科学网

 找回密码
  注册

tag 标签: 诺贝尔物理奖

相关帖子

版块 作者 回复/查看 最后发表

没有相关内容

相关日志

2020诺贝尔物理奖感吟
热度 1 wozaikx 2020-10-13 11:00
七律 • 2020诺贝尔物理奖感吟 陈晨星 中秋桂子落婆娑, 漫选群英映素娥。 奇点微端存黑洞, 谲心巨质控银河。 盖兹有绩齐根策, 霍金无缘祝彭罗。 宇宙荒茫穷庶域, 四年三奖未嫌多。
2943 次阅读|1 个评论
今年的诺贝尔物理奖
yqgu 2020-10-6 21:37
今天瑞典皇家科学院常任秘书戈兰 · 汉松宣布,将 2020 年诺贝尔物理学奖一半授予 Roger Penrose ,因为发现黑洞的形成是对广义相对论的有力预测;另外一半授予 Reinhard Genzel 和 Andrea Ghez ,因为在银河系中心发现了一个超大质量的致密天体。 本来,这应该是值得物理界庆贺的大事,但我的心情却有点沉重。 就我所知, Penrose 关于狭义相对论的一些观点都是错误的,例如仙女座佯谬, Penrose-Terrell 转动 。如果连 Minkowski 时空的结构都没有理解好,研究弯曲时空的结论可想而知。首先,在奇点定理的能量条件中,忽略了粒子作用势的负压力作用,能量条件不是一般成立的。第二,由于爱因斯坦方程明显地包括粒子的运动,所以闭合诱陷面是不能动态地形成的,星体中心是粒子的不平衡点,在严重弯曲的空间中,星体中的粒子不可能在中心附近停留和静态积累。用万有引力的语言描述就是:引力场是保守场,星体的总的动能与势能之和是守恒的,你不可能把所有的物质都放入视界之内。考虑到引力驱动这个相容的因素后,恒星的爱因斯坦场方程解总是无奇性的,根本不需要核反应提供的那点微弱压力 。第三,宇宙时空中只有唯一现实的同时 Cauchy 面 ,也就是存在统一的牛顿宇宙时间。但推导 Raychauhury 方程时违反了这一要求,该方程无意中假定和使用了时空未来的性质,这在动力学分析中是非法的。因此,利用这个方程证明的奇点定理在物理上是无效的。 假作真时真亦假! Y. Q. Gu, Some Subtle Concepts in Fundamental Physics , Physics Essays 30: 356-363(2017), arXiv:0901.0309 Ying-Qiu Gu, Clifford Algebra and Unified Field theory (Ch.7), LAP LAMBERT Academic Publishing, 2020. https://www.morebooks.shop/store/gb/book/clifford-algebra-and-unified-field-theory/isbn/978-620-2-81504-8 Y. Q. Gu, Natural Coordinate System in Curved Space-time , J. Geom. Symmetry Phys. 47 (2018) 51-62, arXiv:gr-qc/0612176
2539 次阅读|0 个评论
二零一九年诺贝尔物理奖
wozaikx 2019-12-29 12:56
The most incomprehensible thing about the world is that it is at all comprehensible. -Albert Einstein 七律 • 二零一九年诺贝尔物理奖 陈晨星 遂古之初谁传道, 亘天何处觅生灵? 微波辐射究堂奥, 大尺构形释渺溟。 移谱寻行飞马现, 度光掩日火蛾经。 质能冷暗盈九五, 探索无疆问未停!
4048 次阅读|0 个评论
[转载]诺贝尔物理奖讲义全集
quantumchina 2018-11-26 20:24
——为了让中国科研工作者及广大师生更便捷地获取 诺贝尔物理奖百年成果的原始介绍,我们从诺贝尔奖官网的公开资料里整理此讲义集, 不足之处请多批评指正,真诚期望大家提出意见和建议 颜语 廖俊豪 易玉玲 后兴瑞 四川大学锦城学院 1901 Wilhelm Conrad Röntgen 伦琴 No Lecture was delivered by Professor W. Röntgen. 1902 Hendrik A. Lorentz 洛伦兹 The Theory of Electrons and the Propagation of Light 电子理论及光的传播 https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1902/lorentz/lecture/ Pieter Zeeman 塞曼 Light Radiation in a Magnetic Field 磁场中的光辐射 https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1902/zeeman/lecture/ 1903 Henri Becquerel 贝克勒耳 On Radioactivity, a New Property of Matter 物质的一种新特性:放射性 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/becquerel-lecture.pdf Pierre Curie 皮埃尔.居里 Radioactive Substances, Especially Radium 放射性物质,特别是镭 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/pierre-curie-lecture.pdf Marie Curie 玛丽.居里(居里夫人) No Lecture was delivered by Marie Curie. 1904 Lord Rayleigh 瑞利 The Density of Gases in the Air and the Discovery of Argon 空气中气体密度与氩的发现 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/strutt-lecture.pdf 1905 Philipp Lenard 勒纳 On Cathode Rays 阴极射线 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/lenard-lecture.pdf 1906 J.J. Thomson 汤姆逊 Carriers of Negative Electricity 负电荷载流子 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/thomson-lecture.pdf 1907 Albert A. Michelson 迈克耳逊 Recent Advances in Spectroscopy 光谱学的新进展 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/michelson-lecture.pdf 1908 Gabriel Lippmann 李普曼 Colour Photography 彩色照相术 https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1908/lippmann/lecture/ 1909 Guglielmo Marconi 马可尼 Wireless Telegraphic Communication 无线电报通信 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/marconi-lecture.pdf Ferdinand Braun 布劳恩 Electrical Oscillations and Wireless Telegraphy 电振荡与无线电报 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/braun-lecture.pdf 1910 Johannes Diderik van der Waals 范德瓦尔斯 The Equation of State for Gases and Liquids 气体和液体的状态方程 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/waals-lecture.pdf 1911 Wilhelm Wien 维恩 On the Laws of Thermal Radiation 热辐射定律 https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1911/wien/lecture/ 1912 Nils Gustaf Dalén 达伦 No Lecture was delivered by Mr. N.G. Dalén. 1913 Heike Kamerlingh Onnes 卡末林-昂纳斯 Investigations into the Properties of Substances at Low Temperatures, which Have Led, amongst Other Things, to the Preparation of Liquid Helium 低温物质性质的研究及液氦 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/onnes-lecture.pdf 1914 Max von Laue 劳厄 Concerning the Detection of X-ray Interferences 关于X射线干涉的检测 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/laue-lecture.pdf 1915 Sir William Henry Bragg 亨利.