诺贝尔物理学奖论文
2012诺贝尔物理学奖简介
北京时间2012年10月9日下午5时45分，在瑞典首都斯德哥尔摩的卡罗琳斯卡医学院，2012年诺贝尔物理学奖的获奖者名单揭晓。获奖者为法国科学家沙吉·哈罗彻（Serge Haroche）与美国科学家大卫·温兰德（David J. Wineland）。
量子理论是现代物理学的两大基石之一。颁奖词称，两位获奖者的研究成果为量子理论研究提供了突破性的研究成果。两位获奖者将分享800万克朗（约合110万美元）的诺贝尔奖奖金。
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。他们的方法大同小异，大卫·维因兰德是利用光或光子来捕捉、控制以及测量带电原子或者离子，Serge Haroche采取了相反的方法：通过发射原子穿过阱，他控制并测量了捕获的光子或粒子。
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。
他们的突破性研究，让原本神秘的量子世界不再“与世隔绝”。与人们熟知的世界截然不同，自然界还存在着另类世界，被称为量子世界。在量子世界中，粒子行为不遵从经典物理学规律，人类对量子的观测更是难上加难。
而通过巧妙的实验方法，阿罗什和维因兰德的研究小组成功地实现对单个量子系统的测量和控制，颠覆了之前人们认为的其无法被直接观测的看法。
“这是两种开创性的技术，后来都发展成为量子研究领域新的研究手段和实验技术。”中科院院士、中科大量子信息重点实验室主任郭光灿在接受《中国科学报》记者采访时说。
阿罗什的工作是打造出一个微波腔，借助单个原子在微波腔中会辐射或吸收单个光子的特性，实现了操纵单个光子。而维因兰德则制造出了一个离子阱，先用光来俘获离子，然后用激光冷却离子，进而对离子进行测量和控制。
腔量子电动力学与离子阱系统都是很干净的量子系统，但是腔量子电动力学系统对单个原子的精确操控比较麻烦，需要用光场束缚冷却原子，并精确的操控其位置。所以Haroche选择用原子作为测量器来探测腔中光子的状态。与腔量子
电动力学系统不同，离子阱系统对单个原子的操控是比较容易的，改进技术之后，也很容易实现两个原子的操控。因此不难理解离子阱系统能最早在实验上实现量子逻辑门，Wineland也因此获得了诺贝尔物理学奖。经过十几年的发展，人们已经实现了十几个离子阱量子比特的操控。但是进一步扩展遇到了很大的困难，这是离子阱技术本身带来的难以逾越的问题：我们无法无止境的增大离子阱来容纳更多的离子。
在2005年附近，耶鲁有一个研究组提出，在超导电路中，制造一个LC的震荡回路器件，设计好电容和电感的大小，可以操控这个震荡电路的本征频率到微波波段。同时超导电路的损耗也可以降低到几乎可以忽略。这个震荡电路就可以看成是电路上的微波腔。而我们已经可以在电路中利用超导体的量子效应制备出宏观的人工二能级原子，或者说量子比特。把超导量子比特与超导震荡电路集成在一起，我们就得到了超导电路量子电动力学系统。这个系统很类似于Haroche 所研究的利用两面高反射镜与理德堡原子耦合得到的腔量子电动力学系统，可以算是Haroche实验装置的改进升级版。在这个改进升级了的超导微波腔量子电动力学系统中，我们获得的额外在于：可以任意操控人工原子的频率、位置以及与腔中微波光子的耦合强度。而最吸引人的地方是：这是一个电路系统，我们可以很容易的扩大系统的规模，我们在超大规模集成电路中积累的技术也可以应用在这里。
离子阱自然也不会坐以待毙。既然单个离子阱无法容纳太多的离子，那么我们也改进设计。目前人们正在研究在固体表面形成的表面离子阱，可以做得非常小，一个芯片上可以做出离子阱的阵列来，而且可以引入离子阱之间的耦合。但是，要真正的扩大离子阱量子计算的规模，还是得引入量子网络技术。利用光作为媒介形成相互远离的离子阱之间的全量子网络，整个量子网络可以看成一台大的量子计算机。即使每个离子阱内的量子比特数很少，但是整个网络的计算能力可以很强悍。
“在科学上，他们的研究标志着人类对物质的操控能力大大提高了。”中科院院士潘建伟在接受《中国科学报》记者采访时评价，“具备这一能力后，量子计算和精密测量便有了变为现实的可能性。”比如，用于制造卫星导航、飞机上GPS所需要的精确时钟。
山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室教授张天才对《中国科学报》记者说，这些实验方法在单原子、单离子和单光子的水平上深刻地揭示了微观量子世界的许多奇异性质，开辟了操控和测量单量子系统的方法，在精密测量、量子信息和量子控制中具有重要应用。
近
代
物
理
实
验
课
程
实
践
学院：物理与电气工程学院
班级：10物理学
姓名：冯晓晓(101101025)
日期：2012年11月21日
1933年诺贝尔物理学奖——原子理论的新形式
1933年诺贝尔物理学奖——原子理论的新形式1933年诺贝尔物理学奖授予德国柏林大学的奥地利物理学家薛定谔（Erwin dinger，1887——1961）和英国剑桥大学的狄拉克（PaulAdrien Maurice Schr Dirac，1902——1984），以表彰他们发现了原子理论的新形式。 20世纪20年代是物理学发展中又一个不平凡的十年。这时，爱因斯坦的光量子假说，得到了密立根光电效应实验的全面验征，已经为人们普遍承认。X射线的本性，由于德国物理学家劳厄（https://www.360docs.net/doc/3119229256.html,ue）在1912年发现了它的衍射现象和英国物理学家布拉格父子（W.H.Bragg，W.L.Bragg）成功地用之于晶体分析，肯定了它的波动性；而美国物理学家康普顿（https://www.360docs.net/doc/3119229256.html,pton）进一步从X射线与电子的相互作用，确证了它的粒子性。