1998年诺贝尔物理学奖

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美籍华人崔琦获诺贝尔物理学奖

美籍华人崔琦获诺贝尔物理学奖

美籍华人崔琦获诺贝尔物理学奖1998年华裔美籍科学家崔琦获诺贝尔物理学奖,他是获此殊荣的第六位华人1998年10月13日,华裔美籍科学家崔琦因发现逊电子在强磁场、超低温条件下互相作用,能形成某种特异性质的量子流体,获得1998年诺贝尔物理学奖,他是继1997年朱棣文之后登上诺贝尔殿堂的第六位华人。

崔琦,1939年生于河南,已入美国籍。

1967年获美国芝加哥大学物理学博士,1982年起任普林斯顿大学教授。

他于1984年获得了美国物理学会颁发的奥列佛·伯克利奖,1998年还获得了世界著名的本杰明·富兰克林物理奖。

1998年12月,他对采访他的记者谈了治学为人之道:崔琦认为,“获得成功,要有一定的运气和时机,但勤奋是基础。

”他说,他每年都要带二三十个研究生,他们都很刻苦,往往把别人花在舞会上的时间花在了实验室,周末不休息,一天工作10至12小时是常有的事。

一般人看来,学物理非常枯燥,不容易出成果,与学法律与商业的人相比,也挣不到大钱。

但崔教授有自己的见解。

他认为,搞物理研究只要投入,就会趣味盎然,每当有新的发现,哪怕是很微小的发现,也会享受到无穷的乐趣。

崔琦还说,要想成功,千万不要受周围环境的影响,“要相信自己,相信自己的能力”,“我常常鼓励学生们往前看,相信自己从事的是对人类有用的事业。

”他说,“如果只为一日三餐,并不需要去做研究,从事简单的体力劳动,便可达到目的。

做学问可不是为了钱,而是为了能对别人有用。

”崔琦指出,在相信自己的同时,还要相信别人。

只有向别人敞开你的胸怀,才会赢得别人的信任和帮助。

做到这一点对于远离故土到异国他乡求学的中国人来说尤为重要,因为他们要承受比别人更大的压力,如果不能与周围的人接近,很容易陷入孤立。

崔琦谈到他的那些来自中国名牌大学的一流学生时说,“他们的考试成绩非常好,但我告诉他们,做学问可不是做作业,那只是重复前人做过的事。

”他打了一个比喻,就像在旷野或森林中寻找回家的路一样,需要有开创性的探索精神。

历年诺贝尔物理学奖

历年诺贝尔物理学奖

历年诺贝尔物理学奖1901-19101901年诺贝尔物理学奖—— X射线的发现1902年诺贝尔物理学奖——塞曼效应的发现和研究1903年诺贝尔物理学奖——放射形的发现和研究1904年诺贝尔物理学奖——氩的发现1905年诺贝尔物理学奖——阴极射线的研究1906年诺贝尔物理学奖——气体导电1907年诺贝尔物理学奖——光学精密计量和光谱学研究1908年诺贝尔物理学奖——照片彩色重现1909年诺贝尔物理学奖——无线电报1910年诺贝尔物理学奖——气夜状态方程1911-19201911年诺贝尔物理学奖——热辐射定律的发现1912年诺贝尔物理学奖——航标灯自动调节器1913年诺贝尔物理学奖——低温物质的特性1914年诺贝尔物理学奖——晶体的X射线衍射1915年诺贝尔物理学奖—— X射线晶体结构分析1916年诺贝尔物理学奖——未授奖1917年诺贝尔物理学奖——元素的标识X辐射1918年诺贝尔物理学奖——能量级的发现1919年诺贝尔物理学奖——斯塔克效应的发现1920年诺贝尔物理学奖——合金的反常特性1921-19301921年诺贝尔物理学奖——对理论物理学的贡献1922年诺贝尔物理学奖——原子结构和原子光谱1923年诺贝尔物理学奖——基本电荷和光电效应实验1924年诺贝尔物理学奖—— X射线光谱学1925年诺贝尔物理学奖——弗兰克-赫兹实验1926年诺贝尔物理学奖——物质结构的不连续性1927年诺贝尔物理学奖——康普顿效应和威尔逊云室1928年诺贝尔物理学奖——热电子发射定律1929年诺贝尔物理学奖——电子的波动性1930年诺贝尔物理学奖——拉曼效应1931-19401931年诺贝尔物理学奖——未授奖1932年诺贝尔物理学奖——量子力学的创立1933年诺贝尔物理学奖——原子理论的新形式1934年诺贝尔物理学奖——未授奖1935年诺贝尔物理学奖——中子的发现1936年诺贝尔物理学奖——宇宙辐射和正电子的发现1937年诺贝尔物理学奖——电子衍射1938年诺贝尔物理学奖——中子辐照产生新放射性元素1939年诺贝尔物理学奖——回旋加速器的发明1940年诺贝尔物理学奖——未授奖1941-19501941年诺贝尔物理学奖——未授奖1942年诺贝尔物理学奖——未授奖1943年诺贝尔物理学奖——分子束方法和质子磁矩1944年诺贝尔物理学奖——原子核的磁特性1945年诺贝尔物理学奖——泡利不相容原理1946年诺贝尔物理学奖——高压物理学1947年诺贝尔物理学奖——电离层的研究v1948年诺贝尔物理学奖——云室方法的改进1949年诺贝尔物理学奖——预言介子的存在1950年诺贝尔物理学奖——核乳胶的发明1951-19601951年诺贝尔物理学奖——人工加速带电粒1952年诺贝尔物理学奖——核磁共振1953年诺贝尔物理学奖——相称显微法1954年诺贝尔物理学奖——波函数的统计解释和用符合法作出的发现1955年诺贝尔物理学奖——兰姆位移与电子磁矩1956年诺贝尔物理学奖——晶体管的发明1957年诺贝尔物理学奖——宇称守恒定律的破坏1958年诺贝尔物理学奖——切连科夫效应的发现和解释1959年诺贝尔物理学奖——反质子的发现1960年诺贝尔物理学奖——泡室的发明1961-19701961年诺贝尔物理学奖——核子结构和穆斯堡尔效应1962年诺贝尔物理学奖——凝聚态理论1963年诺贝尔物理学奖——原子核理论和对称性原理1964年诺贝尔物理学奖——微波激射器和激光器的发明1965年诺贝尔物理学奖——量子电动力学的发展1966年诺贝尔物理学奖——光磁共振方法1967年诺贝尔物理学奖——恒星能量的生成1968年诺贝尔物理学奖——共振态的发现1969年诺贝尔物理学奖——基本粒子及其相互作用的分类1970年诺贝尔物理学奖——磁流体动力学和新的磁性理论1971-19801971年诺贝尔物理学奖——全息术的发明1972年诺贝尔物理学奖——超导电性理论1973年诺贝尔物理学奖——隧道现象和约瑟夫森效应的发现1974年诺贝尔物理学奖——射电天文学的先驱性工作1975年诺贝尔物理学奖——原子核理论1976年诺贝尔物理学奖—— J/?粒子的发展1977年诺贝尔物理学奖——电子结构理论1978年诺贝尔物理学奖——低温研究和宇宙背景辐射1979年诺贝尔物理学奖——弱电统一理论1980年诺贝尔物理学奖—— C_P破坏的发现1981-19901981年诺贝尔物理学奖——激光光谱学与电子能谱学1982年诺贝尔物理学奖——相变理论1983年诺贝尔物理学奖——天体物理学的成就1984年诺贝尔物理学奖—— W±和Z?粒子的发现1985年诺贝尔物理学奖——量子霍尔效应1986年诺贝尔物理学奖——电子显微镜与扫描隧道显微镜1987年诺贝尔物理学奖——高温超导电性1988年诺贝尔物理学奖——中微子的研究1989年诺贝尔物理学奖——原子钟和离子捕集技术1990年诺贝尔物理学奖——核子的深度非弹性散射1991-20011991年诺贝尔物理学奖——液晶和聚合物1992年诺贝尔物理学奖——多斯正比室的发明1993年诺贝尔物理学奖——新型脉冲星1994年诺贝尔物理学奖——中子谱学和中子衍射技术1995年诺贝尔物理学奖——中微子和重轻子的发现1996年诺贝尔物理学奖——发现氦-3中的超流动性1997年诺贝尔物理学奖——激光冷却和陷俘原子1998年诺贝尔物理学奖——分数量子霍耳效应的发现1999年诺贝尔物理学奖——亚原子粒子之间电弱相互作用的量子结构2000年诺贝尔物理学奖——半导体研究的突破性进展2001年诺贝尔物理学奖——玻色爱因斯坦冷凝态的研究。