布拉格 William Lawrence Bragg 劳伦斯.布拉格(布拉格父子) The Diffraction of X-Rays by Crystals 晶体对X射线的衍射 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/wl-bragg-lecture.pdf 1916 该年度未颁发该奖项 1917 Charles Glover Barkla 巴克拉 Characteristic Röntgen Radiation 伦琴辐射的特征 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/barkla-lecture.pdf 1918 Max Planck 普朗克 The Genesis and Present State of Development of the Quantum Theory 量子理论发展现状 https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1918/planck/lecture/ 1919 Johannes Stark 斯塔克 Structural and Spectral Changes of Chemical Atoms 化学原子的结构和光谱变化 https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1919/stark/lecture/ 1920 Charles Edouard Guillaume 纪尧姆 Invar and Elinvar 因瓦合金及弹性不变钢 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/guillaume-lecture.pdf 1921 Albert Einstein 爱因斯坦 Fundamental ideas and problems of the theory of relativity 相对论的基本观点和问题 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/einstein-lecture.pdf 1922 Niels Bohr 玻尔 The Structure of the Atom 原子的结构 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/bohr-lecture.pdf 1923 Robert Andrews Millikan 密立根 The Electron and the Light-Quant from the Experimental Point of View 从实验的观点看电子和光量子 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/millikan-lecture.pdf 1924 Karl Manne Georg Siegbahn 曼尼.西格班 The X-ray spectra and the structure of the atoms X射线光谱与原子结构 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/siegbahn-lecture.pdf 1925 James Franck 夫兰克 Transformations of kinetic energy of free electrons into excitation energy of atoms by impacts 通过碰撞将自由电子动能转化为原子的激发能 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/franck-lecture.pdf Gustav Ludwig Hertz 赫兹 The results of the electron-impact tests in the light of Bohr’s theory of atoms 以玻尔原子理论看电子碰撞的实验结果 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/hertz-lecture.pdf 1926 Jean Baptiste Perrin 佩兰 Discontinuous Structure of Matter 物质结构的不连续性 https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1926/perrin/lecture/ 1927 Arthur Holly Compton 康普顿 X-rays as a branch of optics X射线作为光学的一个分支 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/compton-lecture.pdf Charles Thomson Rees Wilson 威尔逊 On the Cloud Method of Making Visible Ions and the Tracks of Ionizing Particles 关于用云室方法产生可见离子和电离粒子径迹 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/wilson-lecture.pdf 1928 Owen Willans Richardson 里查森 Thermionic phenomena and the laws which govern them 热离子现象及支配它们的规律 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/richardson-lecture.pdf 1929 Louis de Broglie 德布罗意 The wave nature of the electron 电子的波动性 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/broglie-lecture.pdf 1930 Sir Chandrasekhara Venkata Raman 拉曼 The molecular scattering of light 分子对光的散射 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/raman-lecture.pdf 1931 该年度未颁发此奖项 1932 Werner Karl Heisenberg 海森堡 The development of quantum mechanics 量子力学的发展 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/heisenberg-lecture.pdf 1933 Erwin Schrödinger 薛定谔 The fundamental idea of wave mechanics 波动力学的基本观点 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/schrodinger-lecture.pdf Paul Adrien Maurice Dirac 狄拉克 Theory of electrons and positrons 电子与正电子的理论 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/dirac-lecture.pdf 1934 该年度未颁发此奖项 1935 James Chadwick 查德威克 The neutron and its properties 中子及其性质 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/chadwick-lecture.pdf 1936 Victor Franz Hess 赫斯 Unsolved Problems in Physics: Tasks for the Immediate Future in Cosmic Ray Studies 物理中未解决的问题:宇宙射线研究的近期任务 https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1936/hess/lecture/ Carl David Anderson 安德森 The Production and Properties of Positrons 正电子的产生和性质 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/anderson-lecture.pdf 1937 Clinton Joseph Davisson 戴维森 The discovery of electron waves 电子波的发现(电子衍射) https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/davisson-lecture.pdf George Paget Thomson G.P.