光学领域里的一对奇葩--介绍2005年诺贝尔物理学奖

2005年诺贝尔物理学奖授于了光学研究领域里的两项原创性工作:1963年美国物理学家罗伊·格劳伯(R.J.Glauber 1925～)提出的"相干性量子理论",以及1983年美国物理学家约翰·霍尔(J.L.Hall.1934～)和德国物理学家特奥多尔·亨施(T.W.Hansch.1941～)利用激光的特性对精确测量技术所作的发展.近些年来诺贝尔物理学奖频频惠顾光学研究领域,如2001年诺贝尔物理学奖授予了从事玻色-爱因斯坦凝聚的相关研究、1997年诺贝尔物理学奖授予华裔科学家朱棣文从事的激光冷却和俘获原子的方法研究.这是因为该领域的研究成果往往与最新、最先进的技术发展联系紧密,另一方面,这些高新技术的发展恰恰又建立在这些非常基础的理论研究之上.     

正在诞生的粒子天体物理学

罗马“非常”会议春节的日食刚刚复圆,上百个粒子物理学家和天体物理学家就被吸引到罗马.因为,意大利林琴科学院正在那里举办为期三天(2月21日到23日)的国际学术会议.有人说这是一次“非常”会议,因为,会议议题象是用外交谈判的用语:“基本粒子物理与天体物理双边共有问题”;参加者也是“壁垒分明”,有“纯粹”的粒子物理学家,如格拉肖(S.L.Glashow)、卡比博(N.Cabibbo)等,也有“纯粹”的天体物理学家,如塞马(D.Sciama),加科尼(R.Giacconi)等.会议组织过程也十分仓促,从通告发出到开会,前后不满一个月.笔者是时正在英国剑桥大学短期工作,也应邀     

自然信息

英国和美国的物理学家发现了“量子霍尔效应”(这是半导体复合物在一定条件下具有的一种异常特性)的一些新证据.他们的实验结果对解释该效应的一些现存理论提出了新的挑战,并且表明还有很多问题尚待研究澄清.     

协同学及其最新应用领域

众所周知,我们的宇宙充满着各种各样的结构.有一些是人工做成的,如房屋、机器等;而另一些则是自然形成的,如银河系、雪花等.假若在十五年前有人问,物理学家能否用物理知识来解释这些结构呢?     

广岛事件的前前后后

一、物理学家们看到了新的危险正当美国科学家全力以赴从事原子弹研究的时候,一些具有卓越远见、政治敏感的物理学家看到了原子弹对世界未来的影响.玻尔在1941年听海森堡讲到原子弹在理论上可行时,惊得几乎失去了控制.1943年,玻尔逃离德国占领下的丹麦,不久后来到了美国.他一方面对希特勒可能会获得原子弹而感到十分担心,他希望盟国能早日战胜法西斯轴心国,结束战争,或美国能赶在德国之前造出原子弹来,使它不能成为希特勒的讹诈工具.他的希望和智慧给了美国原子弹研究很大的帮助.在另一方面,玻尔对原子弹     

计算，但别闭嘴！

<正>物理学家提出过量子力学的许多种诠释,譬如哥本哈根诠释、一致性历史诠释、多世界诠释、系统诠释、交易诠释、宇宙学诠释等。同时,也有一些物理学家赞成量子力学的不可诠释,其中的代表人物、康奈尔大学的物理学家大卫·默明(David Mermin)留下了一句名言"闭嘴,计算!"(Shut up and calculate!)。吉姆·巴戈特(Jim Baggott)的这篇文章便化用了默明的名言,他指出,"一些陈词滥调说,哥本哈根诠释要求不做深入探究的信奉,但这对物理学造成了伤害"。     

τ轻子与基本粒子物理研究30年

在1975年12月1日的<物理评论快报>上,来自美国劳伦斯伯克利实验室(LBL)和加利福尼亚大学伯克利分校物理系,以及斯坦福大学斯坦福直线加速器中心(SLAC)的34位物理学家公布了τ轻子存在的第一个证据.     

戴维·索利斯(1934—2019)

<正>发现物质拓扑相的理论物理学家,2016年获得诺贝尔物理学奖。戴维·索利斯(David J. Thouless)是一位理论物理学家,他最为人所知的成就是对系统各组成部分重新排列的驱动因素的研究,如晶体中的原子或磁铁中与电子相关的自旋。这些"排列现象"是相变(如水变成冰)的基础。20世纪70年代初,索利斯和他     

低温物理喜获殊荣

因为在低温理论方面的杰出贡献,维塔利·金茨堡(Vitaly Ginzburg)、阿列克谢·阿布里科索夫(Alexei Abrikosov)和安东尼·莱格特(Anthony Leggett)等三位理论物理学家分享了2003年度的诺贝尔物理学奖。 金茨堡现就职于莫斯科列别杰夫物理研究所,阿布里科索夫目前就职于美国伊利诺伊州国立阿贡实     

霍耶尔:宣布发现希格斯玻色子的人

罗尔夫·D·霍耶尔(Rolf.D.Heuer)是欧洲核子中心(CERN)粒子物理实验室主任,对大型强子对撞机(LHC)拥有预算掌控权——LHC以高于世界任何其他加速器的能量产生希格斯粒子——但霍耶尔对于检测粒子碰撞碎片的两项实验的权威则要小得多,LHC是由数以千计的物理学家建造起来的,也是由他们管理和运行的. 直到6月中旬之前,霍耶尔甚至都不知道物理学家们究竟看到了什么,当项目组两位明显睡眠不足的负责人法比奥拉·吉诺蒂(Fabiola Gianotti)和乔伊·英卡代拉(Joe Incandela)简短地告诉他,那个如建筑物般大小的粒子探测器发现了什么时,这一消息实在是太令人振奋了.经过数月的数据收集,两项实验结果都强烈显示,LHC内产生的是一种新的粒子——正是由50年前理论物理学家彼得·希格斯(Peter Higgs)所预测的粒子.     