历届诺贝尔奖获奖名录10(1990~1999年度)

历届诺贝尔奖获奖名录10(1990~1999年度)

1990~1999年度诺贝尔奖获奖名录1990年12月10日第九十届诺贝尔奖颁发。

美国科学家弗里德曼、肯德尔、加拿大科学家泰勒因发现夸克的第一个证据而共同获得诺贝尔物理学奖。

美国科学家科里因创立关于有机合成的理论和方法获诺贝尔化学奖。

美国医生默里因成功地完成第一例肾移植手术、美国医生托马斯因开创骨髓移植而共同获得诺贝尔生理学或医学奖。

墨西哥作家帕斯因作品“体现了一种完整的人道主义”获诺贝尔文学奖。

苏联总统戈尔巴乔夫获诺贝尔和平奖。

美国经济学家马克威茨因发展了有价证券理论、美国经济学家米勒因对公司财政理论的贡献、美国经济学家夏普因提出资本资产定价模式而共同获得诺贝尔经济学奖。

1991年12月10日第九十一届诺贝尔奖颁发。

法国科学家热纳因把研究简单系统有序现象的方法,应用到更为复杂物质、液晶和聚合体的组合上作出贡献获诺贝尔物理学奖。

瑞士科学家恩斯特因对核磁共振光谱高分辩方法发展作出重大贡献获诺贝尔化学奖。

德国科学家内尔、扎克曼因发现细胞中单离子道功能,发展出一种能记录极微弱电流通过单离子道的技术而共同获得诺贝尔生理学或医学奖。

南非女作家戈迪默因小说《贵宾》、《七月一家人》和《自然资源保护论者》获诺贝尔文学奖。

缅甸反对党全国民主联盟领导人昆山素季获诺贝尔和平奖。

美国经济学家科斯因揭示交易价值在经济组织结构的产权和功能中的重要性获诺贝尔经济学奖。

1992年12月10日第九十二届诺贝尔奖颁发。

法国科学家夏帕克因发明多线路正比探测器,推动粒子探测器发展获诺贝尔物理学奖。

美国科学家马库斯因对化学系统中的电子转移反应理论作出贡献获诺贝尔化学奖。

美国科学家费希尔、克雷布斯因在逆转蛋白磷酸化作为生物调节机制的发现中作出巨大贡献而共同获得诺贝尔生理学或医学奖。

圣卢西亚作家沃尔科特因以其植根于多种文化的历史想像力作出了光辉的诗作获诺贝尔文学奖。

危地马拉女政治家门楚因为其冲破不同种族、文化和社会疆界所做出的努力获诺贝尔和平奖。

1901至今历届诺贝尔物理学奖得主及小故事

1901至今历届诺贝尔物理学奖得主及小故事

目录1901-1950 (1)1951-1980 (4)1981-2000 (7)2001-2010 (8)2011-2020 (10)2021 (12)独享还是共享? (13)人选空缺怎么办? (13)最年轻和最年长的获奖者 (13)史上获两次诺贝尔物理学奖的人 (14)获得诺贝尔物理学奖的华人科学家 (14)作为根据诺贝尔遗嘱设立的五大奖项之一,物理学奖被授予“在物理学领域作出最重要发现或发明的人”,与其他诺贝尔奖相比,物理学奖的荐举和甄选过程更长、更缜密。