汤姆生 Electronic Waves 电子波 https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1937/thomson/lecture/ 1938 Enrico Fermi 费米 Artificial radioactivity produced by neutron bombardment 由中子轰击产生的人工放射性 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/fermi-lecture.pdf 1939 Ernest Lawrence 劳伦斯 The evolution of the cyclotron 回旋加速器的演化 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/lawrence-lecture.pdf 1940 该年度未颁发此奖项 1941 该年度未颁发此奖项 1942 该年度未颁发此奖项 1943 Otto Stern 斯特恩 The method of molecular rays 分子束方法 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/stern-lecture.pdf 1944 Isidor Isaac Rabi 拉比 No Lecture was delivered by Professor I.I. Rabi. 1945 Wolfgang Pauli 泡利 Exclusion principle and quantum mechanics 不相容原理和量子力学 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/pauli-lecture.pdf 1946 Percy W. Bridgman 布里奇曼 General survey of certain results in the field of high-pressure physics 高压物理领域某些结果综述 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/bridgman-lecture.pdf 1947 Edward V. Appleton 阿普顿 The ionosphere 电离层 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/appleton-lecture.pdf 1948 Patrick M.S. Blackett 布莱克特 Cloud chamber researches in nuclear physics and cosmic radiation 核物理和宇宙辐射中的云室研究 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/blackett-lecture.pdf 1949 Hideki Yukawa 汤川秀树 Meson theory in its developments 介子理论在其发展中 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/yukawa-lecture.pdf 1950 Cecil Powell 鲍威尔 The cosmic radiation 宇宙辐射 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/powell-lecture.pdf 1951 John Cockcroft 考克饶夫 Experiments on the interaction of high-speed nucleons with atomic nuclei 高速核子与原子核相互作用的实验研究 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/cockcroft-lecture.pdf Ernest Thomas Sinton Walton 瓦尔顿 The Artificial Production of Fast Particles 人工加速粒子 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/walton-lecture.pdf 1952 Felix Bloch 布洛赫 The principle of nuclear induction 核感应原理 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/bloch-lecture-1.pdf E. M. Purcell 珀塞尔 Research in nuclear magnetism 核磁性研究 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/purcell-lecture.pdf 1953 Frits Zernike 泽尔尼克 How I discovered phase contrast 我是怎样发现了相衬法 https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/zernike-lecture.pdf
个人分类: 物理|1153 次阅读|0 个评论
2017诺贝尔物理奖咏叹
热度 7 wozaikx 2017-12-25 08:44
……make the universe incomparably more interesting than any fireworks display that anyone could imagine in his wildest dreams. JOHN ARCHIBALD WHEELER «Our Universe:The Known and the Unknown » 七律 • 2017 诺贝尔物理奖咏叹 陈晨星 相对论导引力波, 世纪先言叹奈何。 放胆爱君场弱解, 痴心韦伯棒虚挪。 黑星并合遥如雳, 矩臂干涉敏胜梭。 三叟忆昔应不悔, 半生韶华未跎蹉! 注释也科普: 1 、今年诺贝尔物理奖应该算是没有太多悬念的,实属众望所归。估计去年委员会所担心的人选问题,也因德雷弗老先生(Ronald Drever 1931-2017)的“让位”而变的明朗。这三位平均年龄超过八十岁的分别来自MIT和Caltech的美国物理学家分别是雷纳·韦斯(Rainer Weiss)(一半奖金),巴里·巴里什(Barry Barish)和吉普·索恩(Kip Thorne)(分享另一半奖金)。瑞典皇家科学院授予其2017年诺贝尔物理奖以表彰他们“对于LIGO探测器和引力波观测的决定性的贡献”。 2 、引力波简史: “引力波”这个词的最早提出者其实并不是爱因斯坦,而是法国数学家、科学家庞加莱(JulesHenri Poincaré)在1905年首次提出,他曾试图将引力纳入狭义相对论。 当然,正式的引力波的预言还是爱因斯坦(Albert Einstein)在1915年广义相对论之后提出的,在1916年他发表论文,提出广义场方程表明存在引力波,认为球对称系统可以发射引力波。1918年又发表论文加以更正,提出四极辐射,引力波的辐射应该是波源做非球面对称运动所造成的辐射,以光速传播。他在方程的弱场近似解中,计算出引力波强度,由于这种时空的涟漪实在是太弱了,他认为也许无法探测到。后来,三十年代爱因斯坦还几次想否定自己的引力波预言,险些铸成大错。 1955 —1957年,理查德·费曼(Richard Feynman)提出粘性串珠的思想实验来说明引力可以传递能量并被测量,赫尔曼·邦迪(Hermann Bondi)进一步提出邦迪坐标等概念,肯定引力辐射的存在。有更多的科学家开始相信引力波的传播与对物质的作用。 第一个直接试图用实验探测 引力波的物理学家是约瑟夫 · 韦伯(Joseph Weber)。从1957年到1959年,韦伯在引力波探测方案的设计了一根长约2米,直径0.5米,重约1吨的圆柱形铝棒,被称作韦伯棒。该棒有两根,相距1000km,被称为共振型探测器。当引力波通过时,且当引力波频率和铝棒设计频率相同时,会引起韦伯棒发生共振。贴在棒表面的压电晶片会产生电压信号,从而观测到引力波。1969年韦伯宣称探测到了来自银河系中心的引力波,全球科学界为之兴奋,然而后来其他实验室均未探测到类似信号,并且韦伯的数据中也存在诸多疑点。 1974 年,泰勒(Joseph Taylor)和他的学生赫尔斯(RussellHulse)利用刚建成的当时世界最大口径305米的阿雷西博射电望远镜,发现了由两颗质量太阳相当的中子星组成的双星系统,脉冲双星PSR1913+16。利用中子星周期性精确的脉冲信号,可以精准地计算两颗中子星周期和轨道半径。据广义相对论,当两个致密星体近距离彼此绕旋时,会辐射出的引力波而带走能量,所以轨道半径和周期会变小。在之后的30年里他们对该双星做了持续观测,与广义相对论所预言的周期每年减少76.5微秒,半长轴每年缩短3.5米吻合的相当好。这是引力波存在的第一个间接证据,也是对广义相对论间接证明。俩人摘得1993年诺贝尔物理学奖。 70 年代初,麻省理工的韦斯 (Rainer Weiss) 在讲课时与学生探讨用迈克尔逊干涉仪原理设计引力波激光干涉仪探测方案。韦斯首先认识到需要制造千米级的干涉仪才有可能,同时确定了外来噪声的主要来源,并在1972年一份未发表的报告中阐明了如何处理这些噪声,这份报告成为LIGO(Laser interferometer gravitational-wave observatory)项目的基础。随后加州理工的索恩(Kip Thorne)加入其中,还有针对性的提出LIGO的探测目标:成对的、旋转的中子星或黑洞作为引力波来源,并指导创建大型数字模拟对比目录。1994年LIGO项目受阻,美国国家科学基金会甚至考虑将其取消,这是巴里什(Barry Barish)接手了项目的领导工作,并扩大了LIGO项目的合作,起到了关键性的作用。共有1000余名科研工作者为LIGO项目的成功做出各自贡献。 经过升级 , advanced LIGO从2015年9月份开始运行观测。在2015年9月14日,国际标准时间9:51(北京时间17:51),两座分别位于美国华盛顿州和路易斯安那州的相距约3000km的LIGO探测器探测到了双黑洞合并的信号。这两个黑洞质量分别为29个和36个太阳质量,合并过程中有相当于3倍太阳质量的能量被以引力波形式释放出去。正如发布会上LIGO项目执行主管David Reitze所说:“今天,我们开启了引力波天文学的崭新时代。”随后LIGO又陆续公布几例典型黑洞并和信号。 2017 年10月16日,全球多国多地天文台、望远镜同步举行新闻发布会,宣布人类第一次直接探测到命名为GW20170817来自双中子星合并的引力波,并同时探测到这一事件发出的电磁信号,宣告人类多信使天文观测时代的到来……