利用能源、创造财富、拯救地球——以发展来解决地球环境问题

I=PAT:财富是祸害? 1970年,当第一个世界地球日到来的时候,美国的环保人士却深深感到了内疚:美国的先进技术显而易见给地球环境造成了不良影响.这一影响在一个著名的公式中凸显出来,它是由生态学家保罗·埃利希(Paul Ehrlich)和物理学家约翰·P·霍尔德伦(John P.Holdten,现为奥巴马总统的科学顾问)提出的.     

封面说明

<正>"天空中最重的天体是看不见的",早在爱因斯坦提出广义相对论以前法国的数学家和物理学家拉普拉斯曾经这样说过.1916年德国的施瓦西(K.Schwarzschild)得到了第一个爱因斯坦引力场方程的精确解.它描述了一种特殊天体——黑洞.物质可以通过黑洞的边界(一个单向膜)掉入黑洞,而黑洞内的物质无法穿过这个单向膜跑到黑洞外.直到1967年"黑洞"这一术语才由美国的物理学家惠勒(J.Wheeler)提出,现在被广泛使用,它是广义相对论最惊奇的预言.一个大于3倍     

为寻求真理所付的代价——玻尔与爱因斯坦关于量子力学的争论

诺贝尔奖金获得者、苏联物理学家朗道(L. D. Landau)认为,物理学家必须“头脑敏锐、基础深广”。而在本世纪的物理学家中真正够得上这个标准的,只有爱因斯坦和玻尔两人。的确,他们对于现代物理学的贡献,称得上是开创性的、奠基性的和指导性的,他们的影响所及,超越了与他们同时代的物理学家。     

氢气在高压下变成一种金属

美国华盛顿州卡内基研究所的物理学家首次间接地、强有力地证明了:氢气在高压下是一种金属.毛厚广(Ho-Kwang Mao)和罗斯尔·赫姆雷(Russel Hemley)发现,在相当于250万倍的大气压的持续压力下,氢气变成一种黑色的固态物质.这项研究工作有助于解决某些理论物理学和天体物理学中长期悬而未     

第四种中微子的发现冲击现有的理论

英国和美国的物理学家们最近获得一些惊人的证据,表明可能存在着又大又重的第四种中微子,它不时地在原子核的β衰变中出驯.当一个中子衰变为一个质子时,同时释放一个电子和一个中微子,一般情况下放出的电子和中微子质量很小或几乎完全没有质量.1985年,一位加拿大物理学家在实验室中观测到     

爱迪生和十九世纪美国的纯粹科学观念

1878和1882年间,美国科学界的一些关键人物在促成托马斯·阿尔瓦·爱迪生的电气照明工作中起了重要作用。由于对他的才能留下深刻印象,这些科学家开始把他看作同人,而爱迪生也自以为是科学家。但是,爱迪生在科学家和美国公众中享有崇高声望和他自命为科学家,却激怒了美国著名实验物理学家H.A.罗兰。于是,罗兰在1883年在美国科学促进会“替纯粹科学请命”。     

爱因斯坦与音乐

爱因斯坦是当代伟大的物理学家,列宁称他是一个自然科学发展方面的伟大革新家,他一生的科学贡献对现代科学的发展有着深远的影响,他勇于探索、勇于创新、为真理和社会而献身的精神,永远是我们学习的榜样.那末,爱因斯坦既然是一个伟大的物理学家,为什么却促使一些职业音乐家(不是物理学家,总而言之不是科学家)多年来积极思考和研究他的生活道路和科学道路呢?这里至少有两个方面的原因:其     

观测天体物理的开创性工作

2002年的诺贝尔物理学奖颁给了美国的戴维斯(Raymond Davis,Jr)、贾科尼(Riccardo Giacconi)和日本的小柴昌俊.其中戴维斯和小柴的贡献在于将高能和粒子物理的研究方法应用于探测来自宇宙空间的中微子,他们经过1960年代以来的努力工作找到了来自太阳和超新星爆发的中微子辐射,从而确定了中微子的一些内部性质,也确立了中微子天文学的地位.贾科尼不仅是国际知名的高能天体物理学家,也曾长期担任天文学界几个重要科研单位的领导人.他得奖的部分贡献是在1960和1970年代通过空间观测手段发现了来自天体的X射线,开创了X射线天文学的先河.     

MRI:获奖及其风波

2003年诺贝尔生理学或医学奖授予两位物理学家--美国的劳特布(P.C.Lauterbur)和英国的曼斯菲尔德(P.Mansfield),以表彰他们"在磁共振成像(MRI)方面的发现"."磁共振"是"核磁共振"(NMR)的简称,MRI成像技术作为一种重要的医学诊断手段,在医院里已经相当普及.     

走近量子纠缠——“薛定谔的猫”实验概述

<正>名词解释:思想实验:是指使用想象力去进行的实验,所做的都是在现实中无法做到(或现实未做到)的实验。2012年10月9日,两位物理学家因为在量子信息技术领域作出巨大贡献而获得2012年诺贝尔物理学奖,他们是法国物理学家塞尔日·阿罗什和美国物理学家戴维·瓦恩兰。