诺贝尔物理学奖规则规定,获奖者的贡献必须“已经受时间的考验”。

这意味着诺贝尔委员会往往会在科学发现的数十年以后才会为此颁发奖项。

自1901年设立至今,诺贝尔物理学奖已走过百年历程,记录了物理学发展史上的无数个里程碑,已成为人类文明不可分割的一部分。

1901-19501、1901年:威尔姆·康拉德·伦琴(德国)发现X射线2、1902年:亨德瑞克·安图恩·洛伦兹(荷兰)、塞曼(荷兰)关于磁场对辐射现象影响的研究3、1903年:安东尼·亨利·贝克勒尔(法国)发现天然放射性;皮埃尔·居里(法国)、玛丽·居里(波兰裔法国人)发现并研究放射性元素钋和镭4、1904年:瑞利(英国)气体密度的研究和发现氩5、1905年:伦纳德(德国)关于阴极射线的研究6、1906年:约瑟夫·汤姆生(英国)对气体放电理论和实验研究作出重要贡献并发现电子7、1907年:迈克尔逊(美国)发明光学干涉仪并使用其进行光谱学和基本度量学研究8、1908年:李普曼(法国)发明彩色照相干涉法(即李普曼干涉定律)9、1909年:伽利尔摩·马克尼(意大利)、布劳恩(德国)发明和改进无线电报;理查森(英国)从事热离子现象的研究,特别是发现理查森定律10、1910年:范德华(荷兰)关于气态和液态方程的研究11、1911年:维恩(德国)发现热辐射定律12、1912年:达伦(瑞典)发明可用于同燃点航标、浮标气体蓄电池联合使用的自动调节装置13、1913年:卡末林-昂内斯(荷兰)关于低温下物体性质的研究和制成液态氦14、1914年:马克斯·凡·劳厄(德国)发现晶体中的X射线衍射现象15、1915年:威廉·亨利·布拉格、威廉·劳伦斯·布拉格(英国)用X射线对晶体结构的研究16、1916年:未颁奖17、1917年:查尔斯·格洛弗·巴克拉(英国)发现元素的次级X辐射特性18、1918年:马克斯·卡尔·欧内斯特·路德维希·普朗克(德国)对确立量子论作出巨大贡献19、1919年:斯塔克(德国)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20、1920年:纪尧姆(瑞士)发现镍钢合金的反常现象及其在精密物理学中的重要性21、1921年:阿尔伯特·爱因斯坦(德国)他对数学物理学的成就,特别是光电效应定律的发现22、1922年:尼尔斯·亨利克·大卫·玻尔(丹麦)关于原子结构以及原子辐射的研究23、1923年:罗伯特·安德鲁·密立根(美国)关于基本电荷的研究以及验证光电效应24、1924年:西格巴恩(瑞典)发现X射线中的光谱线25、1925年:弗兰克·赫兹(德国)发现原子和电子的碰撞规律26、1926年:佩兰(法国)研究物质不连续结构和发现沉积平衡27、1927年:康普顿(美国)发现康普顿效应;威尔逊(英国)发明了云雾室,能显示出电子穿过空气的径迹28、1928年:理查森(英国)研究热离子现象,并提出理查森定律29、1929年:路易·维克多·德布罗意(法国)发现电子的波动性30、1930年:拉曼(印度)研究光散射并发现拉曼效应31、1931年:未颁奖32、1932年:维尔纳·海森伯(德国)在量子力学方面的贡献33、1933年:埃尔温·薛定谔(奥地利)创立波动力学理论;保罗·阿德里·莫里斯·狄拉克(英国)提出狄拉克方程和空穴理论34、1934年:未颁奖35、1935年:詹姆斯·查德威克(英国)发现中子36、1936年:赫斯(奥地利)发现宇宙射线;安德森(美国)发现正电子37、1937年:戴维森(美国)、乔治·佩杰特·汤姆生(英国)发现晶体对电子的衍射现象38、1938年:恩利克·费米(意大利)发现由中子照射产生的新放射性元素并用慢中子实现核反应39、1939年:欧内斯特·奥兰多·劳伦斯(美国)发明回旋加速器,并获得人工放射性元素40、1940—1942年:未颁奖41、1943年:斯特恩(美国)开发分子束方法和测量质子磁矩42、1944年:拉比(美国)发明核磁共振法43、1945年:沃尔夫冈·E·泡利(奥地利)发现泡利不相容原理44、1946年:布里奇曼(美国)发明获得强高压的装置,并在高压物理学领域作出发现45、1947年:阿普尔顿(英国)高层大气物理性质的研究,发现阿普顿层(电离层)46、1948年:布莱克特(英国)改进威尔逊云雾室方法和由此在核物理和宇宙射线领域的发现47、1949年:汤川秀树(日本)提出核子的介子理论并预言∏介子的存在48、1950年:塞索·法兰克·鲍威尔(英国)发展研究核过程的照相方法,并发现π介子1951-198049、1951年:科克罗夫特(英国)、沃尔顿(爱尔兰)用人工加速粒子轰击原子产生原子核嬗变50、1952年:布洛赫、珀塞尔(美国)从事物质核磁共振现象的研究并创立原子核磁力测量法51、1953年:泽尔尼克(荷兰)发明相衬显微镜52、1954年:马克斯·玻恩(英国)在量子力学和波函数的统计解释及研究方面作出贡献;博特(德国)发明了符合计数法,用以研究原子核反应和γ射线53、1955年:拉姆(美国)发明了微波技术,进而研究氢原子的精细结构;库什(美国)用射频束技术精确地测定出电子磁矩,创新了核理论54、1956年:布拉顿、巴丁(犹太人)、肖克利(美国)发明晶体管及对晶体管效应的研究55、1957年:李政道、杨振宁(美籍华人)发现弱相互作用下宇称不守衡,从而导致有关基本粒子的重大发现56、1958年:切伦科夫、塔姆、弗兰克(苏联)发现并解释切伦科夫效应57、1959年:塞格雷、欧文·张伯伦(OwenChamberlain)(美国)发现反质子58、1960年:格拉塞(美国)发现气泡室,取代了威尔逊的云雾室59、1961年:霍夫斯塔特(美国)关于电子对原子核散射的先驱性研究,并由此发现原子核的结构;穆斯堡尔(德国)从事γ射线的共振吸收现象研究并发现了穆斯堡尔效应60、1962年:达维多维奇·朗道(苏联)关于凝聚态物质,特别是液氦的开创性理论61、1963年:维格纳(美国)发现基本粒子的对称性及支配质子与中子相互作用的原理;梅耶夫人(美国人.犹太人)、延森(德国)发现原子核的壳层结构62、1964年:汤斯(美国)在量子电子学领域的基础研究成果,为微波激射器、激光器的发明奠定理论基础;巴索夫、普罗霍罗夫(苏联)发明微波激射器63、1965年:朝永振一郎(日本)、施温格、费因曼(美国)在量子电动力学方面取得对粒子物理学产生深远影响的研究成果64、1966年:卡斯特勒(法国)发明并发展用于研究原子内光、磁共振的双共振方法65、1967年:贝蒂(美国)核反应理论方面的贡献,特别是关于恒星能源的发现66、1968年:阿尔瓦雷斯(美国)发展氢气泡室技术和数据分析,发现大量共振态67、1969年:盖尔曼(美国)对基本粒子的分类及其相互作用的发现68、1970年:阿尔文(瑞典)磁流体动力学的基础研究和发现,及其在等离子物理富有成果的应用;内尔(法国)关于反磁铁性和铁磁性的基础研究和发现69、1971年:加博尔(英国)发明并发展全息照相法70、1972年:巴丁、库柏、施里弗(美国)创立BCS超导微观理论71、1973年:江崎玲于奈(日本)发现半导体隧道效应;贾埃弗(美国)发现超导体隧道效应;约瑟夫森(英国)提出并发现通过隧道势垒的超电流的性质,即约瑟夫森效应72、1974年:马丁·赖尔(英国)发明应用合成孔径射电天文望远镜进行射电天体物理学的开创性研究;赫威斯(英国)发现脉冲星73、1975年:阿格·N·玻尔、莫特尔森(丹麦)、雷恩沃特(美国)发现原子核中集体运动和粒子运动之间的联系,并且根据这种联系提出核结构理论74、1976年:丁肇中、里希特(美国)各自独立发现新的J/ψ基本粒子75、1977年:安德森、范弗莱克(美国)、莫特(英国)对磁性和无序体系电子结构的基础性研究76、1978年:卡皮察(苏联)低温物理领域的基本发明和发现;彭齐亚斯、R·W·威尔逊(美国)发现宇宙微波背景辐射77、1979年:谢尔登·李·格拉肖、史蒂文·温伯格(美国)、阿布杜斯·萨拉姆(巴基斯坦)关于基本粒子间弱相互作用和电磁作用的统一理论的贡献,并预言弱中性流的存在78、1980年:克罗宁、菲奇(美国)发现电荷共轭宇称不守恒1981-200079、1981年:西格巴恩(瑞典)开发高分辨率测量仪器以及对光电子和轻元素的定量分析;布洛姆伯根(美国)非线性光学和激光光谱学的开创性工作;肖洛(美国)发明高分辨率的激光光谱仪80、1982年:K·G·威尔逊(美国)提出重整群理论,阐明相变临界现象81、1983年:萨拉马尼安·强德拉塞卡(美国)提出强德拉塞卡极限,对恒星结构和演化具有重要意义的物理过程进行的理论研究;福勒(美国)对宇宙中化学元素形成具有重要意义的核反应所进行的理论和实验的研究82、1984年:卡洛·鲁比亚(意大利)证实传递弱相互作用的中间矢量玻色子[[W+]],W-和Zc的存在;范德梅尔(荷兰)发明粒子束的随机冷却法,使质子-反质子束对撞产生W 和Z粒子的实验成为可能83、1985年:冯·克里津(德国)发现量子霍耳效应并开发了测定物理常数的技术84、1986年:鲁斯卡(德国)设计第一台透射电子显微镜;比尼格(德国)、罗雷尔(瑞士)设计第一台扫描隧道电子显微镜85、1987年:柏德诺兹(德国)、缪勒(瑞士)发现氧化物高温超导材料86、1988年:莱德曼、施瓦茨、斯坦伯格(美国)产生第一个实验室创造的中微子束,并发现中微子,从而证明了轻子的对偶结构87、1989年:拉姆齐(美国)发明分离振荡场方法及其在原子钟中的应用;德默尔特(美国)、保尔(德国)发展原子精确光谱学和开发离子陷阱技术88、1990年:弗里德曼、肯德尔(美国)、理查·爱德华·泰勒(加拿大)通过实验首次证明夸克的存在89、1991年:皮埃尔·吉勒德-热纳(法国)把研究简单系统中有序现象的方法推广到比较复杂的物质形式,特别是推广到液晶和聚合物的研究中90、1992年:夏帕克(法国)发明并发展用于高能物理学的多丝正比室91、1993年:赫尔斯、J·H·泰勒(美国)发现脉冲双星,由此间接证实了爱因斯坦所预言的引力波的存在92、1994年:布罗克豪斯(加拿大)、沙尔(美国)在凝聚态物质研究中发展了中子衍射技术93、1995年:佩尔(美国)发现τ轻子;莱因斯(美国)发现中微子94、1996年:D·M·李、奥谢罗夫、R·C·理查森(美国)发现了可以在低温度状态下无摩擦流动的氦同位素95、1997年:朱棣文、W·D·菲利普斯(美国)、科昂·塔努吉(法国)发明用激光冷却和捕获原子的方法96、1998年:劳克林、霍斯特·路德维希·施特默、崔琦(美国)发现并研究电子的分数量子霍尔效应97、1999年:H·霍夫特、韦尔特曼(荷兰)阐明弱电相互作用的量子结构98、2000年:阿尔费罗夫(俄国)、克罗默(德国)提出异层结构理论,并开发了异层结构的快速晶体管、激光二极管;杰克·基尔比(美国)发明集成电路2001-201099、2001年:克特勒(德国)、康奈尔、卡尔·E·维曼(美国)在“碱金属原子稀薄气体的玻色-爱因斯坦凝聚态”以及“凝聚态物质性质早期基本性质研究”方面取得成就100、2002年:雷蒙德·戴维斯、里卡尔多·贾科尼(美国)、小柴昌俊(日本)“表彰他们在天体物理学领域做出的先驱性贡献,其中包括在“探测宇宙中微子”和“发现宇宙X射线源”方面的成就。