9204 次阅读|21 个评论
2014年诺贝尔奖
alinatingting 2014-10-9 12:45
据诺贝尔奖官网消息,2014 年诺贝尔奖揭晓仪式将于10 月6 日起陆续举行。 2014 年诺贝尔奖各奖项的具体揭晓时间及获奖者名单如下: 1、 生理学或医学奖 :不早于斯德哥尔摩时间6 日11 时30 分(北京时间6 日17 时30 分); 瑞典卡罗琳医学院当地时间 6 日宣布,英国科学家 约翰·奥基夫 (John O ’ Keefe) 和挪威科学家 爱德华·莫瑟尔 (Edvard I. Moser) 、 梅·布莱特·莫瑟尔 (May-BrittMoser) 夫妇 因发现大脑中负责定位系统的细胞,获颁本年度诺贝尔生理学或医学奖。 约翰·O·基夫教授(John O’Keefe) 1939年他出生于美国纽约,同时拥有美国和英国双重国籍;1967年他于麦吉尔大学获得生理心理学博士学位,随后在英国伦敦大学攻读博士后并任职于伦敦大学,1987年John O’Keefe教授被授予认知神经学教授,目前John O’Keefe教授是英国伦敦大学神经回路和行为塞恩斯伯里康中心(Sainsbury Wellcome Centre)的负责人。 May-Britt Moser教授 1963年出生于挪威福斯纳瓦格,她同丈夫-诺奖获得者Edvard Moser在奥斯陆大学从事心理学研究,1995年获得神经生理学博士学位,随后在爱丁堡大学攻读博士后,1996年May-Britt Moser教授在去特隆赫姆挪威科技大学前曾是英国伦敦大学的访问学者;2000年其被评为神经学教授,目前是特隆赫姆神经计算研究中心的负责人。 Edvard I. Moser教授 1962年出生于挪威奥尔松,1995年获得奥斯陆大学神经生理学博士学位,曾经在爱丁堡大学攻读博士后,Edvard I. Moser教授曾是John O’Keefe教授实验室的访问学者,1996年就职于特隆赫姆挪威科技大学,1998年被评为神经学教授,目前是特隆赫姆Kavli系统神经科学研究所的负责人。 2、 物理学奖 :不早于斯德哥尔摩时间7 日11 时45 分(北京时间7 日17 时45 分); 2014 年诺贝尔物理学奖授予了三位日本人——日本名城大学教授 赤崎勇 ( 85 岁)、名古屋大学教授 天野浩 ( 54 岁)以及美国加利福尼亚大学教授 中村修二 ( 60 岁)。 3 人使用鲜有研究人员尝试的氮化镓成功开发出被视为难度极高的蓝色发光二极管( LED )并为其实用化作出了贡献。 赤崎勇 日本公民。1929年出生,日本工程学、物理学家,曾任松下电器研究员,现任名城大学终身教授、名古屋大学特聘教授。文化勲章得主、文化功劳者。赤崎勇开发了氮化镓结晶化技术,并完成世界第一个高亮度的蓝色发光二极管。名古屋大学东山校区特别开辟“赤崎记念研究馆”以纪念其功绩(2006年10月20日开馆)。 天野浩 日本 公民。1960年出生,日本工程学家,专长半导体器件制造,现任名城大学、名古屋大学教授 。 中村修二 1954年5月22日出生于日本伊方町,日裔美籍电子工程学家,加州大学圣塔芭芭拉分校(UCSB)工程学院材料系教授。中村修二于1993年在日本日亚化学工业株式会社就职期间,基于GaN开发了高亮度蓝色LED,从而广为人知。当时,开发一种蓝色LED被认为是不可能的,此前的20年间只有红色和绿色LED。 3、 化学奖 :不早于斯德哥尔摩时间8 日11 时45 分(北京时间8 日17 时45 分); 化学奖授予 埃里克·白兹格( Eric Betzig ) 、 斯特凡· W ·赫尔( Stefan W. Hell ) , 威廉姆·艾斯科·莫尔纳尔( William E. Moerner ) ,以表彰他们在超分辨率荧光显微技术( super-resolved fluorescence microscopy )领域取得的成就。 Eric Betzig 美国公民。1960年出生于美国密歇根州安娜堡市。1988年从康奈尔大学获得博士学位。目前为霍华德-休斯医学研究所团队负责人。 Stefan W. Hell 德国公民。1962年出生于罗马尼亚阿拉德。1990年从德国海德堡大学获得博士学位。目前为德国马普生物物理化学研究所主任、及德国癌症研究中心分部主任。 William E. Moerner 美国公民。1953年出生于美国加州普莱森顿。1982年从康奈尔大学获得博士学位。目前为美国斯坦福大学化学教授及应用物理学教授。 4 、 和平奖 :斯德哥尔摩时间 10 日11 时(北京时间10 日17 时); 马拉拉 和 萨蒂亚尔 希获得2014年诺贝尔和平奖。 马拉拉·优素福·扎伊 因致力于斯瓦特地区和平而备受赞誉。虽然塔利班禁止斯瓦特地区女性接受教育,但是马拉拉不仅继续学业,还致函外媒,为巴基斯坦妇女和儿童争取权益。2012年10月9日乘校车回家时遭到塔利班武装分子枪击,伤势严重。2011年12月,她被巴基斯坦政府授予“国家青年和平奖”,并成为这一奖项的首位得主。 萨蒂亚尔 希则是印度著名的儿童人权活动家,他继承了先贤甘地“非暴力不合作”的精神,多次组织和参与和平示威活动,他的主要目标是抗争严重剥削儿童经济利益的现象,以及呼吁国际社会重视儿童正当权利,为儿童发声。 5 、 经济学奖 :不早于斯德哥尔摩时间 13 日13 时(北京时间13 日19 时)。 据法新社10月13日消息,法国经济学家 让·梯若尔(Jean Tirole) 获得2014年诺贝尔经济学奖。瑞典皇家科学院在声明中写道,让·梯若尔因“对市场力量和监管的分析”而获奖。评委还指出,梯若尔是这个时代最具影响力的经济学家之一。 让·梯若尔(Jean Tirole) 教授,是世界著名的经济学大师(1990-2000年世界经济学家排名第二。现担任法国图卢兹大学产业经济研究所科研所长,同时在巴黎大学, 麻省理工学院担任兼职教授,并先后在哈佛大学、斯坦福大学担任客座教授。1984年至今担任计量经济学(Econometrica)杂志副主编。 同时还是普纳思经济管理研究院学术委员。 梯若尔在巴黎综合理工学院(1976年)、国立桥路学校(1978年)取得了工程学学位,在巴黎第九大学(1978年)取得决策数学第三周期博士学位。1981年获麻省理工博士学位。 让·梯若尔写了超过180篇经济学和金融领域的论文,以及8本专著,包括《产业组织理论》、《博弈论》(与德鲁·弗登伯格合著)、《政府采购与规制中的激励理论》(与让-雅克·拉丰合著)、《银行审慎监管》(与马赛厄斯·德瓦特里彭特合著)、《电信竞争》(与让-雅克·拉丰合著)、《金融危机、流动性与国际货币体制》和《公司金融理论》 。 6 、 诺贝尔文学奖 :揭晓时间:北京时间2014年10月10日。 瑞典文学院常任秘书英格伦德9日宣布,69岁的法国作 家 帕特里克·莫迪亚诺 (Patrick Modiano) 获得 2014年度的诺贝尔文学奖,他也成为第11位获得这一殊荣的法国作家,将得到800万瑞典克郎(约合693万元人民 币)的奖金。 帕特里克·莫迪亚诺 (Patrick Modiano) 1945年生于法国,1968年出版了第一部小说,一共著有30本书,其中主要是小说,也包括儿童文学和电影剧本。小说《失踪的人》在1978年赢得了龚古尔奖。他在法国广为人知,但在其他地方不太有名。著作主要被译成英语和瑞典语出版。 关于其作品集详见: 帕特里克·莫迪亚诺作品简介 。 在奖金数量方面,由于受到经济危机的影响,从2012 年起,诺奖奖金由1000 万瑞典克朗缩水至800 万瑞典克朗,今年奖金的具体数目尚未公布。 更多关于历年诺贝尔奖的信息详见: 科学网诺贝尔奖专题 。 诺贝尔奖的由来 诺贝尔奖作为全球科学与文学领域的最高荣誉,是以瑞典著名的化学家、硝化甘油炸药的发明人阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔的部分遗产(3100万瑞典克朗)作为基金创立的。诺贝尔奖分设物理、化学、生理或医学、文学、和平五个奖项,以基金每年的利息或投资收益授予前一年世界上在这些领域对人类作出重大贡献的人,1901年首次颁发。诺贝尔奖包括金质奖章、证书和奖金。1968年,瑞典国家银行在成立300周年之际,捐出大额资金给诺贝尔基金,增设“瑞典国家银行纪念诺贝尔经济科学奖”,1969年首次颁发,人们习惯上称这个额外的奖项为诺贝尔经济学奖。1931年的诺贝尔化学奖和1961年的诺贝尔和平奖都曾颁发给已去世的人。1974年开始,诺贝尔基金会规定,诺贝尔奖原则上不能授予已去世的人。
个人分类: 科普集锦|1918 次阅读|0 个评论
2012诺贝尔物理奖揭晓
zhpd55 2012-10-10 08:10
2012诺贝尔物理奖揭晓