到1923年，电磁辐射的波粒二象性已经得到了全面认识。这时法国物理学家路易斯·德布罗意（Louis deBroglie）大胆设想，既然光和X射线等电磁波有粒子性，为什么粒子不可以有波动性？1923年，他根据波的粒子性，发展了布里渊（M.Brillouin）用电子驻波环来解释定态的思想，采用对比的方法，提出了物质波假说，即：与运动粒子相联系的物质波波长为：λ=h/p= h/mv，式中的h为普朗克常数，p=mv是粒子的动量。德布罗意还预言，运动的电子有可能显示粒子的波动性，提出了物质波假说。正是在这个基础上，1926年，薛定谔提出了薛定谔方程，将德布罗意的物质波假说发展成波动力学，与海森伯、玻恩和约丹从不同途径创立的矩阵力学，共同形成微观体系的基本理论——量子力学。 薛定谔是奥地利人，1887年8月12日出生于维也纳。父母都是名门出身。薛定谔在中学时代就有广泛兴趣，不仅对自然科学，而且也很喜欢古代语言的严密逻辑和德国诗歌的优美谐和，他最讨厌的是死背数字和书本。1906年——1910 hrl）对他 年在维也纳大学物理系学习，玻尔兹曼的继承人哈森诺尔（Hasen 颇有影响。就在这些年代里他掌握了连续介质物理学中的本征值问题，为他以后的工作奠定了基础。1910年获得博士学位后留在维也纳大学从事实验物理学的教学和研究工作。第一次世界大战期间，他作为一名炮兵军官服役于一偏僻的炮兵要塞，却利用闲暇研究理论物理。1920年，薛定谔成为著名物理学家维恩的助教。1921年受聘任瑞士苏黎世大学数学物理教授，主要研究热力学和统计力学，1925年夏秋之际，从事量子气体理论研究。这时正值爱因斯坦和玻色关于量子统计理论的著作发表不久，爱因斯坦在论文中提到了德布罗意的物质波假说。在他的启示下，薛定谔萌发了用新观点研究原子结构的想法。可以说，爱因斯坦是薛定谔的直接引路人，正是由于爱因斯坦那篇关于单原子理想气体量子理论的论文，引导了薛定谔的研究方向。1925年10月，薛定谔得到了一份德布罗意的博士论文，使他有可能深入地研究德布罗意的位相波思想。 薛定谔在他的第一篇论文中，提到了德布罗意的博士论文对他的启示。他写道：“我要特别感谢路易斯·德布罗意先生的精湛论文，是它激起了我的这些思考和对…相波?在空间中的分布加以思索。”著名化学物理学家德拜对他也有积极影响。据说，在苏黎世定期召开的讨论会上，薛定谔被德拜指定作有关德布罗意工作的报告。在报告之后，主持人德拜表示不满，向他指出，研究波动就应该先建立波动方程。薛定谔在他的启示下，下功夫研究这个问题，几星期后，薛定谔再次报告，宣布找到了这个方程。
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.360docs.net/doc/3119229256.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。
1977年诺贝尔物理学奖——电子结构理论
1977年诺贝尔物理学奖——电子结构理论1977年诺贝尔物理学奖授予美国新泽西州缪勒山（Murray Hill）贝尔实验室 的P.W.安德森（Philip W.Anderson，1923—）、英国剑桥大学的莫特（Nevill Mott，1905—1996）和美国哈佛大学的范弗莱克（John Van Vleck，1899—1980），以表彰他们对磁性和无序系统的电子结构所作的基础理论研究。 P.W.安德森1923年12月13日出生于美国依利诺斯州的印第安纳波利斯（Indianapolis）。父亲是依利诺斯大学的植物学教授，在他父母的亲友中有许多物理学家，他们激发了P.W.安德森对物理的爱好。中学毕业后，进入哈佛大学，主修数学。可是不久第二次世界大战爆发。P.W.安德森在此期间应召入伍，被分配去学习电子物理，不久派遣到海军研究实验室建造天线。这项工作使他对西方电器公司和贝尔实验室有所了解。战争结束后，P.W.安德森返回哈佛大学，就下决心向物理学家学习，做一名物理学家。在这些物理学家中，以电子结构理论著称的磁学专家范弗莱克是他最敬佩的物理学家之一。他和范弗莱克曾经一起在军事部门工作过，范弗莱克是哈佛大学的著名教授，正是范弗莱克的指引，P.W.安德森后来决心把自己的研究方向定位在固体的电子结构和现代磁学，在范弗莱克的指导下研究了微波和红外光谱的压力增宽。他为了用分子间相互作用解释这些谱线在高密度下增宽的现象，借助于洛伦兹等人的理论发展了一种更普遍的方法，运用于从微波到红外和可见光的光谱学。他还根据已知的分子作用计算出了初步的定量结果。 后来，P.W.安德森的注意力聚焦于绝缘的磁性材料，诸如铁淦氧体和反磁性的氧化物，也就是要研究是什么因素导致原子磁矩和自旋以及人们观测到的那些特殊排列。他在克拉默斯（H.A.Kramers）的“超交换”这一旧概念的基础上，探讨了相互作用的机制。他对相互作用所作的假设可解释自旋花样和居里-奈尔点。 在这项工作之后，P.W.安德森研究了所谓的近藤（Kondo）效应，这个效应涉及磁杂质对极低能自由电子的畸形散射，并对低温状态的情况给出了初步定性解答。这是重正化技术对固体和统计力学问题最早的应用之一。 50年代初，科学家开始研究不同领域的磁共振谱学中的谱线形状和宽度问题。布隆姆贝根、珀塞尔和庞德（Pound）对核共振、范弗莱克对电子共振提出了许多有用的概念，但从观测到的谱线进一步理解原子运动和相互作用，尚需有定量的数学表述。从这一观点看，铁磁共振是一个空白。P.W.安德森对此提供了一种数学上的方法，来处理“交换变窄”和“运动变窄”等问题，并把这些问题与原子运动和交换联系在一起。他还对相互作用和机制进行了许多研究。在铁磁共振方面，他和苏尔（H.Suhl）等人合作，首先提出了杂质增宽和自旋波激发等概念，使这个领域得以澄清。当解释超导电性的BCS理论在1957年刚刚提出时，基本原理问题还存在。P.W.安德森是最早解释这些问题并将巴丁、库珀和施里弗的方法普遍化中的一位。