历年诺贝尔物理学奖得主(1901-2018)

历年诺贝尔物理学奖得主(1901-2018)

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] 1925年詹姆斯·弗兰克 德国“发现那些支配原子和电子碰撞的定律” 古斯塔夫·赫兹 德国1926年 让·佩兰 法国“研究物质不连续结构和发现沉积平衡” 1927年 阿瑟·康普顿 美国 “发现以他命名的效应”查尔斯·威耳逊英国“通过水蒸气的凝结来显示带电荷的粒子的轨迹的方法”1928年欧文·理查森英国“他对热离子现象的研究,特别是发现以他命名的定律”1929年路易·德布罗意公爵法国“发现电子的波动性”1930年钱德拉塞卡拉·文卡塔·拉曼印度“他对光散射的研究,以及发现以他命名的效应”1932年维尔纳·海森堡德国“创立量子力学,以及由此导致的氢的同素异形体的发现”1933年埃尔温·薛定谔奥地利“发现了原子理论的新的多产的形式”(即量子力学的基本方程——薛定谔方程和狄拉克方程)保罗·狄拉克英国1935年詹姆斯·查德威克英国“发现中子”1936年维克托·弗朗西斯·赫斯奥地利“发现宇宙辐射”卡尔·戴维·安德森美国“发现正电子”1937年克林顿·约瑟夫·戴维孙美国“他们有关电子被晶体衍射的现象的实验发现”乔治·汤姆孙英国1938年恩里科·费米意大利“证明了可由中子辐照而产生的新放射性元素的存在,以及有关慢中子引发的核反应的发现”1939年欧内斯特·劳伦斯美国“对回旋加速器的发明和发展,并以此获得有关人工放射性元素的研究成果”1943年奥托·施特恩美国“他对分子束方法的发展以及有关质子磁矩的研究发现”1944年伊西多·艾萨克·拉比美国“他用共振方法记录原子核的磁属性”1945年 沃尔夫冈·泡利 奥地利 “发现不相容原理,也称泡利原理”1946年 珀西·威廉斯·布里奇曼美国“发明获得超高压的装置,并在高压物理学领域作出发现” 1947年 爱德华·维克托·阿普尔顿英国“对高层大气的物理学的研究,特别是对所谓阿普顿层的发现” 1948年 帕特里克·梅纳德·斯图尔特·布莱克特英国“改进威尔逊云雾室方法和由此在核物理和宇宙射线领域的发现” 1949年 汤川秀树 日本“他以核作用力的理论为基础预言了介子的存在” 1950年 塞西尔·弗兰克·鲍威尔英国“发展研究核过程的照相方法,以及基于该方法的有关介子的研究发现” 1951年 约翰·道格拉斯·考克饶夫英国“他们在用人工加速原子产生原子核嬗变方面的开创性工作” 欧内斯特·沃吞 爱尔兰1952年费利克斯·布洛赫 美国“发展出用于核磁精密测量的新方法,并凭此所得的研究成果” 爱德华·珀塞尔 美国1953年 弗里茨·塞尔尼克 荷兰“他对相衬法的证实,特别是发明相衬显微镜” 1954年马克斯·玻恩 英国“在量子力学领域的基础研究,特别是他对波函数的统计解释” 瓦尔特·博特 德国“符合法,以及以此方法所获得的研究成果” 1955年威利斯·尤金·兰姆 美国“他的有关氢光谱的精细结构的研究成果” 波利卡普·库施 美国“精确地测定出电子磁矩” 1956年 威廉·布拉德福德·肖克利美国“他们对半导体的研究和发现晶体管效应” 约翰·巴丁 美国沃尔特·豪泽·布喇顿美国1957年杨振宁中国“他们对所谓的宇称不守恒定律的敏锐地研究,该定律导致了有关基本粒子的许多重大发现”李政道中国1958年帕维尔·阿列克谢耶维奇·切连科夫苏联“发现并解释切连科夫效应”伊利亚·弗兰克苏联伊戈尔·叶夫根耶维奇·塔姆苏联1959年埃米利奥·吉诺·塞格雷美国“发现反质子”欧文·张伯伦美国1960年唐纳德·阿瑟·格拉泽美国“发明气泡室”1961年罗伯特·霍夫施塔特美国“关于对原子核中的电子散射的先驱性研究,并由此得到的关于核子结构的研究发现”鲁道夫·路德维希·穆斯堡尔德国“他的有关γ射线共振吸收现象的研究以及与这个以他命名的效应相关的研究发现”1962年列夫·达维多维奇·朗道苏联“关于凝聚态物质的开创性理论,特别是液氦”1963年耶诺·帕尔·维格纳美国“他对原子核和基本粒子理论的贡献,特别是对基础的对称性原理的发现和应用”玛丽亚·格佩特-梅耶美国“发现原子核的壳层结构”J·汉斯·D·延森德国1964年查尔斯·汤斯美国“在量子电子学领域的基础研究成果,该成果导致尼古拉·根纳季耶维奇·巴索夫苏联了基于激微波-激光原理建造的振荡器和放大器" 亚历山大·普罗霍罗夫苏联1965年朝永振一郎 日本“他们在量子电动力学方面的基础性工作,这些工作对粒子物理学产生深远影响” 朱利安·施温格 美国理查德·菲利普·费曼美国1966年 阿尔弗雷德·卡斯特勒法国“发现和发展了研究原子中赫兹共振的光学方法” 1967年 汉斯·阿尔布雷希特·贝特美国“他对核反应理论的贡献,特别是关于恒星中能源的产生的研究发现” 1968年 路易斯·沃尔特·阿尔瓦雷茨美国“他对粒子物理学的决定性贡献,特别是因他发展了氢气泡室技术和数据分析方法,从而发现了一大批共振态” 1969年 默里·盖尔曼 美国“对基本粒子的分类及其相互作用的研究发现” 1970年汉尼斯·奥洛夫·哥斯达·阿尔文瑞典“磁流体动力学的基础研究和发现,及其在等离子体物理学富有成果的应用” 路易·奈耳 法国“关于反铁磁性和铁磁性的基础研究和发现以及在固体物理学方面的重要应用” 1971年 伽博·丹尼斯 英国“发明并发展全息照相法” 1972年约翰·巴丁 美国“他们联合创立了超导微观理论,即常说的BCS 理论” 利昂·库珀 美国约翰·罗伯特·施里弗美国1973年 江崎玲于奈 日本 “发现半导体和超导体的隧道效应”伊瓦尔·贾埃弗挪威布赖恩·戴维·约瑟夫森英国“他理论上预测出通过隧道势垒的超电流的性质,特别是那些通常被称为约瑟夫森效应的现象”1974年马丁·赖尔英国“他们在射电天体物理学的开创性研究:赖尔的发明和观测,特别是合成孔径技术;休伊什在发现脉冲星方面的关键性角色”安东尼·休伊什英国1975年奥格·尼尔斯·玻尔丹麦“发现原子核中集体运动和粒子运动之间的联系,并且根据这种联系发展了有关原子核结构的理论”本·罗伊·莫特森丹麦利奥·詹姆斯·雷恩沃特美国1976年伯顿·里克特美国“他们在发现新的重基本粒子方面的开创性工作”丁肇中美国1977年菲利普·沃伦·安德森美国“对磁性和无序体系电子结构的基础性理论研究”内维尔·莫特英国约翰·凡扶累克美国1978年彼得·列昂尼多维奇·卡皮查苏联“低温物理领域的基本发明和发现”阿尔诺·艾伦·彭齐亚斯美国“发现宇宙微波背景辐射”罗伯特·伍德罗·威尔逊美国1979年谢尔登·李·格拉肖美国“关于基本粒子间弱相互作用和电磁相互作用的统一理论的,包括对弱中性流的预言在内的贡献”阿卜杜勒·萨拉姆巴基斯坦史蒂文·温伯格美国1980年詹姆斯·沃森·克罗宁美国“发现中性K介子衰变时存在对称破坏”瓦尔·洛格斯登·菲奇美国1981年凯·西格巴恩瑞典“对开发高分辨率电子光谱仪的贡献”尼古拉斯·布隆伯根美国“对开发激光光谱仪的贡献”阿瑟·肖洛美国1982年肯尼斯·威尔逊美国“对与相转变有关的临界现象理论的贡献”1983年苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡美国“有关恒星结构及其演化的重要物理过程的理论研究”威廉·福勒美国“对宇宙中形成化学元素的核反应的理论和实验研究”1984年卡洛·鲁比亚意大利“对导致发现弱相互作用传递者,场粒子W和Z的大型项目的决定性贡献”西蒙·范德梅尔荷兰1985年克劳斯·冯·克利青德国“发现量子霍尔效应”1986年恩斯特·鲁斯卡德国“电子光学的基础工作和设计了第一台电子显微镜”格尔德·宾宁德国“研制扫描隧道显微镜”海因里希·罗雷尔瑞士1987年约翰内斯·贝德诺尔茨德国“在发现陶瓷材料的超导性方面的突破”卡尔·米勒瑞士1988年利昂·莱德曼美国“中微子束方式,以及通过发现梅尔文·施瓦茨美国子中微子证明了轻子的对偶结构”1989年诺曼·拉姆齐美国“发明分离振荡场方法及其在氢激微波和其他原子钟中的应用”汉斯·德默尔特美国“发展离子陷阱技术”沃尔夫冈·保罗德国1990年杰尔姆·弗里德曼美国“他们有关电子在质子和被绑定的中子上的深度非弹性散射的开创性研究,这些研究对粒子物理学的夸克模型的发展有必不可少的重要性”亨利·肯德尔美国理查·泰勒加拿大1991年皮埃尔-吉勒·德热纳法国“发现研究简单系统中有序现象的方法可以被推广到比较复杂的物质形式,特别是推广到液晶和聚合物的研究中”1992年乔治·夏帕克法国“发明并发展了粒子探测器,特别是多丝正比室”1993年拉塞尔·赫尔斯美国“发现新一类脉冲星,该发现开发了研究引力的新的可能性”约瑟夫·泰勒美国1994年伯特伦·布罗克豪斯加拿大“对中子频谱学的发展,以及对用于凝聚态物质研究的中子散射技术的开创性研究”克利福德·沙尔美国“对中子衍射技术的发展,以及对用于凝聚态物质研究的中子散射技术的开创性研究”1995年马丁·佩尔美国“发现τ轻子”,以及对轻子物理学的开创性实验研究弗雷德里克·莱因斯美国“发现中微子,以及对轻子物理学的开创性实验研”1996年戴维·李美国“发现了在氦-3里的超流动性”道格拉斯·奥谢罗夫美国罗伯特·理查森美国1997年朱棣文美国“发展了用激光冷却和捕获原子的方法”克洛德·科昂-唐努德日法国威廉·菲利普斯美国1998年罗伯特·劳夫林美国“发现一种带有分数带电激发的新的量子流体形式”霍斯特·施特默德国崔琦美国1999年杰拉德·特·胡夫特荷兰“阐明物理学中弱电相互作用的量子结构”马丁纽斯·韦尔特曼荷兰2000年若雷斯·阿尔费罗夫俄罗斯“发展了用于高速电子学和光电子学的半导体异质结构”赫伯特·克勒默德国杰克·基尔比美国“在发明集成电路中所做的贡献”2001年埃里克·康奈尔美国“在碱性原子稀薄气体的玻色-爱因斯坦凝聚态方面取得的成就,以及凝聚态物质属性质的早期基础性研究”卡尔·威曼美国沃尔夫冈·克特勒德国2002年雷蒙德·戴维斯美国“在天体物理学领域做出的先驱性贡献,尤其是探测宇宙中微子”小柴昌俊日本里卡尔多·贾科尼美国“在天体物理学领域做出的先驱性贡献,这些研究导致了宇宙X射线源的发现”2003年阿列克谢·阿布里科索夫俄罗斯“对超导体和超流体理论做出的先驱性贡献”维塔利·金兹堡俄罗斯安东尼·莱格特美国2004年戴维·格娄斯美国“发现强相互作用理论中的渐近自由”休·波利策美国弗朗克·韦尔切克美国2005年罗伊·格劳伯美国“对光学相干的量子理论的贡献”约翰·霍尔美国“对包括光频梳技术在内的,基于激光的精密光谱学发展做出的贡献,”特奥多尔·亨施德国2006年约翰·马瑟美国“发现宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异乔治·斯穆特美国性”2007年艾尔伯·费尔法国“发现巨磁阻效应”彼得·格林贝格德国2008年小林诚日本“发现对称性破缺的来源,并预测了至少三大类夸克在自然界中的存在”益川敏英日本南部阳一郎美国“发现亚原子物理学的自发对称性破缺机制”2009年高锟英国“在光学通信领域光在纤维中传输方面的突破性成就”威拉德·博伊尔美国“发明半导体成像器件电荷耦合器件”乔治·史密斯美国2010年安德烈·海姆俄罗斯“在二维石墨烯材料的开创性实验”康斯坦丁·诺沃肖洛夫俄罗斯2011年布莱恩·施密特澳大利亚“透过观测遥距超新星而发现宇宙加速膨胀”亚当·里斯美国索尔·珀尔马特美国2012年塞尔日·阿罗什法国“能够量度和操控个体量子系统的突破性实验手法”大卫·维因兰德美国2013年彼得·W·希格斯英国对希格斯玻色子的预测[1][4-6]弗朗索瓦·恩格勒比利时2014年赤崎勇日本“发明一种新型高效节能光源,即蓝色发光二极管(LED)”天野浩日本中村修二美国2015年梶田隆章日本“通过中微子振荡发现中微子有质量。