据 诺贝尔奖官方网站 报道,当地时间9日11点45分(北京时间17点45分),瑞典皇家科学院诺贝尔奖评审委员会宣布,将2012年诺贝尔物理学奖颁发给法国巴黎高等师范学院(cole Normale Supérieure, Paris)教授塞尔日·阿罗什(Serge Haroche,1944-)与美国标准技术研究所(National Institute of Standards and Technology)教授戴维·瓦因兰(David Wineland, 1944-),以表彰他们在量子力学领域所做出的突破性研究——“提出了突破性的实验方法,使测量和操控单个量子体系成为可能。”( "for ground-breaking experimental methods that enable measuring and manipulation of individual quantum systems")二人将平均分享800万瑞典克朗奖金。   塞尔日•阿罗什,1944年9月11日出生于摩洛哥卡萨布兰卡(Casablanca, Morocco),1996年在巴黎高等师范学院与同事合作进行了实验观察,发现了量子相干性,获得1992年洪堡奖。2001年以来担任法兰西公学院(Collège de France)教授,量子物理学会主席。   戴维•瓦因兰,1944年2月24日出生于美国密尔沃基(Milwaukee, WI, USA),美国标准技术研究所教授。1965年在加州大学伯克利分校获得学士学位。1970年在哈佛大学获得博士学位。在华盛顿大学读完博士后后,1975年进入美国国家标准局,现在在美国标准技术研究所任教。 这两位2012年度诺贝尔物理奖奖得主均是1944年出生,今年68岁,两人的工作是独立进行的——阿罗什教授在法兰西公学院(Collège de France)和巴黎高等师范学院(Ecole Normale Supérieure, Paris)从事研究,瓦因兰教授在美国国家标准技术研究所(NIST)和科罗拉多大学博尔德分校(University of Colorado, Boulder)从事研究。两位教授研究的都是如何在维持个别粒子量子特性的同时对其进行操控。 阿罗什和瓦因兰的研究对象是量子理论中一些最深奥的问题,比如纠缠与相干等。但他们的研究为超准时钟和超高速计算机的开发铺平了道路。利用传统电子学手段无法做到这一点。直到十几年甚至20年前,这些研究结果中的一部分还只不过是科幻小说中的设想,或者充其量也就是量子物理学家的疯狂想象罢了。”英国萨里大学(University of Surrey)物理学教授吉姆•哈利利(Jim Al-Khalili)说,“瓦因兰、阿罗什及他们各自的研究团队刚刚向大家展示了量子世界到底有多么奇妙,并为不久前人们还无法想象的一些新技术创造了实现的可能。”瑞典皇家科学院(Royal Swedish Academy of Sciences)对于获奖成果的评价:“或许量子计算机将在本世纪大大改变我们的日常生活,就像传统计算机在上世纪产生的影响一样。”基于这两位诺贝尔物理学奖得主的研究成果,世界各地的物理实验室已开始进行超高速量子计算机的开发研究。 更多信息请浏览诺贝尔奖官方网站: http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2012/
个人分类: 新观察|4999 次阅读|0 个评论
[转载]《从2010年诺贝尔物理奖谈起》
fangjinqin 2010-10-13 22:01
《从2010年诺贝尔物理奖谈起》 潘国驹 2010年的诺贝尔物理奖由两位原籍苏联,目前在英国曼彻斯特(Manchester) 大学任教的安德列海姆(Andre Geim)和康斯坦丁诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)获得。他们在材料力学方面制成石墨烯(Graphene),它是已知的最薄的材料,它有可能在手机、超级电脑、太阳能触摸屏,发光板等领域有实际的应用价值,这个成果也进一步推动量子物理学的深入研究。诺贝尔基金的委员会对他们的评语是:他们很活泼,灵巧(playfullness),在他们扬弃一些现有的科学理念,他们会漫无目标的在思考新的方向,有时他们的思考是曲折的,不少时候是没有结果的。其实这两位获奖人有不平凡的经历,他们都是在苏联受本科和博士学位的教育。苏联继承了重视文化艺术和科学的传统,他们很早就表示追求科学真理的态度,也持有大胆、开放的研究作风。离开苏联之后,他们去了荷兰的Nijmegen大学,再转去英国的曼彻斯特大学。在他们成名之前,以他们的背景和学历是不可能挤进高等学府的殿堂,即顶尖大学。这对他们反而有好处,因为在这样的殿堂里,总要服从权威的指导,而限制了他们的大胆、创新的研究方向。海姆(Geim)教授说:我的工作就是我的爱好,人们都说我是工作狂,但我喜欢我在做的科研,我们总是改变我们的科研课题,我们也尽量去了解别的成功结果,有多方面的兴趣,是很有乐趣的。从他们的经验,印证了只有勤奋,喜欢自己的专业,才有可能成功。有很多人都说需求和实际价值是发明、创新之母,这个说法不一定是正确的,今年两位物理获奖人就告诉我们没有目标,好奇的工作,往往是发明、创新的主催力,大学研究就是向着一个未知的方向,功利主义的政策,往往得不偿失的政策。亚洲国家要培养出诺贝尔获奖者一定要重视传统文化,要有不怕失败的科学精神。保守的政策,不论投下多少的资金,都不会有重大的发明和科学的突破。
个人分类: 科学论坛|2562 次阅读|1 个评论
Science报道诺贝尔物理奖
yyfu 2010-10-6 15:12
Two-Dimensional Crystal Claims Physics Nobel by Adrian Cho, Daniel Clery Low-tech methods. Geim (left) and Novoselov used cellophane tape to peel their prize-winning one-atom-thick layers of carbon off a chunk of graphite. Credit: Russell Hart/Univesity of Manchester This year's recipients of the Nobel Prize in physics earned that honor with the most wafer-thin of discoveries and with the help of some Scotch tape. Andre Geim and Konstantin Novoselov of the University of Manchester in the United Kingdom share the prize for their discovery in 2004 of graphene, a one-atom-thick material made of carbon. Only a few years later, the material promises revolutionary advances in electronics and other technologies. My hope is that graphene ... will change our everyday lives the way plastics did, Geim says. Graphene had humble beginnings. Geim and Novoselov first produced flakes of it by peeling them off a chunk of graphite using cellophane tape. It just started as a Friday evening experiment, Novoselov recalls. We were enjoying doing it. Others had been trying more complicated methods of liberating a single sheet of atoms, says Philip Kim, a physicist at Columbia University. I was shocked that they were able to get a single layer with such a simple method, Kim says. We were completely scooped. Early on, graphene fascinated primarily theoretical physicists. Because of the material's two-dimensional nature, the electrons in it conspire to move as though they have no mass, much like particles of light. So just like photons, the electrons must always move, cruising along at their own specific speed of light. All of this was predicted decades ago, but graphene provided the first example of such odd behavior. Quickly, physicists, engineers, and chemists began to see the potential for applications. Graphene has many bizarre and often contradictory properties. For example, it is flexible like plastic