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今天诺贝尔物理奖会给谁 先看看过去的赢家都是谁

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诺贝尔奖的开端

诺贝尔奖是当代文化的风景线,覆盖人类文明很多领域,是这些领域中或大或小的里程碑。最初设立的奖项有物理学奖、化学奖、生理学或医学奖、文学奖和和平,后来加上经济学奖。

作为瑞典化学家和实业家的诺贝尔(AlfredNobel)曾经对自己有个描述 [1]:

“我不喜与人交往却十足地慈善,有好几方面不正常,却是个超理想主义者,我消化哲学比消化食物更有效(I am a misanthrope and yet utterly benevolent, have more than onescrew loose yet am a super-idealist who digest philosophy more efficiently thanfood)。”

可见,诺贝尔是个富有理想主义和人文情怀的人。

瑞典科学院历史科学中心主任Tore Frängsmyr认为,正是诺贝尔的理想主义驱使他将自己的财富留给通过科学、文学和推进和平而为人类做出贡献的人。

1895年11月27日,诺贝尔签署了遗嘱,其中包括诺贝尔奖的设立。

次年12月10日,诺贝尔去世。2016年的颁奖日正好是他去世120周年。

诺贝尔奖与现代物理同步

正当诺贝尔签署遗嘱时,德国维尔茨堡(Würzburg)的伦琴(WilhelmRöntgen)正在确认他于11月8日的偶然发现:漆黑的房间里的被黑纸包裹的阴极射线管使荧光屏发光。

伦琴没有告诉任何人他的发现。仔细核实7周后,伦琴确认了他的发现:X射线 [2]。

12月22日,他用X射线拍下夫人的手骨。12月28日发表文章。

1901年,历史上第一个诺贝尔奖,也是第一次诺贝尔物理学奖,授予伦琴。

x射线的发现打开了现代物理大门,并旋即应用于医学、材料检测。

诺贝尔奖恰好设立于现代物理学革命的开端,陪伴了现代物理学和整个现代科学的发展。

本世纪的诺贝尔物理学奖

参照诺贝尔奖官方材料,我将本世纪以来诺贝尔物理学奖总结如下。

文章配图

文章配图

笔者发现,本世纪以来,获奖领域基本可以粗略归为四大领域:粒子物理、原子分子光物理、凝聚态物理和天体物理,每年的颁奖兼顾到不同领域,相邻年不授予同一领域。这一点增加了引力波直接探测与黑洞物理获得2017年诺贝尔物理学奖的可能性。

下面我按照这四个领域,梳理一下诸位得奖人的得奖原因。

(1)原子分子光物理:

2001年得主Eric A.Cornell和Carl E.Wieman作为合作者,以及WolfgangKetterle,各自用激光冷却实现了原子的玻色-爱因斯坦凝聚,并研究了凝聚体的性质。

2005年得主RoyGlauber提出光学相干的量子理论,JohnHall 和TheodorHänsch分别发展了激光精密光谱学,特别是光梳。

2009年得主高锟对用于光通信的光纤中的光传输作出突破性贡献,WillardS. Boyle 和GeorgeE. Smith发明了成像半导体回路,即CCD传感器。

2012年得主SergeHaroche 束缚并用原子操控光子的量子态,David J.Wineland束缚并用光子操控带电离子的量子态。

(2)天体物理:

2002年得主RaymondDavis Jr. 探测到来自太阳的中微子,MasatoshiKoshiba探测到来自超新星爆发的中微子,RiccardoGiaccon探测到来自宇宙天体的X射线。

2006年得主John C.Mather 领导了COBE卫星对微波背景辐射的精密测量,GeorgeF. Smoot测量了辐射谱偏离黑体辐射谱的涨落。

2011年得主SaulPerlmutter, 以及BrianP. Schmidt 和Adam G.Riess一组合作者,通过观察远处超新星发现宇宙的加速膨胀。

(3)凝聚态物理

2003年得主VitalyL. Ginzburg与已故的LevLandau提出一个关于超导电性的唯象理论,AlexeiA. Abrikosov用它研究了磁场中的所谓第二类超导体的性质,AnthonyJ. Leggett提出了氦3超流的理论。

2007年得主AlbertFert 和PeterGrünberg 分别发现了巨磁阻。

2010年得主AndreGeim和KonstantinNovoselov从石墨中获得单原子层,即二维材料石墨烯。

2014年得主赤崎勇和天野浩,以及中村修二,分别发明了蓝光发光二极管。

2016年得主DavidJ. Thouless与J.Michael Kosterlitz发现了拓扑相变,David J. Thouless又发现量子霍尔效应红的拓扑,F.Duncan M. Haldane提出反铁磁中的拓扑和无磁场的量子霍尔效应。

(4)粒子物理

2004年得主DavidJ. Gross和FrankWilczek 作为合作者,以及H.David Politzer,分别提出强相互作用的渐进自由理论。

2008年得主YoichiroNambu 提出粒子物理中的自发对称破缺的机制。

2013年得主FrançoisEnglert 与已故的RobertBrout作为合作者,以及PeterW. Higgs,分别提出基本粒子获得质量的机制,这被最近CERN大型强子对撞机上的实验所证实。

2015年得主梶田隆章发现了大气中微子的振荡,ArthurB. McDonald证实了太阳中微子的振荡。与天体物理也相关。

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