【历届诺贝尔奖得主(八)】1988年物理学奖,化学奖和生理学或医学奖2

【历届诺贝尔奖得主(八)】1988年物理学奖,化学奖和生理学或医学奖2

对理论家的看法在《上帝粒子》一书中,作为实验物理学家的莱德曼不时地总要对理论物理学家挪喻一番。

他承认:实验和理论的相互作用是粒子物理学的乐趣之一;物理学总体上是在实验家和理论家这两类人的相互影响下发展起来的,但两者却永无休止地陷入到一种爱恨交加的纠葛之中,因为人们总在计算两者的高下。

他还不无讥讽地说:理论物理学家可能一辈子也碰不到实验工作中存在的智力挑战,也经历不到其中的激动和危险。

理论家面临的唯一风险,是当他们在查找计算错误时用铅笔戳到自己的脑袋瓜子。

在他看来,理论家经常会得到一些并非恰如其分的荣誉。

他还打了这样一个比方:理论家、实验家和科学发现的关系就像农夫、猪和块菌的关系。

农夫把猪带到可能有块菌的地方,猪就开始努力地寻找块菌。

最后,猪找到了一块,可正当它要吃掉块菌时,农夫却把块菌拿走了。

不过,莱德曼对理论物理学家、1957年诺贝尔物理学奖得主李政道似乎颇有好感,书中多处提及李政道(他说他“不是很了解杨振宁”),对李政道在中餐馆点菜的“派头”印象尤深,还有一段很传神的描绘:在午餐会开始讨论严肃话题之前,李政道先在一个恭敬的餐馆领班递来的小便笺本上点菜——每星期来吃饭他都要干这些琐事。

李政道点菜很有派头,那真是一种艺术。

只见他瞅了一下菜单、便笺本,用汉语向服务员问了一个问题,而后皱皱眉头,提笔划过纸面,认真地写下几个符号。

接着是另一个问题,在一个符号上做了一下改动。

为了得到神的指引,他瞥了一眼锡制的浮雕天花板,然后,大笔一挥而就。

最后再看时,他的两只手都停在便笺本上,一只手五指伸开,传递着教皇对众人的祝福,另一只手则握着铅笔杆。

一切尽在此间?阴阳、色、香和味的完美交融?《上帝粒子》以流畅风趣的文笔描绘了一个杰出的科学家群体,但作者显然没有刻意去拔高或一味地颂扬他们(包括作者自己)。

正如莱德曼所指出的那样:科学家通常也是普通人。

正因为如此,他们才有着巨大的多样性,使得人们如此……如此有趣。

在他眼里,科学家有的很安静,也有的雄心勃勃;他们有的受好奇心驱动,也有的是为了一己私利;他们有的有着天使般的美德,也有的贪得无厌;他们有的绝顶聪明,也有的年老时还像孩子般天真。

诺贝尔物理学奖系列介绍之9——1998年诺贝尔物理学奖获得者崔琦.

诺贝尔物理学奖系列介绍之9——1998年诺贝尔物理学奖获得者崔琦.