1910年诺贝尔物理学奖
1910年诺贝尔物理学奖 1910年物理学奖得主，是荷兰科学家范德瓦耳斯（van der Waals），获奖原因是他关于气态和液态方程的研究。 范德华全名为约翰尼斯·迪德里克·范·德·瓦耳斯（Johannes Didreik van der Waals，1837—1923），从小家境贫困，中学辍学去工厂当学徒，后来又成为小学教师。他靠自学掌握了物理学的基础知识，经常去莱顿大学旁听物理学课程，25岁成为中学的物理教师。35岁发表《气体、液体连续性论》的著名论文，引起世界物理学界的关注。次年，莱顿大学授予他物理学博士学位，40岁时被阿姆斯特丹大学正式聘为物理学教授。 通过研读经典的物理学著作，范德瓦耳斯了解到，在常温常压下，气体的压力、体积和温度之间呈现一定的规律变化pV＝RT。其中p代表压力，V代表体积，R是常数，T是温度。这就是所谓的“理想气体定律”。 19世纪，人们还发现，在高压低温下，气体偏离了上面的定律，除少数几种“永久性气体”（氢、氧、氮、氦、一氧化碳等）外，其他气体都会液化。经过研究和推导，范德华最终给出了修正后的气体定律，即范德瓦耳斯方程：（p＋n2a/V2）（V-nb）＝nRT。其中a、b为新的常数，与气体的类型有关，随着气体分子的大小变化而有所不同。范德华指出，这一方程加入了气体分子间相互作用的影响因素，可以计算出各种气体的临界温度，所有气体都可以在它们的临界温度下被液化，人们认为的那些“永久性气体”并不是真正永久 1
性的，只不过从未达到过临界温度。后来的科学家得知，无论是固体、液体还是气体，它们的分子或原子之间都存在吸引力，这种吸引力被称为“范德瓦耳斯力”，对物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质都有决定性影响。 在范德瓦耳斯理论的指导下，1908年，莱顿的物理学家卡默林·昂内斯（Heike Kamerlingh Onnes）在绝对温度4.2K （-268.95℃）将“永久性气体”氦气液化，证明了范德瓦耳斯公式的正确性，昂内斯因此而获得了1913年的诺贝尔物理学奖。在进行气体液化的实验中，人们还发现，在超低温条件下，有些金属会出现超导现象，这应该是追求气体液化的超低温环境所带来的一个重要副产品。 2
1973年诺贝尔物理学奖——隧道现象和约瑟夫森效应的发现
1973年诺贝尔物理学奖——隧道现象和约瑟夫森效应的发现 1973年诺贝尔物理学奖一半授予美国纽约州约克城高地（YorktownHeights）IBM瓦森研究中心的江崎玲於奈（Leo Esaki，1925—），美国纽约州斯琴奈克塔迪（Schenectady）通用电器公司的贾埃沃（IvarGiaever，1929—），以表彰他们分别在有关半导体和超导体中的隧道现象的实验发现；另一半授予英国剑桥大学的约瑟夫森（BrianJosephson，1940—），以表彰他对穿过隧道壁垒的超导电流所作的理论预言，特别是关于普遍称为约瑟夫森效应的那些现象。 江崎玲於奈1925年3月12日出生于日本大阪的一个建筑师家庭里，1938年，江崎进入同志社中学，三年后父亲去世。江崎自幼就表现出对科学的浓厚兴趣，喜欢阅读科学家传记故事，立志要作像爱迪生和马可尼那样的发明家，小时自己动手制作电动火车和汽车模型。1940年，他以优异成绩越级进入京都第三高等学校。1944年初提前毕业。同年10月，江崎进入东京帝国大学攻读实验物理。在大学期间，为维持生计勤工俭学，做晚间家庭教师。他认真学习了数学和物理课程，并自学物理学专著。 1947年，江崎获硕士学位，有机会进入神户工业股份有限公司研究真空管热电子发射现象。他由此接触到固体表面物理化学性质和真空管材料技术。由于这项研究与强外电场作用下的冷金属表面电子发射现象有关，他对固体中的隧道效应发生了兴趣。1950年，他转入对半导体材料和晶体管的研究。这时，晶体管刚刚发明。1956年江崎辞去神户公司的工作转入索尼公司。在索尼公司领导了一个小组对半导体二极管内电场发射机理进行研究。这项研究主要考查窄宽度p－n结的导电机制。p-n结中内电场分布取决于杂质的分布。当时许多研究者都把提取含杂质少的高纯半导体材料当作目标，而江崎选择了相反的路线，他尝试制备高掺杂的锗p－n结器件。 1957年初江崎首先获得了掺有高浓度杂质的锗精制单晶体做成了薄p－n结。他发现这种薄p－n结的正向电阻特性没有变化，但反向电阻却呈直线下降趋势。随后，江崎增大了掺杂浓度，使结宽进一步变窄。当浓度达到1018cm-3以上时，p－n结的施主和受主浓度都高到使结两侧呈简并态，费米能量完全占据了整个导带或价带内部。江崎发现，在这种隧穿路程极短的情况下，所有温度条件下都可以观察到负阻现象。 负阻现象所对应的电压远低于人们熟知的击穿电压。江崎用量子力学理论令人信服地证明了这正是人们长期以来所寻找的隧道效应，这项研究确立了隧道效应在半导体材料中的存在。接着，江崎利用这种半导体p－n结中的隧道效应研制出一种新型半导体器件——隧道二极管。这种二极管具有独特而优异的反向负阻特性，可在开关电路、振荡电路、微波电路以及各种高速电路中获得广泛应用，成为现代电子技术中最重要的器件之一。正是这项贡献使江崎于1973年获得诺贝尔物理学奖。 1958年，江崎进一步研究了硅、锑化铟、砷化镓、砷化铟、碲化铅、碳化硅等金属氧化物半导体材料的p－n结，证实它们也有类似的负阻特性。用这些材料制成了多种隧道二极管。70年代，江崎在研究砷化镓等材料的周期性超晶格结构时，指出这些材料的负阻效应的工作频率上限远高于当时已知的任何半导体器件，为后来微波、毫米波、亚毫米波电子学发展提供了制作器件的切实依据。 江崎研究硅隧道二极管时，精确分析了隧穿电流，揭示了材料的电子状态，说明了隧穿电子与势垒中的声子、光子、等离子体量子甚至分子类振动模式之间的相互作用。这些对隧穿物理机制的研究，开创了一门新兴学科——隧穿波谱学。 1959年，日本东京大学授予江崎理学博士学位。1960年，江崎迁居美国，任国际商用机器公司（IBM）中央研究所研究员。