but stronger than diamond, and it conducts electricity like a metal but is transparent like glass. Researchers have figured out how to make sheets measuring tens of centimeters across. They have developed methods to cut the sheets into nanometer-scale patterns and to change graphene's electrical properties by, for example, affixing hydrogen to its surface. That's opened the way to scads of possible applications. The South Korean electronics company Samsung has developed a touch screen from graphene, whereas researchers with IBM have fashioned ultrafast transistors from the stuff. A sieve of graphene might also serve to sequence DNA. Even Novoselov says it's too early to say exactly what uses graphene will find. Whatever I say now will be wrong because there has been so much progress in its properties and mass production, he says. In that regard, this year's prize could be considered an anomaly. In the past, a few prizes have quickly spotlighted discoveries that upended the prevailing theory; others have recognized advances that over decades had led to ubiquitous applications. This year's prize, by contrast, honors physics that by all accounts is beautiful but not revolutionary. You don't need a new theory to understand graphene, says Jeroen van den Brink, a theorist at the Institute for Materials Sciences at the Dresden University of Technology in Germany. At the same time, it celebrates the potential for applications yet to come. Will this really come into the market? Kim says. I think it's really difficult to say. Still, everyone interviewed by Science says Geim and Novoselov thoroughly deserve the prize. The prize is also unusual because one recipient has another claim to fame. In 2000, Geim won a share of an Ig Nobel Prize , a satirical award given out by the publishers of the Annals of Improbable Research, for magnetically levitating a live frog. Geim is the first person to win both prizes. During a press conference announcing the Nobel Prize, Geim reacted with unusual candor to his latest award: When I got the telephone call, I thought, 'Shit!' because it is a life-changing event. This article from: http://news.sciencemag.org/sciencenow/2010/10/two-dimensional-crystal-claims-p.html
个人分类: 一家之言|3627 次阅读|2 个评论
诺贝尔物理奖获得者的二则故事
yyfu 2010-10-6 12:43
这是两年前Geim在他办公室接受Science Watch采访时讲的,Geim叙述了发现石墨烯的有趣故事: 故事一: Geim说他的实验室里刚来了一位来自中国的博士生。我买了一块高定向裂解石墨(HOPG),请这位博士生制成薄膜,要求尽可能薄。我先给他一台精巧的抛光机让他研磨。三周后他来见我,他说成功了。给我看一个培养皿,在培养皿底部有一些石墨的小斑点。我用显微镜观察,估计这些石墨碎片仍然有10微米厚,大概1000层左右。我问他:你能否再研磨得薄一点?这位博士生说:我需要另一块HOPG 一块HOPG售价约300美元。Geim说我当时向他解释时一定是不太礼貌,我说你不会是磨掉整块砖头才指望获得一粒沙子吧。不料他有礼貌地回答道:如果你这么聪明,你自己试试。这是一个转折点,面对学生的叫板,Geim自己来试,决定用透明胶带。 后面的故事大家可能都知道了,先在胶带上粘一小块石墨、折叠,然后再撕开胶带,薄片也随之一分为二。屡次重复这一过程,即可将石墨减薄,他们很快获得了更薄的石墨,一周后用这些石墨片制成了具有栅控特性的电子器件,类似晶体管,其实当时所用的石墨片并非单原子层(石墨烯)的,10层左右, 但Geim担心有人也在做同样的工作,于是没等拿到单层石墨烯就匆匆往前做了。一开始Novoselov可能没有参加,是后来才介入的,其强项可能是电学测量方面的。假如我们这位中国博士生按Geim的要求获得石墨烯薄片,那么获诺贝尔奖可能这位博士生也有份的,因为制备石墨烯是最关键的内容。遗憾吗?这就是科学研究,机会、偶然与必然是相伴的。不同的性格会决定研究者的不同工作风格,同样会决定各自的命运。 故事二: 问Geim为什么当时会想到去发现石墨烯?Geim说,首先我们有设备,可以研究小样品,其次我有一点低维系统方面的知识,我博士后的研究工作就是涉及低维系统的。第三个原因我戏称是我的科研恶习,那一段时间里,我关注碳纳米管那一拨人,恶心他们时不时地声称获得这样或那样牛的工作。我想我可以做一点不同于碳纳米管的东西,暗想为什么不把碳纳米管剖开呢?这就是当时最初的想法:试着做一些类似碳纳米管的东西,尝试用抛光将石墨减薄,直至几层或尽可能地薄。其实当时谁也没料到(包括Geim自己)能获得单原子层的石墨烯,但大伙都认为制备10或100层石墨应该是没有问题的,故当时我们的目标是:制备100层的石墨,并尝试对其进行研究,希望能解决类似于碳纳米管体系中的问题。于是Geim开始了工作,时间约在2002~2003年间,2004年10月在Science上发表题为Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films论文,署名的共9位,包括两名中国人(D. Jiang, Y. Zhang)。 从Geim的故事可知,如果想获原创性的东西,应该向Geim学习,绝不跟风,不做Research,做Search,尝试前人没有做过的东西,惟有那些东西才有可能永恒。您说呢?
个人分类: 一家之言|15647 次阅读|27 个评论
昨晚Nature上的诺贝尔物理奖新闻稿
yyfu 2010-10-6 10:55