诺贝尔物理学奖系列介绍之9——1998年诺贝尔物理学奖获得者崔琦华人获诺贝尔物理奖者档案库之(5)崔琦(1998年)诺贝尔物理学奖得主之一的崔琦,一九三九年生于中国河南省,五十年代到香港接受教育,一九五七年在培正中学毕业,随后到美国继续深造,一九六七年在美国芝加哥大学获物理学博士学位,此后到贝尔实验室工作,一九八二年至今任美国普林斯顿大学教授,目前他从事电子材料基本性质等领域的研究。

在美国,据新华社引述崔琦教授来自中国的学生李济群等人介绍,崔琦为人随和,但对学生要求非常严格。

他思维敏锐,在师生中威望很高。

崔琦的妻子是美国人,他们有两个女儿。

瑞典皇家科学院九八年十月十三日宣布,把一九九八年诺贝尔物理学奖授予德国科学家霍斯特•斯托尔默、美籍华人科学家崔琦和美国科学家罗伯特•劳克林,以表彰他们为量子物理学研究做出的重大贡献。

瑞典皇家科学院十三日在斯德哥尔摩发表的新闻公报说,斯托尔默教授和崔琦教授在一九八二年对在强磁场和超低温实验条件下的电子进行了研究。

他们发现,在这种条件下大量相互作用的电子可以形成一种新的量子流体,这种量子流体具有一些特异性质。

一年之后,劳克林教授对他们的实验结果做出了解释。

在这一发现的基础上,科学家又陆续做出一些重大发现。

公报强调说,这三位科学家的成果是量子物理学领域内的重大突破,它为现代物理学许多分支中新的理论发展做出了重要贡献。

崔琦和斯托尔默在一九八二年对在强磁场和超低温实验条件下的电子进行了研究。

他们将两种半导体晶片砷化镓和砷氯化镓压在一起,这样大量电子就在这两种晶片交界处聚集。

他们将这种晶片结合体放置在仅比绝对零度高十分之一摄氏度(约摄氏零下二百七十三度)的超低温环境中,然后加以相当于地球磁场强度一百万倍的超强磁场。

他们发现,在这种条件下大量相互作用的电子可以形成一种新的量子流体,这种量子流体具有一些特异性质,比如阻力消失、出现几分之一电子电荷的奇特现象等。

一年之后,劳克林教授对他们的实验结果做出了解释。

1992年诺贝尔物理学奖----多斯正比室的发明夏...-物理实验教学中心

1992年诺贝尔物理学奖----多斯正比室的发明夏...-物理实验教学中心

1991年诺贝尔物理学奖----液晶和聚合物德然纳(Pierre Gilles de Gennes,1932-- )1991年诺贝尔物理学奖授予法国的德纳然,以表彰他把研究简单系统中有序现象的方法推广到更复杂的物理态,特别是液晶和聚合物所做的贡献。

德然纳用数学方法描述磁欧极子、长分子或分子链是怎样在特定条件下形成有序态的,并阐明了当这些物质从有序态过渡到无序态发生了些甚麽事情。

例如,在加热磁体时,就会发生这类有序-无序的变化。

而由无序到有序的转变往往发生在确定的温度下,有时也出现跳跃式的变化,这就是在临界态下的相变,对于铁磁体来说,这个温度就是所谓的距离点。

1992年诺贝尔物理学奖----多斯正比室的发明夏帕克(Georges Charpak,1924-- )1992年诺贝尔物理学奖授予瑞士日内瓦欧洲核子研究中心的夏帕克,以表彰他对高能物理探测器,特别是多斯正比室的发明和发展。

从1959年起,夏帕克在欧洲核子研究中心工作,这是欧洲建立在瑞士日内瓦州的粒子物理实验室。

在那里,夏帕克发明了多斯正比室。

这一开创性成果发表于1968年。

由于他在这方面的工作,粒子物理学家才能够把他们的兴趣集中在非常罕见的例子之间的相互作用,这类相互作用往往可以揭示物质内部深层次的奥秘。

1993年诺贝尔物理学奖----新型脉冲星小约瑟夫.泰勒 (Joseph H。

Haylor,Jr,1941-- ) 拉塞尔.赫尔斯(Russell A.Hulse,1915-- )1993年诺贝尔物理学奖授予美国新泽西州普林斯顿大学的赫尔斯和小约瑟夫,泰勒,以表彰他们发现了一种新型的脉冲星,这一发现为研究引力开辟了新的可能性。

赫尔斯和泰勒是在1974年用西印度群岛波多黎各的300m 射电望远镜发现这种新型脉冲星的。

当时泰勒在阿墨斯特(Amherst)麻萨诸塞大学任教授,赫尔斯是他的研究生。

脉冲星是一种质量比太阳大而半径大约只有十几公里的快速旋转的"宇宙信号"(假如有一个人站在脉冲星上,其重量会比在地面上大千亿倍)。

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·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 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。

