决定性贡献。 这里所谓的大规模研究方案,就是指的在欧洲核子研究中心的质子-反质子对撞实验。CERN是研究基本粒子的国际中心,有13个欧洲国家参加,它跨越两个国家——瑞士和法国的边界,创建于1952年。来自各个国家的物理学家和工程师通力合作,在这里贡献自己的才能。三十年过去了,由意大利的鲁比亚和荷兰的范德米尔为首的庞大的实验队伍,终于取得了硕果,发现了W±和Z°粒子。人们说:是范德米尔使这项实验方案成为可能,而鲁比亚则使这项实验方案得到了预期的成果。这是因为要实现在粒子对撞实验中产生W±和Z°必须具备两个条件。一个条件是对撞的粒子必须具有足够高的能量,以至于有可能把足够的能量转变为质量,从而产生重粒子W±和Z°;另一个条件是碰撞的次数必须足够多,才会有机会观测到极罕见的特殊情况。前者是鲁比亚的功劳,后者是范德米尔的功劳。鲁比亚曾建议用CERN最大的加速器——SPS,作为正反质子的循环存储环。在存储环中,质子和反质子沿相反的方向作环形运动。这些粒子在环中以每秒十万周的速率绕环旋转。反质子在自然界(至少是在地球上)是不能自然产生的。但在CERN却可从另外的加速器——PS产生。反质子可以存储在一个特制的存储环中,这个存储环是由范德米尔领导的小组建造的。 SPS是CERN的质子同步加速器的代号,1971年开始建造,1976年完工,它的最大能量可达400 GeV,它的主加速器平均直径达2200 m。把SPS改装成质子-反质子对撞机后,质子和反质子可在这里加速到270 GeV,然后进行对撞,这样,所得到的质心系能量相当于155 TeV的静止靶加速器进行同类实验所能达到的能量。 范德米尔想出了一个非常聪明的办法使反质子形成强大的粒子束,他的方法叫做随机冷却(stochatic cooling)。随机冷却是束流冷却中的一种方法,目的是减少在加速过程中粒子束的横向发散度和能散度,粒子束中一部分粒子偏离设计轨道和平均能量意味着各粒子相对于它们的平均速度和轨道作不规则运动,偏离越大,不规则运动的动能也越大。用热学中温度的概念就说是这束粒子的温度较高;反之,减少这种不规则运动,就相当于把粒子束“冷却”。所谓随机冷却,实际上就是通过测量求得粒子束某一截面上的粒子流重心,再用测量后不远的校正(或冷却)装臵的电场使重心逐渐恢复到设计轨道上去,总的效果是最后使粒子得到“冷却”。经过冷却,粒子束可提高粒子流密度,从而提高对撞机的亮度。 在SPS存储环的周边上有两个碰撞点,碰撞点周围有一系列巨大的探测系统,可以记录生成粒子的信息。最大的一台探测器UA1是鲁比亚领导的小组建造和启动的。这个小组共有来自12个研究所的135位物理学家。UA1探测器重