Graphene speeds pair to Stockholm win Research on carbon sheets scores Nobel Prize in Physics. Geoff Brumfiel Konstantin Novoselov (left) and Andre Geim: from sticky tape to Nobel prize in just six years.Univ. Manchester (K. N.); J. King-Holmes/SPL (A. G.) Sheets of carbon with the potential to revolutionize electronics and materials science have bagged this year's Nobel Prize in Physics. Andre Geim and Konstantin Novoselov at the University of Manchester, UK, have been awarded the prize for their work on graphene, a one-atom-thick hexagonal mesh of carbon atoms that has become physicists' material du jour. Geim and Novoselov reported the first free-standing graphene samples in 2004, having used little more than adhesive tape to create the material. Their team stuck the tape to a piece of graphite, peeled off flakes of carbon and then separated graphene from the rest of the flakes. Placing the graphene onto a silicon substrate, the researchers showed that it is a good electrical conductor 1 . Graphene's relatively recent rise to prominence makes it an unusual candidate for a Nobel, and marks the shortest lag-time between experiment and award since Johannes Georg Bednorz and Karl Alexander Mller won the physics prize for their discovery of high-temperature superconductivity in 1987, 18months after their findings were published. I think very few doubted that there would be a Nobel prize, says Andrea Ferrari, an electrical engineer at the University of Cambridge, UK, who researches graphene applications. But, he adds, I was surprised that it came so early. The award caught even Geim off guard. When I got the telephone call, I thought, 'oh shit!', he told reporters at a press conference shortly after the announcement. The second thought that came to my mind was, 'Oh dear, I will not win many more prizes'. Graphene's win may be down to the astonishing speed at which the field has developed. Almost immediately after its discovery, researchers realized that graphene was no ordinary material. Electrons travelling through the sheets display unusual quantum behaviours that can be easily studied 2 , 3 . Graphene's two-dimensional nature, and its atomic structure, also causes electrons to move through it much faster than they do through materials such as silicon. These properties make graphene a hot prospect for constructing computer chips. Although the sheets themselves do not behave as semiconductors, thin ribbons of graphene do. The ribbons' properties are not ideal for electronics, but advocates believe that graphene's speedy electrons and potential affordability could allow it to one day supplant silicon. A nearer-term use may be as a transparent, conducting layer in touch screens 4 , or as flexible displays. Graphene has also been teamed with DNA to create a chemical sensor, and can even act as a sponge to clean polluted water. Geim thinks that the material has the potential to be as revolutionary as plastics. My hope is that graphene and other two-dimensional crystals will change our everyday lives, he says. References 1.Novoselov, K. S. et al. Science 306, 666-669 (2004). 2.Zhang, Y. et al. Nature 438, 201-204 (2005). 3.Novoselov, K. S. et al. Nature 438, 197-200 (2005). 4.Kim, K. S. et al. Nature 457, 706-710 (2009). This article from: http://www.nature.com/news/2010/101005/full/467642a.html
个人分类: 一家之言|4676 次阅读|0 个评论
引领通信革命的光纤
txlu 2010-5-9 07:48
引领通信革命的光纤 引领通信革命的光纤.pdf
个人分类: 未分类|4271 次阅读|0 个评论
简评2008年诺贝尔物理奖
reporter 2008-10-9 07:18
2008年10月7日北京时间下午5点45分,瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布,将本年度的诺贝尔物理奖的一半授予美国芝加哥大学的南部阳一郎(YoichiroNambu),以表彰他发现了亚原子物理中对称性自发破缺的机制,奖项的另一半由日本高能加速器研究机构(KEK)的小林诚(MakotoKobayashi)和京都大学的益川敏英(ToshihideMaskawa)分享,以表彰他们发现了对称性破缺的起源,并由此预言了自然界中至少三个夸克家族的存在。 人类对对称性的兴趣可以追朔到远古时期。从古希腊文明到现在的日常生活,从五颜六色美丽的雪花、达?芬奇的油画、各种漂亮的装饰图案、植物的果实,到令人惊叹的建筑物如鸟巢、水立方等,人们无时无刻不在感受着对称性带来的美感。对称性是指如果一个操作或变换使系统从一个状态变到另一个与之等价的状态,或者说系统的状态在此操作或变换下不变,我们就说该系统具有对称性。例如,一个呈现六角图案的雪花,当旋转60 o 时,人们看到的形状与旋转前是完全一样的,我们就说该图案具有3重旋转对称性;对正常的人体来说,则具有明显的镜面反射对称性等。对称性描述的数学语言是19世纪由数学家建立起来的群论(grouptheory)。在20世纪,群论作为一个有力工具在物理学研究中得到了重要而广泛的应用,并由此导致了许多重大的科学发现和物理理论的建立,如狭义相对论、质子、中子、正电子和其他一些基本粒子的发现、标准模型、弱作用中的宇称不守恒等,这些成果均获得了诺贝尔物理奖。 现在知道,物理学中的对称性意味着守恒律的出现。当系统由于某种原因失去了原有的对称性后,一定会进入到另一个与以前完全不同的状态,这就是对称性破缺的概念。例如,当体重差不多的两个小孩在玩跷跷板时,两个小孩分坐两端,在静止状态下,跷跷板保持水平状态,达到平衡;当一个小孩离开后,跷跷板失去平衡,有小孩的一端着地,另一端则必然上翘,使原来的水平状态被打破,原有的对称性就发生了破缺。又比如,水是各项同性流动的液体,水分子在水中沿各个方向运动皆可,但当温度下降到零度以下时,水结成了冰,水分子在冰中按一定的择优方向排列,形成了冰的几何结构,对称性降低,不再保持原来水中各向同性的对称性,即发生了对称性破缺。 对称性破缺是贯穿凝聚态物理始终的一个重要的基本概念。在凝聚态物理学中,对称性的破缺就意味着有序相的出现。例如,水结成冰后,水分子在冰中的分布比在水中更有序。另一个典型的例子是磁性材料,人们有时俗称为吸铁石或磁石,在这类材料中,由于磁性原子之间的交换作用,使之具有自发磁矩,对外呈现出磁性,称为磁有序;但当温度升高到一个临界温度(称之为居里温度)以上时,磁性原子的磁矩在热运动的作用下呈现出混乱的排布,导致磁性材料失去磁性,这个状态称为顺磁性,在没有磁场时其磁矩排布是一种无序状态。在顺磁状态下磁矩分布杂乱无章,具有较高的对称性,在居里温度以下时,磁矩朝某一个方向择优分布,出现磁有序,对称性随之降低,原有的对称性发生破缺,出现了有序相,对外显示出磁性。