操纵和测量单个量子态——2012年诺贝尔物理学奖简介*

同为68岁的法国科学家塞尔日·阿罗什（Serge Haroche）与美国科学家大卫·维因兰德(David J. Wineland)分享了2012年诺贝尔物理学奖。他们的突破性研究,让原本神秘的量子世界不再“与世隔绝”。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。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态的测量和控制,颠覆了之前人们认为的其无法被直接观测的看法。     

2012年度诺贝尔奖获得者

法国科学家阿罗什和美国科学家瓦恩兰因“能够测量和操控单个量子系统的突破性实验方法”获2012年诺贝尔物理学奖。     

走近诺贝尔奖(二) “看清”活生生的生物分子

<正>从最微小的分子细节来研究活细胞,在前人看来这简直是不可能的事情。要"看清"这些活生生的生物分子,仅仅靠我们的一双肉眼是不行的,最近科学家研制的"眼神超好"的超分辨率荧光显微镜让我们走进了纳米世界。他们的这一突破性工作获得了2014年的诺贝尔化学奖。     

触及诺贝尔奖

<正>在令人着迷且肉眼看不到的量子世界,粒子有自己独特的一套"生活方式",它们的行为难以用经典力学去解释,量子力学应运而生。从20世纪80年代开始,有关量子霍尔效应的研究已先后两次斩获诺贝尔奖,可这一家族中的"量子反常霍尔效应"却一直与全世界物理学家捉着迷藏,不肯露出庐山真面目。今年3月,这一世界性的难题终于在我国科学家的手中攻克,证实了人们期待已久的"量子反常霍尔效应"的存在。这是量子霍尔家族的最后一位成员,它和此前发现的量子霍尔效应、量子自旋霍尔效应组成了量子霍     

玻尔:险些被丢进大海

尼尔斯·玻尔是20世纪一流的科学家,也是最伟大的思想家之一。他率先运用量子理论研究原子结构和分子结构,被视为"原子物理学之父",亦有"原子力学的奠基人"之誉。对于玻尔的科学发现,爱因斯坦     

2010年度诺贝尔奖获得者简介

物理学奖: 英国曼彻斯特大学科学家海姆(A.Geim)和诺沃肖洛夫(K.Novoselov)因在制备二维空间材料"石墨烯"方面的突破性实验获2010年度诺贝尔物理学奖.石墨烯是至今发现的厚度最薄、强度最高的材料,有望帮助物理学家在量子物理学研究领域取得新突破,一旦投入实际应用将给人类社会带来革命性变化.     

植物也懂量子物理学

<正>人类对量子物理学的研究仅有百年左右,但是科学家近日发现,植物可能也懂得量子物理学,它们已经"研究"量子物理学25亿年了,并通过这一原理促进光合作用的进行。光合作用一直被认为是地球拥有生命的标志性反应。植物在进行光合作用时,可"收获"大约95%的太阳光照,并将其转换为化学能,该过程反应时间仅为千万亿分之一秒,甚至更少。植物可以通过量子物理学来实现这个近乎完美的高效反应。当一个光子在细胞中"激发"分子作用后,会通过最有效的途径参与     

前沿

<正>"量子科学实验卫星"关键部件完成由中国科学家自主研发的世界首颗"量子科学实验卫星"现已完成关键部件的研制与交付,卫星有望先于欧美在2016年左右发射,在轨设计寿命为两年。"量子科学实验卫星"是中科院空间科学战略性先导科技专项中首批确定的五颗科学实验卫星之一,旨在建立卫星与地面间远距离量子科学实验平台,并在此平台上完成多项大尺度量子科学实验。     

“看清”活生生的生物分子走近诺贝尔奖(二)

从最微小的分子细节来研究活细胞，在前人看来这简直是不可能的事情。要“看清”这些活生生的生物分子，仅仅靠我们的一双肉眼是不行的，最近科学家研制的“眼神超好”的超分辨率荧光显微镜让我们走进了纳米世界。他们的这一突破性工作获得了2014年的诺贝尔化学奖。     

给衰老减速

正突破性抗衰老药物有望让老人活得"更年轻"。2007年,一次小鼠抗衰老实验揭开了一轮全新的抗衰老研究的序幕,此后的12年间不断有关于抗衰老的重大科学发现被发表。和此前抗氧化、抗自由基、干细胞注射,甚至被广泛看好的服用白藜芦醇等抗衰老手段不同,今天科学家已经找到导致细胞衰老的具体生化反应。     