1979年诺贝尔物理学奖——弱电统一理论
1979年诺贝尔物理学奖——弱电统一理论 1979年诺贝尔物理学奖授予美国马萨诸塞州坎伯利基哈佛大学莱曼实验室的格拉肖（Sheldon ，1932—）、英国伦敦帝国科技学院的巴基斯坦物理学家萨拉姆（Abdus Salam，1926—1996）和美国马萨诸塞州坎伯利基哈佛大学的温伯格（Steven Weinberg，1933—），以表彰他们在发展基本粒子之间的弱电相互作用理论的贡献，特别是预言了弱中性流①。 有人说，相对论和量子力学是20世纪物理学最重要的成果，而把电磁力和弱力统一在一起的弱电相互作用理论则是20世纪的最高点，这无疑是恰当的评价。 格拉肖1932年12月5日出生于美国纽约。父亲为了躲避沙俄对犹太人的迫害，年轻时从俄国移居到美国，当了一名管钳工。格拉肖有两个哥哥，比他大十几岁。父母和哥哥都很喜欢他，给他创造了较好的条件，让他学习科学。他在家里的地下室有自己的化学实验室，从小就对科学有强烈的兴趣。1947年格拉肖进纽约的布朗克斯理科中学，温伯格是他的同窗好友。从这时起就开始了他们之间的共同追求。格拉肖酷爱读书，并组织了一个科学幻想俱乐部，出版了中学科学幻想杂志。1950年格拉肖和温伯格一起进入康奈尔大学。格拉肖对这里的本科教学不大满意，因为有名的教授都去给研究生开课，于是就在三四年级时选修了经典电磁理论、量子场论之类的研究生课程。他还经常参加学术报告会。和中学时期一样，他喜欢和同学们讨论问题。1954年大学毕业，格拉肖来到哈佛大学，选择了著名物理学家施温格当自己的导师。在施温格的指导下，格拉肖选取了“基本粒子衰变中的矢量介子”作为自己的博士论文题目。1958年获博士学位。后得到一笔美国科学基金会资助来到丹麦的理论物理研究所。在这里做了两年的研究工作，就在这段时期，他发现了关于弱电统一理论的SU（2）×U（1）模型。 这项重要工作实际上在做博士论文时就已有准备，他在论文附录中就提到了弱电统一的思想，而这一思想正是他的导师施温格首先倡导的。 1956年施温格就已开始考虑弱电统一理论。这件事的由来还应追溯到李政道和杨振宁对弱相互作用中宇称不守恒的发现。这一发现促使人们认识到弱相互作用是普适的V－A型理论，并使人们注意到弱相互作用和电磁相互作用之间有某种共同点，从而进一步考虑两者之间的统一性。施温格在1957年发表的论文中提出弱相互作用是由光子和两个矢量玻色子传递的，这三种粒子应该组成三重态。这个理论虽然因为本身的缺陷：是张量型的而不是V-A型的，又没有考虑到弱中性流，因此没有成功。 1958年格拉肖把他的博士论文附录扩展为以“矢量介子相互作用的可重正性”为题的论文，他主张弱电统一理论应以杨振宁和米尔斯（）的规范理论为基础。在这篇论文中他还试图证明杨-米尔斯理论是可重正的。
2022年诺贝尔物理学奖解读
2022年诺贝尔物理学奖解读 获得诺贝尔物理学奖的三位科学家——法国科学家阿兰·阿斯佩、美国科学家约翰·克劳泽、奥地利科学家安东·塞林格，他们通过开创性的实验展示了处于纠缠状态的粒子的潜，这三位获奖者对实验工具的开发，也为量子技术的新时代奠定了基础。 你明白“纠缠”吗？ 在所谓的“纠缠对”中，一个粒子发生的事情，会决定另一个粒子发生的事情（不管相距多远）。这意味着什么？ 纠缠示意图 量子学的基础仅仅是一个论或哲学问题。其与全世界正密集研发的、以利用单个粒子系统的特殊属性来构建的子计算机、改进测、子网络以及子加密通信，都能息息相关。 以上应用，均需依赖于子学如何允许两个或多个粒子以共享状态存在，甚至无论它们相隔千山万水，均能保持这一状态。 这被称为纠缠。 自从该论提出以来，它一直是子学中争论最多的元素之一。
两对纠缠粒子从不同的来源发射。每对粒子中的一个粒子以一种特殊的方式相互纠缠而聚集在一起。然后，其他两个粒子（图中的1和4）也被纠缠在一起。通过这种方式，两个从未接触过的粒子可以纠缠在一起。 阿尔伯特·爱因斯坦说这是“幽灵般的超距作用”，而埃尔温·薛定谔说这是子学最重要的特征。 今年的获奖者们，探索了这些纠缠的子态，他们的实验为基于量子信息的新技术扫清了障碍，为目前正在进的子技术革命奠定了基础。 不断解决漏洞 长期以来存在的一个问题是，相关性究竟是不是因为纠缠对中的粒子包含隐藏变量。1960年代，约翰·斯图尔特·贝尔提出了以他的名字命名的数学不等式。这说明如果存在隐藏变量，则大量测量结果之间的相关性，永远不会超过某个值。然而，量子力学预测某种类型的实验将违反贝尔不等式，从而导致比其他方式产生了更强的相关性。 量子力学的纠缠对可与反方向抛出相反颜色球的机器相提并论。当鲍勃接住一个球，看到它是黑色的时，他立即知道爱丽丝抓住了一个白色的。在使用隐藏变量的理论中，球总是
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诺贝尔物理学奖相关内容整理 诺贝尔物理学奖是颁发给在物理学领域做出突出贡献的科学家的荣誉。该奖项是诺贝尔奖的五个部分之一，其它四个部分分别是化学、医学或生理学、文学和和平奖。诺贝尔物理学奖最早由瑞典人阿尔弗雷德·诺贝尔创建。他是一位工业家和化学家，他为了纪念自己的父亲和兄长的工作，而创建了诺贝尔奖。 自1901年首届诺贝尔物理学奖颁发出去以来，已有214位科学家获得了这一奖项。其中女性科学家只有两位，分别是玛丽·居里和玛丽娜·韦斯科普夫。大多数获奖者来自欧洲和美国，但近年来，亚洲获奖者的数量也在逐渐增加。 历史上，诺贝尔物理学奖最多的获奖原因是对基础物理学的贡献。这些贡献提供了关于物理学基本原理的新见解，包括对于电磁场、量子物理、宇宙学、粒子物理、物态方程等的研究和解释。然而，在过去的二十年里，获奖的主题逐渐向应用物理学和技术转移。这些获奖者对电子学、计算机科学、物理化学、材料科学、纳米科学和天文学等领域做出了重要贡献。 1949年前，诺贝尔奖金数额不会大过当时的几年利润收益值。奖励给各领域应该有足够的资金，其中物理类由克霍尔基金提供。克霍尔基金的目标是支持物理学研究和强调对生活的贡献。诺贝尔物理学奖提供给获奖者一份荣誉和识别，并为他们的职业生涯带来了积极的影响。