【历届诺贝尔奖得主(八)】1983年物理学奖

1983年12月10日第八十三届诺贝尔奖颁发。 物理学奖 美国科学家昌德拉塞卡因对恒星结构方面的杰出贡献、美国科学家福勒因与元素有关的核电应方面的重要实验和理论而共同获得诺贝尔物理学奖。 苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡是一位印度裔美国籍物理学家和天体物理学家。钱德拉塞卡在1983年因在星体结构和进化的研究而与另一位美国体物理学家威廉·艾尔弗雷德·福勒共同获诺贝尔物理学奖。他也是另一个获诺贝尔奖的物理学家拉曼的亲戚。钱德拉塞卡从1937年开始在芝加哥大学任职,直到1995年去世为止。他在1953年成为美国的公民。钱德拉塞卡兴趣广泛,年轻时曾学习过德语,并读遍自莎士比亚到托马斯·哈代时代的各种文学作品。 人物简介 苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡(SubrahmanyanChandrasekhar,1910年10月19日 —1995年8月15日),在恒星内部结构理论、恒星和行星大气的辐射转移理论、星系动力学、等离子体天体物理学、宇宙磁流体力学和相对论天体物理学等方面都有重要贡献。1983年因在星体结构和进化的研究而获诺贝尔物理学奖。他是另一个获诺贝尔奖的物理学家拉曼的亲戚。 他一生中写了约四百篇论文和诸多书籍。他兴趣广泛,年青时曾学习德语,读遍自莎士比亚到托马斯·哈代的文学作品。 1937年起钱德拉塞卡在芝加哥大学工作,1953年取得美国国籍。晚年他曾研读牛顿的《自然哲学的数学原理》,并写了《Newton'sPrincipiafortheCommonReader》。此书出版后不久他便逝世了。 他算过白矮星的最高质量,即钱德拉塞卡极限。所谓“钱德拉塞卡极限”是指一颗白矮星能拥有的最大质量,任何超过这一质量的恒星将以中子星或黑洞的形式结束它们的命运。 人物生平 钱德拉塞卡于1910年出生在英属印度旁遮普地区拉合尔(现在的巴基斯坦),在家中排名第3,父亲为印度会计暨审计部门的高阶官员。 钱德拉塞卡的父亲也是一位技术娴熟的卡纳蒂克音乐(Carnaticmusic)演奏者与一些音乐学著作的作者。他的母亲则是一位知识份子,并曾将亨利克·易卜生的剧作《玩偶之家》翻译成泰米尔语。 钱德拉塞卡起初在家中学习,后来则进入清奈的高中就读(1922年至1925年间)。他在1925年至1930年进入了清奈的院长学院(PresidencyCollege),并获得学士学位。钱德拉塞卡在1930年7月获得印度政府的奖学金,于是前往英国剑桥大学深造。他后来进入剑桥三一学院就读,并成为劳夫·哈沃德·福勒(RalphHowardFowler)的学生。在保罗·狄拉克的建议下,钱德拉塞卡花费一年的时间在哥本哈根进行研究,并且认识了尼尔斯·玻尔。 钱德拉塞卡在1933年夏天获得剑桥大学的博士学位,并且在当年十月成为三一学院的研究员(1933年-1937年),他在这段时期认识了天文学家亚瑟·爱丁顿与爱德华·亚瑟·米尔恩(EdwardArthurMilne)。 钱德拉塞卡在1936年与LalithaDoraiswamy结婚。 学术生涯 苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡,1930年毕业于印度马德拉斯大学,1933年获得英国剑桥大学三一学院博士学位。 1930~1934年在英国剑桥大学三一学院学习理论物理。

1918年诺贝尔物理学奖——能量子的发现

1918年诺贝尔物理学奖——能量子的发现 1918年诺贝尔物理学奖授予德国柏林大学的普朗克(Max KarlErnst Ludwig Planck ,1858—1947),以承认他发现能量子对物理学的进展所作的贡献。 1895年前后,普朗克正在德国柏林大学当理论物理学教授,由于鲁本斯(H.Rubens )的介绍,经常参加以基本量度基准为主要任务的德国帝国技术物理研究所(Physikalisch Technische Reichsanstalt ,简称PTR )有关热辐射的讨论。这时PTR 的理论核心人物维恩(W.Wien )因故离开PTR ,PTR 的实验研究成果需要有理论研究工作者的配合,普朗克正好补了这个空缺。 维恩在1893年提出了关于辐射能量分布的定律,即著名的维恩分布定律: T a e b u --=5λ 其中u 表示能量随波长λ分布的函数,也叫能量密度,T 表示绝对温度,a ,b 是两个任意常数。 维恩分布定律发表后引起了物理学界的注意。实验物理学家力图用更精确的实验予以检验;理论物理学家则希望把它纳入热力学的理论体系。普朗克认为维恩的推导过程不大令人信服,假设太多,似乎是凑出来的。于是从1897年起,普朗克就投身于这个问题的研究。他企图用更系统的方法以尽量少的假设从基本理论推出维恩公式。经过二三年的努力,终于在1899年达到了目的。他把电磁理论用于热辐射和谐振子的相互作用,通过熵的计算,得到了维恩分布定律,从而使这个定律获得了普遍的意义。 然而就在这时,PTR 成员的实验结果表明维恩分布定律与实验有偏差。1899年卢梅尔(O.R.Lummer )与普林舍姆(E.Pringsheim )向德国物理学会报告说,他们把空腔加热到800K ~1400K ,所测波长为0.2μm ~6μm ,得到的能量分布曲线基本上与维恩公式相符,但公式中的常数,似乎随温度的升高略有增加。第二年2月,他们再次报告,在长波方向(他们的实验测得8μm )有系统偏差。 根据维恩公式,应有:lnu=ln (bλ-5)T a λ- 从而lnu ~T 1曲线应为一根直线。但是,他们却发现温度越高,偏离得越厉害。 接着,鲁本斯和库尔班(F.Kurlbaum )将长波测量扩展到5.2μm 。他们发现在长波区域辐射能量分布函数(即能量密度)与绝对温度成正比。 普朗克刚刚从经典理论推导出的辐射能量分布定律,看来又需作某些修正。正在这时,瑞利(Lord Rayleigh )从另一途径也提出了能量分布定律。