整数效应发现两年后,美国新泽西州姆勒山AT&T贝尔实验室的崔琦和施特默在研究霍耳效应中用质量极佳的砷华为基片的镓样品做实验。

样品的纯度是如此之高,以至于电子在里面竟可以像子弹一样运动。

也就是说,它在相当长的路程中不会受到杂质原子的散射。

为了获得这样的样品,半导体样品要经过“调制”——在传导层旁边的一层特别予以掺杂。

他们用的样品是哥萨德(A.C.Gossard)制备的,而哥萨德所用的分子束外延技术则是由周(A.Cho)等人开发的。

散射长度在低温下会增大,因此实验要在1K以下和非常强的磁场中进行。

在原始的实验中,磁场的强度高达20T。

出乎他们意料的是,这一实验所得的霍耳平台相当于填充因子要取分数值。

他们最早发表的论文中公布了f=1/3的平台。

他们还发现有迹象表明在2/3处也有平台。

根据最低朗道能级的粒子-空穴对称性,他们认为可能相当于空穴的1/3填充因子。

图98-2中的虚对角线代表经典霍耳电阻,台阶形的实对角线代表实验结果。

引起台阶的磁场以箭头标示。

请特别注意崔琦和施特默第一次发现的在磁场最高值处的台阶(1/3)和冯·克利青在较弱磁场下发现的一些整数台阶。

分数量子霍耳效应的发现使凝聚态物理学界大为惊奇。

从来没有人预言过以分数填充的朗道能级有什么特殊值得注意的特性。

崔琦和施特默完全知道,与整数量子霍耳效应相反,用忽略电子间相互作用的模型是无法对分数量子霍耳效应作出解释的。

他们设想,理解整数效应的论据不能用于这种情况。

然而,他们注意到,如果为了某种理由还要用到那些论据,就必须承认有携带分数电荷的准粒子存在,例如当f=1/3时,准粒子所带电荷为e/3。

然而,为什么会出现携带分数电荷的准粒子呢?分数量子霍耳效应的发现,是对理论家的严峻挑战。

一时间理论方面没有多少进展。

贝尔实验室的劳克林则独辟蹊径,他对分数量子霍耳效应作出了出乎人们意料的理论解释。

劳克林证明,当电子体系的密度相当于“简单”分数填充因子为f=1/m(m是奇整数,例如f=1/3或1/5)时,电子体系凝聚成了某种新型的量子液体。

他甚至提出了一个多电子波函数,用以描述电子间有相互作用的量子液体的基态。

劳克林还证明,在基态和激发态之间有一能隙,激发态内存在分数电荷±e/m的“准粒子”。

这就意味着霍耳电阻正好会量子化为m乘h/e2。

劳克林认为,从基态到基本激发会产生特殊的旋涡。

例如,可以想像我们从体系中移走一个(带整数电荷的)电子。

在劳克林的图像中,有m个旋涡未受束缚,每个“准粒子”带一负1/m电荷,即被移走的整数电荷的1/m。

类似地,如有一普通电子加到劳克林的液体中,就会立刻分出奇数的准粒子,每个准粒子带着电子电荷的同一分值。

由于电子倾向于在基态中相互联系,这样库仑斥力可减到最小。

增加或减少一个电子或磁通量子都会干扰这一次序,并造成相应的能量损失。

正因为如此,f=1/m量子态代表了凝聚的多粒子基态。

由于电子的位置是不固定的,像在固体中那样,劳克林态成了一种新型量子液体。

分数量子霍耳效应的存在,本身就是上述理论的一项间接验证。

然而,理论中心内容也得到了实验的直接验证。

即,在激发谱和含有局域性分数电荷准粒子激发的激发态之间有一能隙。

霍耳平台在分数填充因子1/m附近有一有限的宽度(否则,分数量子霍耳效应就观察不到了)。

在有限的温度下,准粒子可以成对产生,所带电荷为+e/m(电子类型)和-e/m(空穴类型),而整体处于电中性。

这些准粒子是可动的,会消耗能量,从而对体系的普通电阻有贡献。

与超导体中或绝缘体中的情况类比,产生准粒子对的能隙△应是产生电子型和空穴型准粒子的能量之和。

可以从欧姆电阻随温度变化的关系求得△的实验值。

早期的实验(在日本、德国和美国都有人做)只能与理论作定性比较,因为样品还不够纯。

无序抑制了分数效应,加强了整数效应。

1989年AT&T贝尔实验室的维勒特(R.L.Willett)和英吉利(J.H.English)与崔琦、施特默和哥萨德合作,获得了更好的样品。

他们实验的△值为5K~6K或0.5meV~1meV,与劳克林的理论预计相差不超过20%。

除了准粒子激发,新型的量子液体还以密度(以及自旋密度)涨落的形式产生集体激发。

这种激发可以用一波矢量k来表示,其长波限k→0,可以看成是准粒子激发的相干叠加;而其短波限k→∞,密度涨落代表的是非相干准粒子激发。

印地安那大学的吉尔文(S.Girvin)及麦克唐纳德(A.MacDonald)和贝尔实验室的普拉兹曼(P.Platzman)发展了一种可用于集体激发的理论,这种理论类似于费因曼的超流氦理论。

它建筑在劳克林对基态的描述,预言在激发谱中存在有限的能隙。

1993年贝尔实验室的宾朱克(A.Pinczuk)及其合作者,用非弹性光散射测量了k=0时f=1/3态的能隙值,与理论相符甚好。

碰巧,能隙在有限波矢量k0时有最小值,正好与朗道-费因曼的“旋子最小”完全对应。

根据这一理论,当m增大时,能隙变小;m=7或9时,能隙消失。

这表明点阵常数为1/k0时,劳克林电子液体有不稳定性,有可能会产生电子固体——维格纳点阵。

这种相变在实验中已经观察到了。

分数量子霍耳效应理论解释的第二项中心内容是电荷的分裂。

分数电荷准粒子的存在已有三个小组用两种不同的方法获得。

一种是1995年美国石溪纽约州立大学的哥尔德曼(v.Goldman)和苏(B.Su)经过共振隧道电流的测量;另一种是1997年以色列维兹罗科学研究所的海伯朗(M.Heiblum)和法国原子能委员会的格拉特利(C.Glattli)领导的小组所进行的研究。

这两个小组测量隧道电流中的散粒噪声,这一测量清楚地表明电流是由电荷为e/3的物体携带的。

散粒噪声测量以很高的精密度进行,标志了引人注目的成就。

散粒噪声的理论早就建立了,已经得到人们很好的理解,因此这项实验很容易就得到了解释。

例如,在零度温度的极限内,散粒噪声正比于电流和流动粒子所带电荷。

在有限的温度下,散粒噪声以大家熟知的方法改变。

与理论比较所需参数,例如样品温度,可以用独立的测量测定,使粒子的电荷成为唯一的一项未确定的参数。

拟合到理论上,即可给出准粒子电荷等于e/3,精确度的量级为10%。

分数粒子霍耳体系物理学是在实验上和理论上仍然非常活跃的一个领域。

在最初的几年里,在原始的发现之后,由于做出了更好、更纯的样品,又不断发现了一系列量子霍耳平台。

新增加的平台相当于更复杂的分数填充因子f=p/q,其中p是一偶整数或奇整数,而q是奇整数。

哈尔丹、劳克林和哈尔佩林把劳克林的1/m态当作“母”态,将分数量子态“分级”,于是对新平台作出了说明。

他把分数量子霍耳效应看成是复合粒子的整数效应,这种复合粒子则是由奇数的磁通量子束缚在每个电子上,组成了复合费米子。

1989年发现,当磁场调制到霍耳电阻等于电阻量子除以1/2或1/4,而不是1/3或1/5时,新的现象出现了。

这些“偶分母”量子液体是费米液体,与“奇分母”量子液体基本上不同。

这进一步说明了强磁场电子物理学的多样性。

总之,分数量子霍耳效应的实验发现及其用新的分数电荷激发的不可压缩量子液体作出的理论解释导致了我们认识宏观量子现象的一次突破,并且引发了一系列对基本理论真正深刻意义的现象出现,其中包括了电荷的分裂。

劳克林1950年生于美国加州维沙利亚(Visalia),美国公民。

1979年在麻省理工学院获物理学博士学位。

从1989年以来一直在斯坦福大学任物理学教授。

施特默1949年出生于德国的法兰克福,1977年在德国的斯图加特大学获博士学位。

1992年—1998年在贝尔实验室的物理研究实验室当主任。

1998年以后,他是哥伦比亚大学教授。

崔琦是美籍华人,1939年出生在河南省,后转到香港,1957年从香港浦清(音译)中学毕业,1958年赴美,进入伊利诺伊斯州罗克岛奥古斯坦纳(Augustana)学院学习,1961年以优异成绩毕业。

1967年在芝加哥大学取得物理学博士学位,做了一年的博士后研究,于1968年加入贝尔实验室。

以后在贝尔实验室的固体电子学研究实验室工作,直到1982年转到普林斯顿大学,任电气工程系教授。

他是美国科学院院士。

崔琦和施特默与劳克林一起,1984年获美国物理学会巴克利凝聚态物理学奖,1998年获富兰克林学院物理学奖章。

·1997年诺贝尔物理学奖——激光冷却和陷俘原子1997年诺贝尔物理学奖授予美国加州斯坦福大学的朱棣文(Stephen Chu,1948—),法国巴黎的法兰西学院和高等师范学院的科恩-塔诺季(Claude Cohen -Tannoudji,1933—)和美国国家标准技术院的菲利普斯(William D.Phillips,1948—),以表彰他们在发展用激光冷却和陷俘原子的方法方面所作的贡献。

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