尽管获得诺贝尔物理学奖是科学家们的最高荣誉之一，但该奖项引发的争议也不少。有些人认为，该奖项过分关注个体而忽视了合作的重要性。此外，一些科学家对一些被忽略和被贬低的领域，如天体物理学和气候变化，感到不满。一些批评者还认为，该奖项过于偏向欧美科学家，对于其他地区的贡献给予了不足的关注。 虽然诺贝尔物理学奖存在一些争议，但该奖项对全球物理学研究的重要性和积极影响是不可否认的。它鼓励并支持科学家们在他们的领域中进行创新研究，并为进一步发展物理学领域提供了动力。
诺贝尔物理奖量子纠缠
诺贝尔物理奖量子纠缠 诺贝尔物理学奖量子纠缠是指以心理学家Eugene Wigner和量子物理学家John Wheeler提出的量子力学实验为基础，在量子力学中出现的一种奇特现象。它描述了两个量子物质之前，由于它们之间存在某种“纠缠”关系，无论它们之间相距多远，它们的状态之间会有一些关联性。 实验表明，如果我们将两个极其微小的原子放在相距很远的位置，这一纠缠性会立即传播到两个原子之间，使它们的作用不受距离的限制。即便是小到无法被任何传统的物理力引力或电磁力所影响的原子，也能通过量子力学对其状态进行联系。 诺贝尔物理学奖中获得者Ignazio Ciampa和 Yuan-Gang Zhou在他们的研究中发现，量子纠缠现象并不局限于冷原子，也可以用在凝聚态系统中，例如超流体、超导状态等。他们指出，“纠缠”不仅仅发生在两个原子之间，甚至可以在（某种特定的）量子凝聚态系统中形成一种复杂的、能够跨越距离的全新的条件。 这项发现引起了量子力学和量子信息界的极大强烈，因为量子纠缠是一种令人着迷又神秘的现象，有可能用于实现高速电脑以及安全传输系统。量子纠缠可以被用来实现远距离传输和穿越时空隧道的信令，可能对加密系统有更好的安全性。 此外，量子纠缠还能用于测量皮尔逊系数，从而改变有穷性的干涉模式，有助于研究量子测量理论。量子纠缠可以使人们沿着多条路径分析量子物质，就像在抓取一只蝴蝶一样。但是，与抓取蝴蝶一样，抓取量子物质会产生一些副作用，也就是量子动力学的最终干涉效应。 自诺贝尔物理奖颁发量子纠缠以来，量子纠缠研究不断前进，被用于许多应用，如量子信号传输、量子图像处理等。因此，今天，量子纠缠是研究量子物理和量子信息学的重要内容之一，有望在不久的将来，量子纠缠可以应用于新技术、新研究领域中，带给人们前所未有的惊喜。
诺贝尔物理学奖2022量子纠缠
诺贝尔物理学奖2022量子纠缠 量子纠缠被证实了所以心电感应是真的！！ 北京时间10月4日17时45分，2022年诺贝尔物理学奖揭晓，三位研究量子纠缠的科学家获奖。但大部分人一头雾水，不知道“量子纠缠”是啥意思，今天我们就来聊聊这个话题。 总结来说就是爱因斯坦的广义相对论认为世界是连续的，客观的。波尔的量子力学认为世界是不连续的是一份一份的，最小单位称之为量子。而宏观系统如人类对微观系统的观测会让微观系统状态坍塌，某种意义上，等于你不看花，花有无数种颜色，当你看它，它的颜色就坍塌了。也等于千江水有千江月，宝月一轮当空，江月各自不同。缘起性空。 什么是量子呢？ 科学界有一个不需要争辩的事实，就是你所看的见的万物都是由分子构成的，分子下面是原子，原子下面是离子，离子下面是质子，质子下面是中子，然后是电子，量子是个比较泛的概念，它指的是原子以下的离子、中子、电子。图片 那什么是量子纠缠呢？ 1982年，法国物理学家艾伦爱斯派克特与他的专业团队顺利的完成了一项
科学实验，他们证实了微观粒子之间存在了一种名为“量子纠缠”的神秘关系，所谓量子纠缠是指，在同源情况下的两个微观粒子，它们之间将存在着某种纠缠关系，并且两者之间，无论相隔多远，都会一直保持这类纠缠关系，也就是说，当一名人类对一颗粒子进行干扰时，另一颗粒子也将心领神会，值得一提的是，量子纠缠现象是也是几十年以，科学界中最重大的发现之一，当你还未意识到量子纠缠的可怕之处，它就已经对哲学界、科学界，甚至是各大宗教给予了无情的重击，也对西方主流的科学理论产生了一定的影响。 因为量子纠缠中，有同源的两个粒子无论相隔多远，当一颗粒子发生变化，另一颗粒子也将立刻受到影响，这意味着，量子纠缠中2个亦或是2个以上的同源量子之间，存在非定域性，量子纠缠的现象涉及了量子力学中物理实在性、定域性、隐变量及测量理论等问题，也为量子计算和量子通信的研究中起到了不可磨灭的作用，我们以2个相反方向、同等速率等速运动的电子为例，将一颗电子移至太阳附近，将另颗移至冥王星，拉开两者的距离后，你会发现，它们仍然
原子物理学中的诺贝尔奖研究
原子物理学中的诺贝尔奖研究诺贝尔奖是世界上最高荣誉之一，每年会颁发物理学、化学、生理学或医学、文学以及和平五个类别的奖项。本文将着重介绍原子物理学领域中获得诺贝尔奖的研究，这些研究对于人类的科学认识和技术发展都产生了深远的影响。 1. X射线晶体学 1914年，德国科学家马克斯·冯·劳厄和英国科学家威廉·汉利·布拉格共同获得了诺贝尔物理学奖，以表彰他们在X射线晶体学领域的开创性研究。通过将X射线照射在晶体上，他们发现X 射线会在晶体中发生衍射，不同的晶面将形成不同强度的衍射斑点。这项研究为晶体结构的研究提供了一条新的路线，因为晶体的原子排列方式对于它们衍射的斑点分布有着直接的影响。 2. 增强放射性 1935年，意大利物理学家恩里科·费米和他的同事在实验中发现，当中子被撞击到铝靶上时，会产生新的粒子，这个过程被称为“增强放射性”。他们还提出，这些粒子很可能是新的原子核，这个理论被大多数物理学家所认同。恩里科·费米因此获得了1938年的诺贝尔物理学奖。