近五年诺贝尔物理学奖简介

2008年至2012年诺贝尔物理学奖获得者及其主要贡献简介 获奖年度:2012年 获奖者:沙吉·哈罗彻(Serge Haroche)大卫·温兰德(David J. Wineland) 获奖者简介:沙吉·哈罗彻1944年生于摩洛哥的卡萨布兰卡,现为法 国籍。他1971年在巴黎第六大学获得博士学位,曾任职于法国国家科研中心和法国综合理工大学,现为法兰西学院和巴黎高等师范学院教授。 大卫·温兰德1944年生于美国密尔沃基,1970年在哈佛大学获得博士学位,现任职于美国国家标准与技术研究所和科罗拉多大学博尔德分校。 获奖原因 瑞典皇家科学院授予这二人奖项的原因是他们在“突破性的试验方法使得测量和操纵单个量子系统成为可能”。 塞尔日·阿罗什和大卫·维因兰德独立地发明并拓展出能够在保持个体粒子的量子力学属性的情况下对其进行测量和操控的方法,而这在之前被认为是不能实现的。 在不破坏单个量子粒子的前提下实现对其直接观测,两位获奖者以这样的方式为量子物理学实验新纪元开辟了一扇大门。对于单个光子或物质粒子来说,经典物理学定律已不再适用,量子物理学开始“接手”。但从环境中分离出单个粒子并非易事,而且一旦粒子融入外在世界,其神秘的量子性质便会消失。因此,许多通过量子物理学推测出来的现象看似荒诞,也不能被直接观测到,研究人员也只能进行一些猜想实验,试图从原理上证明这些荒诞的现象。 通过巧妙的实验方法,阿罗什和维因兰德与研究小组一起成功地实现对量子碎片的测量和控制,颠覆了之前人们认为的其无法被直接观测到的看法。这套新方法允许他们检验、控制并计算粒子。 两位获奖者均在量子光学领域研究光与物质间的基本相互作用,这一领域自1980年代中期以来获得了相当多的成就。他们的突破性的方法,使得这一领域的研究朝着基于量子物理学而建造一种新型超快计算机迈出了第一步。就如传统计算机在上世纪的影响那样,或许量子计算机将在本世纪以同样根本性的方式改变我们的日常生活。极端精准的时钟在他们研究的推动下应运而生,有望成为未来新型时间标准的基础,而其精准度超越现代铯时钟百倍以上。

1989年诺贝尔物理学奖

1989年诺贝尔物理学奖 1989年物理学奖,由三位物理学家分享,他们是美国的诺曼·拉姆齐(Norman F.Ramscy)(获得奖金的一半)、汉斯·德默尔特(Hans G.Dehmel)和德国的沃尔夫冈·保罗(Wolfgang Paul)(分享另一半奖金)。拉姆齐发明了分离振荡场方法及用之于氢微波激射器及其它原子钟。德默尔特和保罗发展了原子精确光谱学和开发离子陷阱技术。 诺曼·拉姆齐(Norman F.Ramscy,1915—2011),出生于美国华盛顿特区。母亲是德国移民,曾是大学数学教师,父亲是西点军校毕业生,当过美军军官。由于父亲工作没有固定地点,他小时候常随家周游世界,学习不按常规,基本上靠自学。 1919年,第一次世界大战刚刚结束,他父亲被派往法国任职,母亲带着小拉姆齐同父亲一起来到了法国巴黎。母亲喜爱艺术,来到巴黎这个艺术之都后,产生了一个念头:每个月带儿子参观两次卢浮宫,让儿子从小接受艺术的熏陶。但第一次参观卢浮宫,拉姆齐就让母亲大失所望,他对艺术不感兴趣,一件作品是只看两眼便催促母亲赶快走。后来母亲领他去科技博物馆,意外发现他对那里的展品十分感兴趣,甚至有些流连忘返。于是母亲改变了计划,决定每个月带儿子参观两次科技博物馆。 拉姆齐早年对科学的兴趣是通过阅读一篇关于原子的量子理论的文章而激发的。当时他并不认为物理可作为自己的职业。父母曾指望他步父亲的后尘去西点学军事,可是当时 1