这种对称性的缺失无需外来的激励,称为对称性自发破缺(spontaneouslysymmetrybreaking),因此,磁有序相的出现必然伴随着对称性的自发破缺。 凝聚态物理中另一类重要的材料是超导体,即在某一临界温度以下,这类材料处于超导态,会失去电阻,呈现零电阻特性,同时对磁场具有排斥作用。超导材料表现出的性质称为超导电性。超导材料在电力传输、低温制冷、磁悬浮运输、高能粒子加速器、储能、精密测量、微波器件、逻辑元件等领域具有广阔的应用前景。目前铜氧化物高温超导体的临界温度已达到160K左右。超导态也是一个对称性自发破缺的态。1957年,美国三位物理学家JohnBardeen,LeonCooper和RobertSchrieffer对超导电性的起源给出了令人信服的解释,现在被称之为BCS超导电性理论,并于1972年获得诺贝尔物理奖。该理论指出,两个具有相反动量和相反自旋的电子通过与晶格振动相互作用可以结成电子对,称为Cooper对,超导电性来源于这些电子对的凝聚,超导态是Cooper对的凝聚态。由于Cooper对破坏了原来电子-声子系统满足的U(1)规范对称性,因此,超导态是一个U(1)规范对称性自发破缺的态,在其激发谱中有一个能隙。BCS理论在基本粒子物理、核物理、宇宙学等学科有重要的应用。 BCS理论出现以后,Nambu想要去理解超导态中的规范对称性是如何破缺的,探讨其中是否还蕴藏更深层次的道理。结果他花了大约两年的时间,利用量子场论的框架,推导出了BCS理论的结论。通过考虑对顶角的辐射修正,他发现超导态中的规范不变性仍然存在,表征规范不变性的Ward恒等式可以建立,只是以非线性的方式来实现。这样,超导态中的所有计算都可以在规范不变下进行,从而发现了在场论表述下的对称性自发破缺。Nambu在对BCS理论的处理中,发现存在着一个具有零能量和动量的态,称为无质量的声子,当把库仑场考虑进去以后,这些无质量的声子就变成了有质量的等离激元。 1960年,Nambu提出在基本粒子的量子场论中也存在着对称性自发破缺,通过引入某种未知场的真空期望值,与超导态相类比,建立了强相互作用理论。在假定手征对称性具有很小的明显破缺时,发现介子有一个小的质量,比其它尺度小的多,并推导出了表征轴矢量、介子衰变常数以及介子与核子间耦合的GT关系,计算出了介子与核子间的散射截面,发现与实验符合。介子是一个复合粒子,当对称性没有明显的破缺时,该复合粒子就变成了无质量的。J.Goldstone利用标量场做了类似的计算,得到了真空期望值,发现能谱中也有一个无质量的粒子,现在被称作Nambu-Goldstone玻色子。在基本粒子理论中,手征对称性是整体对称的,而整体对称性的破缺会导致出现无质量的粒子;在超导电性理论中,对称性是规范不变的,这会导致有质量的态出现。1964年,F.Englert,R.Brout,以及P.W.Higgs分别提出了相对论规范理论,他们发现自发破缺的规范对称性没有产生一个无质量的粒子,而是给出了一个有质量的标量态,现在被称为Higgs玻色子,它是迄今为止在实验上尚未观测到的唯一的标准模型粒子。2008年9月10日在欧洲核子中心开始运行的大型强子对撞机(LHC)有望提供实验证据证实Higgs粒子存在与否。随后,Nambu及其合作者提出了强相互作用的基本理论应该是基于SU(3)规范群的非阿贝尔规范理论。GerhardtHooft和MartinusVeltman证明了即使规范对称性自发破缺,非阿贝尔规范理论是可重整化的。由此引发了一系列有关非阿贝尔规范理论的后续的重大发现,如电弱理论、渐进自由、量子色动力学、夸克混合等。 今年诺贝尔物理奖的另一半授予了日本的科学家Kobayashi和Maskawa。1972年,当时这两个年轻的日本学者,根据Glashow-Salam-Weinberg的电弱理论模型,研究了电荷宇称(CP)破坏问题。他们想去扩展上述模型,希望得到包含真实复耦合常数的一项。首先研究了具有两夸克家族的模型,发现得不出一个复耦合常数。随后,他们研究了具有SU(2)量子数的三夸克家族模型,发现通过幺正变换可以得到一个具有自由相因子的耦合常数,该相因子不能被吸收进其他项。通过矩阵分解,Kobayashi和Maskawa写下了一个含相因子矩阵元的矩阵,现在称为Cabibbo-Kobayashi-Maskawa矩阵,被广泛用于讨论夸克混合。该相角不能被变换掉,它的出现就成为三夸克家族理论中包含CP破坏的证据。当时,人们只知道三个夸克(u,d,s),而Kobayashi-Maskawa(KM)的理论中包含有6个夸克,论文发表后未引起人们的注意。随着一些基本粒子如J/y、重轻子等的发现,人们开始关注KM理论,第四个夸克(c-夸克)由Glashow等人引进,随后第五个夸克(b-夸克)在1977年被实验发现,第六个夸克(t-夸克)在1994年被发现。长寿命b-夸克的发现提供了新的可能性去测试CP破坏,人们因此在斯坦福大学和日本的KEK建立了B-工厂,所有的测量结果和实验数据都显示出与KM三十多年前的理论预言惊人的一致,表明在我们能够测量的能量范围内,自然界的基本组成来自于三个家族,同时考虑了CP对称性破坏可用于区分物质与反物质。需要提及的是,KM理论也通过了物理学家建立的所有理论上的验证。 KM理论之所以重要,除了上面讲述的之外,可能对探索宇宙的起源提供了深刻的启示。一种看法认为,在137亿年前发生的大爆炸导致了宇宙的诞生,其根源可能来自于同种迄今尚不清楚的对称性破缺。按照一般理论,在大爆炸之初,应该产生同等数量的物质和反物质,他们彼此湮灭,但实际情况并不是这样,而是产生了我们今天的世界。其原因有可能是在产生每100亿个反物质粒子的同时有一个额外物质粒子的偏离,正是这样的偏离导致的对称性破缺才使得我们今天的宇宙得以存活。上述设想是否正确,现在尚未有明确的答案,或许刚刚运行的欧洲大型强子对撞机以后会提供部分答案。 对称性自发破缺的重要性除了在上述领域体现出来之外,还是其他领域如宇宙学、化学、生物等领域的普遍现象。今年的诺贝尔物理奖授予了三位理论物理学家,他们建立的理论基本而深刻,对人们认识由基本粒子组成的微观世界的结构及其运动规律以及宇宙的起源起到了重要的推动作用,影响深远。 (本文作者:苏刚,教授,中科院研究生院副院长,研究方向为理论物理。)
个人分类: 大学之大|4441 次阅读|1 个评论
也谈2008诺贝尔物理学奖
lihb2008 2008-10-8 07:07
说说日本本土的小林诚和益川敏英, 他们之所以在今年获奖很大程度上是两个B介子工厂过去十年的实验积累推动的。我们先从CP破坏谈起。 高能物理主要是研究基本粒子的性质及其交互作用力。在1964年James Cronin 和Val Fitch发现大约有千分之二的KL介子会衰变到一对+-介子。当时人们相信电荷宇称(CP)是守恒的(在此之前1956年杨和李已经建议实验寻找空间反演(P)不守恒)。可是绝大多数的KL介子衰变会衰变到三个介子,显示KL介子是电荷宇称奇态(CP odd)。奇态的KL介子又怎么会衰变到电荷宇称偶态的+ - 介子对呢?这代表了电荷宇称(CP)的守恒性被破坏了。Cronin和Fitch后来也因为发现到这种CP破坏现象于1980年拿到诺贝尔物理奖。KL介子和KS介子可以用K0介子及其反粒子K0bar的线性组合来表示;如果KL介子存在CP破坏的现象,这就表示K0介子和K0bar介子必定有些物理性质不一样。后来我们寻找CP破坏的证据,便直接去测量粒子与反粒子间性质的差异。到底CP破坏的原因是什么呢?许多的理论家在后来几十年间提出許多模型解释,关于小林和益川的模型我们要从1963年谈起: 在1963年Cabibbo了解到夸克的弱作用的本征态与其质量的本征态是不同的,因此提出下夸克﹙d﹚和奇异夸克﹙s﹚的这两种本征态之间存在一种矩阵的转换。1973年小林与益川将Cabibbo的想法扩充,在粲夸克﹙c﹚尚未发现之前便猜想如果有第三代的夸克存在的话,就有可能解释CP破坏的现象。后来第三代的底夸克﹙b﹚于1977年被我的美国合作者IIT的Dan Kaplan和他的老师Leon M. Lederman找到,18年后同是第三代顶夸克﹙t﹚也被发现了。CKM矩阵內每一个参数并不能由理论推得,必须从实验得知。这个被称为CKM的矩阵和描素三代夸克和轻子的强、弱和电磁相互作用的规范理论,构成了高能物理的标准模型,当然还需要Higgs粒子来负责质量的来源。而这一理论成功地预言在B介子的衰变中有大的CP不对称(约10%)。有关CKM矩阵对CP破坏预言的更多解释可见: http://www.symmetrymagazine.org/cms/?pid=1000235 http://www.symmetrymagazine.org/cms/?pid=1000424 这就是为什么在90年代初日本和美国同时各花费约20亿美元建造了几乎相同的两个实验, 一个是在日本KEK的BELLE实验,另一个是在美国斯坦福大学的BaBar实验(我从2001年到2005年在BaBar实验工作)。看来这两个实验靠十几年的数据积累,将近1000名实验物理学家的辛勤劳动没有白费。 下面是这两个实验的网页: 美国BaBar实验: http://www-public.slac.stanford.edu/babar/ 日本BELLE实验: http://belle.kek.jp/ 日本作为一个工业大国,他们从一开始就很重视基础科研,也很重视培养基础科研的专门人才,给他们很宽松的环境,能够踏下心来认认真真地做研究,这也是为什么他们能用30多年的时间来完成这一件事情,从理论预言到长期的实验测量。 这一点与我们中国现在的急功近利大不相同。
个人分类: 科普|8753 次阅读|7 个评论

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-5-17 13:09

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部