3. 核磁共振 1952年，美国物理学家菲利普·艾夫在实验室中发现，当核磁子（是组成原子核的构成要素之一）位于强磁场中时，它们将产生射频信号。这个发现被称为核磁共振，这项技术能够推导原子核的结构和化学成分。经过数十年的发展，核磁共振技术被广泛应用在化学、生物医学、地球科学和材料科学等多个领域。艾夫因此获得了1952年的诺贝尔物理学奖。 4. 量子电动力学 1965年，理论物理学家朱利安·施温格和理查德·费曼共同获得了诺贝尔物理学奖，以表彰他们在量子电动力学领域的开创性研究。他们提出了一种新的计算方式，用于描述原子和电子的相互作用。这个计算方式被称为“费曼图”，可以通过这个图来计算出粒子之间的作用力。这项研究对于理解自然现象的本质性质有着重要的意义。 5. 束缚原子光谱学 1997年，美国物理学家史蒂文·周获得了诺贝尔物理学奖，以表彰他对束缚原子光谱学的贡献。束缚原子是一种非常稳定的状
1925年诺贝尔物理学奖——弗兰克-赫兹实验
1925年诺贝尔物理学奖——弗兰克－赫兹实验1924年诺贝尔物理学奖授予德国格丁根大学的弗兰克（JamesFranck， 1882—1964）和哈雷大学的G.赫兹（Gustav Hertz，1887—1975），以表彰他们发 现了原子受电子碰撞的定律。 弗兰克－赫兹实验为能级的存在提供了直接的证据，对玻尔的原子理论是一个有力支持。弗兰克擅长低压气体放电的实验研究。1913年他和G.赫兹在柏林大学合作，研究电离电势和量子理论的关系，用的方法是勒纳德（P.Lenard ）创造的反向电压法，由此他们得到了一系列气体，例如氦、氖、氢和氧的电离电势。后来他们又特地研究了电子和惰性气体的碰撞特性。1914年他们取得了意想不到的结果，他们的结论是： （1）汞蒸气中的电子与分子进行弹性碰撞，直到取得某一临界速度为止； （2）此临界速度可测准到0.1V，测得的结果是：这速度相当于电子经过4.9V 的加速； （3）可以证明4.9伏电子束的能量等于波长为2536的汞谱线的能量子； （4）4.9伏电子束损失的能量导致汞电离，所以4.9伏也许就是汞原子的电离电势。 弗兰克和G.赫兹的实验装置主要是一只充气三极管。电子从加热的铂丝发射，铂丝外有一同轴圆柱形栅极，电压加于其间，形成加速电场。电子多穿过栅极被外面的圆柱形板极接受，板极电流用电流计测量。当电子管中充以汞蒸气时，他们观测到，每隔4.9V电势差，板极电流都要突降一次（图25－1）。如在管子里充以氦气，也会发生类似情况，其临界电势差约为21V。 弗兰克和G.赫兹最初是依据斯塔克的理论，斯塔克认为线光谱产生的原因是原子或分子的电离，光谱频率ν与电离电势V有如下的量子关系：hν＝eV。 弗兰克和G.赫兹在1914年以后有好几年仍然坚持斯塔克的观点，他们相信自己的实验无可辩驳地证实了斯塔克的观点，认为4.9V电势差引起了汞原子的电离。他们也许因为战争期间信息不通，对玻尔的原子理论不甚了解，所以还在
1928年诺贝尔物理学奖——热电子发射定律
1928年诺贝尔物理学奖——热电子发射定律 1928年诺贝尔物理学奖授予英国伦敦大学的O.W.里查森（SirOwen Willans Richardson，1879——1959），以表彰他对热电子发射现象的工作，特别是发现了以他的名字命名的定律。 20世纪前半叶，物理学在工程技术方面最引人注目的应用之一是在无线电电子学方面。无线电电子学的基础是热电子发射。当时名为热离子学（thermionics）的学科，研究的就是热电子发射。热电子发射定律的发现对无线电电子学的发展有深远影响，因为不论是早期的二极管和三极管，还是后来的X 射线管、电子显像管和磁控管、速调管，都离不开发射电子的热阴极。要使这些器件能够高效率、长寿命地工作，关键在于设计合理的电子发射机构。O.W.里查森定律为此指明了道路。这一事例又一次证明了基础研究对科学技术的重要意义。 热离子现象的观测可以溯源到二百多年前，那时人们已经知道，灼热物体附近的空气会失去绝缘性能而导电，1725年杜菲（Du Fay）就注意到了这一现象，后经托尔（Du Tour，1745年）、瓦森（Watson，1746年）、普列斯特利、卡瓦洛（1785年）不断进行观察，积累了许多这方面的资料。1853年贝克勒尔证明，白热状态下的空气只需几伏电压就可以导电；1881年布朗诺（Blondlot）进一步肯定了上述结论，证明即使电压低到1/1000V，白热状态的空气也不能保持绝缘。后来研究者转向灼热物体对空气导电的影响，致力于追寻这一影响的根源。1873年古利（F.Guthrie）让加热的铁球带电，发现红热的铁球能保留负电，却不能保