他还太小,于是就申请了一项奖学金到堪萨斯大学哥伦比亚学院上学,专业是数学。由于他每年都获得竞赛优胜奖,在高年级时竟然得到了只有研究生才能从事的教学助理的职位。1935年拉姆齐从哥伦比亚大学毕业,由于兴趣转向,改为攻读物理学,他得到奖学金到英国剑桥大学卡文迪什实验室学习。卡文迪什实验室可谓群英荟萃,是20世纪前期物理革命的发祥地之一,先后有二十多人获得诺贝尔奖。在那里,拉姆齐第一次接触到分子束方法,为他日后的科学研究打下了坚实的基础。后来,拉姆齐又回到哥伦比亚大学跟随拉比做博士论文。拉比不仅在研究方面成果辉煌,而且在教书育人方面也卓有成就,在他的学生和学生的学生中,先后有十多人获得了诺贝尔奖,被称之为“拉比树”。后来,拉姆齐在这些人中,创造了三个记录:取得博士学位最快(只用了一年)、获得奖学金最多、荣获诺贝尔奖时的年龄最大(74岁)。 1947年,拉姆齐转到哈佛大学,在那里一直工作了40年。他建立了分子束实验室,以便精确地进行磁共振实验。当时遇到的主要困难是没有足够均匀的磁场,这促使他发明了分离振荡场方法。分离振荡场方法不但为铯原子钟的研制奠定了基础,还使他们有可能测量许多不同分子的分子特性和磁特性,其中包括核自旋、核磁矩和电四极矩,分子旋转磁矩、自旋-旋转相互作用、分子中电子的分布等等。 进入20世纪90年代,拉姆齐还在进行分子束和中子束的研究。他主持建设了哈佛大学的回旋加速器实验室,并用这台加速器进行质子-质子散射研究。 拉姆齐虽然基本上是一位实验物理学家,但他对理论也 2

2011年诺贝尔奖获得者名单

导读:2011年诺贝尔奖揭晓仪式10月3日起陆续举行,生理学与医学奖,物理奖、化学奖、文学奖、和平奖揭晓…[滚动][图集] 两美国学者分享诺贝尔经济学奖关注宏观经济 美国经济学家托马斯-萨金特 (Thomas Sargent)与克里斯托弗-西姆斯教授 (Christopher Sims)共同获得2011年度诺贝尔经济学奖…[详细] 文学奖疑提前泄露获奖者赔率公布前骤变 反贪检察官阿尔夫-约翰松说,他正着手调查,缘何为特兰斯特勒默得奖开出的赔率在奖项公布前数小时从13比1骤变为2比1…[详细] 更多>>2011年诺贝尔奖最新消息 瑞典诗人获诺贝尔文学奖迄今只写163首诗 ?·和平奖:三位女性共享诺贝尔和平奖包括利比里亚女总统 ?·化学奖:以色列科学家独享诺贝尔化学奖因发现准晶体 ?·物理学奖:美国澳大利亚三科学家获奖宇宙最后会变成冰 ?·医学奖:诺奖医学奖首次颁给逝者加国获奖者3日前去世 ?·化学奖:以色列科学家丹尼尔-舍特曼获诺贝尔化学奖 ?·心声:2011年诺贝尔化学奖得主:嘲笑中坚持终抱诺奖归 更多>>2011年诺贝尔奖得主语录轶事 诺奖得主称评审委员会打错电话妻子求证 ?·收获:研究称诺贝尔奖得主不仅名利双收或能延年益寿 ?·抱憾:诺奖上演悲情一幕:加拿大科学家获奖三天前病逝 ?·获赠:诺贝尔奖得主珀尔马特教授获赠伯克利昂贵车位 ?·遗产:诺贝尔奖奖金将作为斯坦曼遗产交由其家人处理 ?·数字:数字解读诺贝尔奖之最得主最老90岁最年轻25岁