前沿

正1中国首颗量子科学实验卫星"墨子号"成功发射我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星"墨子号"发射升空。量子卫星的成功发射和在轨运行,有望推动我国科学家在量子科学前沿领域取得重大突破,对于推动我国空间科学卫星系列可持续发展具有重大意义。2土卫六上发现有液体流动的大峡谷美国航天局研究发现,土星最大的卫星土卫六上有着     

科学家利用计算机制造出“虚拟细菌”

美国斯坦福大学的科学家克雷格·文特尔领导的科研小组在《细胞》杂志上撰文指出,他们首次利用计算机制造出了"虚拟细菌",能模拟微生物的生命轨迹及其一举一动。科学家们表示,这项研究或许有助于改进人类对疾病的理解,并为疾病找到新的疗法。《每日电讯报》在报道中指出,生物学和计算机科学的联姻让科学家们能借用计算机脚本模拟生命,这将让人类大大受益,并有助于回答人     

用量子点营造奇幻色彩

<正>如果去电器商场逛逛,那么我们就不难发现近年来出现了一种名为“QLED”的电视机。所谓QLED电视机,即量子点发光二极管液晶电视机。正是这个“量子点”的相关研究,让三位科学家获得了2023年诺贝尔化学奖,他们分别是阿列克谢·叶基莫夫、路易斯·布鲁斯和蒙吉·巴文迪。其中,叶基莫夫和布鲁斯各自独立地合成量子点,巴文迪则开发了一种被广泛应用的量子点生产方法。     

人类也能冬眠吗?

正长期"假死",有可能吗?众所周知,一些动物会冬眠,它们的体温、新陈代谢、氧需求量以及呼吸在冬眠时都会减少。那么,人类可以冬眠吗?肥尾鼠狐猴是迄今已知唯一可以冬眠的灵长类动物,它们的基因与人类的基因十分相似。科学家认为,人类是否具有冬眠基因这一问题,或许可从肥尾鼠狐猴身上寻找到答案。最近,科学家有了一个惊人的突破性发现:在肥尾鼠狐猴的大脑中存在一种遗传机制,     

磁单极子噪音首次被“听”到

正英国牛津大学物理学教授塞穆斯·戴维斯率领一支实验物理学家团队,首次研制出一款磁场噪声波谱仪,让人类第一次"听"到了一个磁单极子流产生的磁噪声。戴维斯团队创建了一个基于超导量子干涉装置的极其精确灵敏的磁场噪声波谱仪。借助它,科学家们在晶体     

男性比女性更"小心眼"

人们常常觉得女人"小心眼",但据美国媒体报道,科学家发现,男人更可能是有仇必报的"小人",女性则喜欢不按常理出牌.     

领跑在“量子高速路”上的中国战车

<正>我国科学家首次在实验中发现量子反常霍尔效应,引起国际物理学界巨大反响,人们在赞叹我国科学家为之付出的艰辛努力的同时,不免对实现量子反常霍尔效应起到关键作用的拓扑绝缘体产生了浓厚兴趣,那么拓扑绝缘体究竟是什么东西,它为何有如此神通广大的能耐?寻找"马约拉纳费米子"     

基因驱动野外试验极具风险

正在专家们发现基因驱动技术存在许多潜在风险的同时,美国国家科学院却资助了更多基因驱动的研究,其中可能包括"高管控下的野外试验"。2012年,科学家发现了一种能够精确编辑基因的新办法,这种被命名为CRISPR的技术让许多诱人设想的实现成为可能,比如说,科学家想要利用这一技术去治愈遗传性疾病或者去发明新的农作物。     

一脚踏进量子计算圈

<正>"他们使中国科学技术大学,乃至整个中国,牢牢地在量子计算的世界地图上占据了一席之地。"一段来自国外媒体的高度评价,不得不让我们再次审视一个十分高端的项目——"利用测量器件无关量子密钥分发解决量子黑客隐患"。这是一个由中国科学技术大学潘建伟院士及其同事张强、陈腾云与清华大学马雄峰等组成的联合研究小组,在近期取得的最新研究成果。该研究旨在通过量子通信技术这一根本性手段保障信息安全,而主攻方向就是完善量子密钥的分发方案。     

“上帝粒子”的存在获新证据

<正>去年7月4日,欧洲核子研究中心(CERN)宣布,该中心的两个强子对撞实验项目发现了同一种新粒子,它的许多特征与科学家寻找多年的希格斯玻色子一致。如今,CERN发布公告称,最新的数据分析显示,这一种新粒子"越来越像"希格斯玻色子。科学家分析了比去年的研究多2.5倍的数据,来计算新粒子的量子特性以及它与其他粒子之间的相互作用。但CERN表示,