留正电；白热的铁球既不能保留负电，也不能保留正电。爱斯特（J.Elster）和盖特尔（F.Geitel）在1882年——1889年进行了一系列实验研究，检测了在不同压强下各种气体中靠近各种热丝的绝缘金属板所聚集的电荷，得到一条结论：在温度低、气压高的状态下，金属板带正电；在温度高、气压低的状态下，金属板带负电。 此时发明家爱迪生正在研究电灯泡。他在灯泡中靠近灯丝的地方装上一块金属片，发现当金属片经电流计同灯丝电源的正极接通时，电流计的指针偏转，显示有电流从灯丝越过空间到达金属片。这就是所谓的爱迪生效应。但在当时爱迪生并没有搞清楚这一电流的本质。 1897年，J.J.汤姆孙通过阴极射线荷质比（e/m）的测量发现了电子。1899年他进一步研究了爱迪生效应中越过空间的电流，用磁偏法测出其荷质比，证实这种电流也是由电子组成。第二年他的学生麦克勒伦（McClellend）指出只要周围气体的压强足够低，从带负电的铂丝放出的电流就几乎完全不受气体性质和压强变化的影响。这些结果引起了汤姆孙另一位年轻学生的极大兴趣，他就是里查森。在导师的鼓励下，他热忱地投身于这项研究中。 里查森从1900年起投身于热离子现象的研究，前后历时十余年。他一方面不屈不挠地从事实验工作；另一方面还下很大功夫进行理论分析。摆在里查森面前的是十分复杂的现象。如果没有理论指导，就只能停留在表面现象，难以探讨事物的本质；如果不掌握精确的数据资料，再好的理论也得不到证实。前人的研究成果固然提供了许多有用的依据，但也充斥着形形色色的说法。例如：有人认为热离子现象是以太行为的某种表现；有人把气体导电现象归因于以太；也有人
1970年诺贝尔物理学奖——磁流体动力学和新的磁性理论
1970年诺贝尔物理学奖——磁流体动力学和新的磁性理论 1970年诺贝尔物理学奖一半授予瑞典斯德哥尔摩皇家技术研究院的阿尔文（Hannes Alfvén，1908—1995），以表彰他对磁流体动力学的基础工作和发现，及其在等离子体①不同部分卓有成效的应用；另一半授予法国格勒诺布尔大学的奈尔（Louis Néel，1904—），以表彰他对反铁磁性和铁氧体磁性所作的基础研究和发现，这些研究和发现在固体物理学中有重要应用。 阿尔文是磁流体动力学的创始人。 阿尔文所有的科学工作都显示了深刻的物理洞察力。他能够从特殊问题概括出非常重要的普遍性结论。他从电磁学观点探讨天体物理学问题，得到了许多崭新的见解。 1933年，还是研究生的阿尔文就创立了一个宇宙辐射起源的理论。在此基础上于1937年他又提出银河系存在磁场的假设。然而，这一假设在提出之初竟受到了冷落。很久以后才证明银河系确实存在磁场。 阿尔文最著名的发现是阿尔文波。这一发现是从太阳黑子及太阳黑子周期等特殊问题生长出来的。1942年阿尔文在太阳黑子的理论研究中发现，处在磁场中的导电流体，在一定条件下可以使磁力线像振动的弦那样运动，出现一种磁流体波。现在已经证明，阿尔文波在整个等离子体物理中极为重要。当时电磁理论和流体动力学已经非常完善，但却是相互独立的。而阿尔文认为在太阳黑子中观察到的磁场只能是等离子体本身的电流所引起，这些磁场和电流必然会产生力，从而影响流体运动，反过来又感应出电场。 尽管在1942年阿尔文就发表了这一概念，但是好几年后才被认真看待，当
时没有人相信他的论断。因为根据传统的电磁理论，在导电介质中是不可能存在电磁波的。按照阿尔文自己的说法，突破发生于1948年，是在他到芝加哥大学作了一次讲演之后，才使费米（E.Fermi）相信这类新型的波确实存在。直到1949年，阿尔文波才首先在液态金属中观察到，1959年又在等离子体中得到证实，终于受到应有的重视。这一发现在等离子体物理、天体物理和受控热核反应中都有重要应用。 与阿尔文波紧密相连的是磁力线冻结的概念。他把磁力线想像成弹性绳（电磁场和物质运动耦合的结果），从而大大地简化了很多等离子体物理问题的推理过程。 通过研究地磁场和极光，阿尔文发现以前建立的计算粒子轨道的方法不切实际，特别是在与极光有关的能量范围内。于是他把“导向中心”近似法发展成为一种工具，以研究带电粒子在电场和磁场中的运动。这种近似法已经成为整个等离子体物理的重要工具。 应用这种近似法，阿尔文提出了地磁场中环流的概念。但当他试图发表时，竟因这个结果与普遍接受的理论不一致，遭到一家权威杂志的拒绝。现在已充分肯定，环流是地磁球壳的一个重要结构特征。 在发展行星围绕太阳形成及卫星围绕行星形成的理论时，阿尔文在等离子体和一种中性气体的相互作用中引入极限速度的概念。这个概念同样受到冷遇，但是后来在实验室和太空中都观察到了，很久以后才在理论上得到解释。 从1943年起，阿尔文系统地发表了关于太阳系的天体演化方面的论文，对于宇宙磁场的起源、太阳系的质量分布与结构、地球与月亮系统的起源与演化、彗星的性质与起源、小行星带的演化等方面，都作出了重要的贡献。他提出过与
1974年诺贝尔物理学奖
1974年诺贝尔物理学奖 1974年物理学奖，由两位英国物理学家分享，他们是马丁•赖尔(MartinRyle)和安东尼•休伊什(AntonyHewish),以表彰他们在射电天文学方面的先驱性工作。赖尔发明了综合孔径射电天文望远镜，并在射电天体物理学领域进行了开创性研究；休伊什在发现脉冲星的过程中起到决定性作用。 马丁•赖尔(MartinRyle,1918—1984),生于英格兰萨塞克斯郡的布莱顿。他的父亲是皇家陆军卫生队的少校，英国著名的医生。赖尔受父亲的影响,小时候喜欢独自思考,善于动手,学过木工手艺,长大后亲自制造过帆船并参加航海活动。赖尔的祖父是一位业余天文爱好者,拥有一架3.5英寸的折射望远镜。有一则故事说,赖尔小时候曾因思考广袤空间为什么能够永恒存在而夜不成寐,可见他很小就对天文学产生了兴趣。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年毕业。1945年到剑桥大学卡文迪什实验室工作。1957年兼任马拉德射电天文台台长,1959年任剑桥大学射电天文学教授,1952年当选为英国皇家学会会员,1972年被任命为皇家天文学家。1963年研制成功两天线最大变距为1.6千米的综合孔径射电望远镜,综合孔径射电望远镜的诞生开创了射电天文学的新纪元。1984年,赖尔因病在剑桥逝世。 1939年，赖尔刚从剑桥毕业，就被拉特克利夫(Ratcliffe)教授招到卡文迪什实验室的电离层无线电研究小组,继续攻读博士学位。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，后转入电讯研究所，先是从事波长1.5m的机载拦截雷达天线系统的研制，并发展了机载定向天线。他还参与了鉴别敌友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，这个行动获得了成功。赖尔还发现，德国初期的V2火箭的制导，是靠地面发射信号来控制火箭最后的飞行速度和熄火时刻，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研究工作。这是一个尚未开发的新领域，很有挑战性。当时赖尔具备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）就发现了银河系发射的无线电波。战时英国掌握一项军事秘密，说是1942年2月