2011年诺贝尔奖揭晓 ·生理学或医学奖:美国人布鲁斯-巴特勒,卢森堡人朱尔斯-霍夫曼,加拿大人拉尔夫-斯坦曼。 ·物理学奖:美国科学家索尔-珀尔马特、澳大利亚科学家布赖恩-施密特和美国科学家亚当-里斯。 ·化学奖:以色列科学家丹尼尔-舍特曼,因发现准晶体。 ·文学奖:瑞典诗人特朗斯特罗姆获诺贝尔文学奖 ·和平奖:利里亚总统埃伦-约翰逊-瑟利夫、活动家莱伊曼-古博薇及也门活动家卡比曼因维护妇女权益获奖 ·经济学奖:美国的经济学家托马斯-萨金特和克里斯托弗-西蒙斯获诺贝尔经济学奖 背景:诺贝尔及诺贝尔奖 ·诺贝尔:全名阿尔弗雷德-贝恩哈德-诺贝尔,1833年生于瑞典斯德哥尔摩,毕生致力炸药研究,并取得了重大成就。他一生共获技术发明专利355项,并在20个国家开设了约100家公司和工厂,积累巨额财富…[详细] ·诺贝尔奖:1896年12月10日,诺贝尔在意大利逝世。逝世的前一年,他留下遗嘱提出,将其部分遗产作为基金,以其利息分设物理学、化学、生理学或医学、文学及和平5个奖项,授予世界各国在这些领域对人类做出重大贡献的人士…[详细]

1983年诺贝尔物理学奖——天体物理学的成就

1983年诺贝尔物理学奖——天体物理学的成就 1983年诺贝尔物理学奖一半授予美国伊利诺斯州芝加哥大学的钱德拉塞卡尔(Subrahmanyan Chandrasekhar,19l0—1995),以表彰他对恒星结构和演变有重要意义的物理过程的理论研究;另一半授予加利福尼亚州帕萨迪那加州理工学院的W.A.福勒(William AlfredFowler,1911—1995),以表彰他对宇宙中化学元素的形成有重要意义的核反应的理论和实验研究。 钱德拉塞卡尔是另一诺贝尔物理学奖获得者拉曼(SirChandrasekhara Venkata Raman)的外甥,1910年10月19日出生于巴基斯坦的拉合尔,1930年毕业于印度马德拉斯大学,后在英国剑桥大学学习和任教。1937年移居美国。 钱德拉塞卡尔的主要贡献是发展了白矮星①理论。 白矮星的特性是大约在1915年由美国天文学家亚当斯(W.S.Adams)发现的。1925年英国物理学家R.H.福勒(R.H.Fowler)用物质简并假说解释了白矮星的巨大密度。物质简并假说称,电子和电离的核在极大的压力下组成高度密集的物质。1926年爱丁顿(A.S.Eddington )建议,氢转变为氦是恒星能量的可能泉源,这就为恒星演化理论奠定了基础。 1930年—1936年,钱德拉塞卡尔在剑桥大学三一学院工作期间,就投入到了白矮星的研究之中。他找到了决定恒星生命的基本参数,通过应用相对论和量子力学,利用简并电子气体的物态方程,为白矮星的演化过程建立了合理的模型,并作出了如下预测: 1.白矮星的质量越大,其半径越小; 2.白矮星的质量不会大于太阳质量的1.44倍(这个值被称为钱德拉塞卡尔极限); 3.质量更大的恒星必须通过某些形式的质量转化,也许要经过大爆炸,才能最后归宿为白矮星。 钱德拉塞卡尔的理论解释了恒星演化的最后过程,因此对宇宙学作出了重大贡献。1939年他在全面研究了恒星结构的基础上出版了《恒星结构研究导论》一书,系统总结了他的白矮星理论。他还在恒星和行星大气的辐射转移理论、星系动力学、等离子体天体物理学、宇宙磁流体力学等方面进行了许多工作。 钱德拉塞卡尔1995年8月21日由于心脏病发作而去世,享年84岁。他在晚年时潜心研究牛顿的《自然哲学的数学原理》。1995年3月20日他还在美国物理学会圣何塞年会上做过题为“牛顿…原理?的一些命题”的特邀报告。当时他正在写一本有关牛顿的书。 W.A.福勒1911年8月9日出生于美国宾夕法尼亚州的匹兹堡。由于从事与

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