1956年诺贝尔物理学奖——晶体管的发明
1956年诺贝尔物理学奖——晶体管的发明 1956年诺贝尔物理学奖授予美国加利福尼亚州景山（MountainView）贝克曼仪器公司半导体实验室的肖克利（William Shockley，1910—1989）、美国伊利诺斯州乌尔班那伊利诺斯大学的巴丁（JohnBardeen，1908—1991）和美国纽约州缪勒海尔（Murray Hill）贝尔电话实验室的布拉坦（Walter Brattain，1902—1987），以表彰他们对半导体的研究和晶体管效应的发现。 晶体管的发明是20世纪中叶科学技术领域有划时代意义的一件大事。由于晶体管比电子管有体积小、耗电省、寿命长、易固化等优点，它的诞生使电子学发生了根本性的变革，它拨快了自动化和信息化的步伐，从而对人类社会的经济和文化产生了不可估量的影响。 应该指出，晶体管效应的发现是科学家长期探索的结晶，更是基础研究引向应用开发的必然成果。半导体的研究可以追溯到19世纪，例如，1833年法拉第曾经观察过某些化合物（例如硫化银）电阻具有负温度系数。这是半导体效应的先声。1874年，布劳恩（F.Braun）注意到金属和硫化物接触时有整流特性，而1876年亚当斯（W.G.Adams）等人发现光生电动势。1883年，弗利兹（C.E.Fritts）制成第一个实用的硒整流器。无线电报出现后，矿石作为检波器被广泛应用，主要成分是硫化铜，后来用上了硅和锗。氧化铜整流器和硒光电池的商品化，要求科学家深入研究有关现象的实质和原理。 1926年，索末菲用费米-狄拉克统计解释了金属中电子的行为。他的学生布洛赫（F.Bloch）研究晶体点阵对电子运动的影响，提出在周期性势场中电子占据的能级可能形成能带。1931年A.H.威耳逊（A.H.Wilson）进一步对固体提出量子力学模型，用能带理论解释导体、绝缘体和半导体的行为特征，其中包括半导体电阻的负温度系数和光电导现象。后来，他又提出杂质能级概念，对掺杂半导体的导电机理作出了说明。能带理论的提出是固体物理学的一大飞跃，但它还不能解释半导体的整流特性和光生电动势等表面现象。1939
1901年诺贝尔物理学奖——X射线的发现
1901年诺贝尔物理学奖——X射线的发现1901年，首届诺贝尔物理学奖授予德国物理学家伦琴（Wilhelm Konrad R ntgen，1845—1923），以表彰他在1895年发现了X射线。 1895年，物理学已经有了相当的发展，它的几个主要部门——牛顿力学、热力学和分子运动论、电磁学和光学，都已经建立了完整的理论，在应用上也取得了巨大成果。这时物理学家普遍认为，物理学已经发展到顶了，以后的任务无非是在细节上作些补充和修正而已，没有太多的事好做了。 正是由于X射线的发现唤醒了沉睡的物理学界。它像一声春雷，引发了一系列重大发现，把人们的注意力引向更深入、更广阔的天地，从而揭开了现代物理学革命的序幕。 伦琴在发现X射线时，已经是五十岁的人了。当时他已担任维尔茨堡（Würzburg）大学校长和该校物理研究所所长，是一位造诣很深，有丰硕研究成果的物理学教授。在这之前，他已经发表了几篇科学论文，其中包括热电、压电、电解质的电磁现象、介电常数、物性学以及晶体方面的研究。他治学严谨、观察细致，并有熟练的实验技巧，仪器装臵多为自制，实验工作很少靠助手。他对待实验结果毫无偏见，作结论时谨慎周密。特别是他的正直、谦逊的态度，专心致志于科学工作的精神，深受同行和学生们的敬佩。 十九世纪末，阴极射线研究是物理学的热门课题。许多物理实验室都致力于这方面的研究，伦琴也对这个问题感兴趣。1895年11月8日，正当伦琴继续在实验室里从事阴极射线的实验工作，一个偶然事件引起了他的注意。当时，房间一片漆黑，放电管用黑纸包严。他突然发现在不超过一米远的小桌上有一块亚铂氰化钡做成的荧光屏发出闪光。他很奇怪，就移远荧光屏继续试验。只见荧光屏的闪光，仍随放电过程的节拍断续出现。他取来各种不同的物品，包括书本、木板、铝片等等，放在放电管和荧光屏之间，发现不同的物品效果很不一样。有的挡不住；有的起到一定的阻挡作用。伦琴意识到这可能是某 种特殊的从来没有观察到过的射线，它具有特别强的穿透 力。于是立刻集中全部精力进行彻底的研究。他一连许多天 把自己关在实验室里，连自己的助手和家人都不告知。他把 密封在木盒中的砝码放在这一射线的照射下拍照，得到了模 糊的砝码照片；他把指南针拿来拍照，得到金属边框的深迹； 他把金属片拿来拍照，拍出了金属片内部不均匀的情况。他 深深地沉浸在这一新奇现象的探讨中，达到了废寝忘食的地 步。平时一直帮他工作的伦琴夫人感到他举止反常，以为他 有什么事情瞒着自己，甚至产生了怀疑。六个星期过去了， 伦琴已经确认这是一种新的射线。才告诉自己的亲人。1895 年12月22日，他邀请夫人来到实验室，用他夫人的手拍下 了第一张人手X射线照片（图1－1）。 1895年年底，他以通信方式将这一发现公之于众。题为《一种新射线（初步通信）》。伦琴在他的通信中把这一新射线称为X射线，因为他当时确实无法确定这一新射线的本质。 对于伦琴来说，他当然没有料到在重复阴极射线实验时，会发现一种新的性