操纵和测量单个量子态_2012年诺贝尔物理学奖简介_郭文祥

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。

2012年诺贝尔物理学奖2012年物理学奖，由两位物理学家分享，他们是美国的大卫•维因兰德(David Wineland)和法国的塞尔日•阿罗什(Serge Haroche)。

获奖理由是他们创造的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。

大卫•维因兰德(David Wineland, 1944—),出生于美国威斯康辛州密尔沃基。

1961年，从加州沙加缅度的恩忻娜高中(Encina High School)毕业。

进入加州大学柏克利分校读本科，1965年得到学士学位。

之后，他以优异成绩转入哈佛大学攻读博士学位，导师是诺曼•拉姆齐(1989年诺贝尔物理学奖得主)。

1970年获得博士学位。

之后加入汉斯•德默尔特(1989年诺贝尔物理学奖得主)的研究团队，在华盛顿大学做博士后。

1975年，美国国家标准技术研究所聘请他为物理研究员。

在那里，他成为离子储存团队的领导人。

应用激光冷却离子技术，该团队制做出至2012年为止最准确的原子钟，比铯-133原子钟的频率标准还要精确两个数量级。

塞尔日•阿罗什(Serge Haroche, 1944—)，出生于摩洛哥的卡萨布兰卡，法国公民。

1967年毕业于巴黎高等师范学校。

1971年从巴黎第六大学(皮埃尔与玛丽•居里大学)获得博士学位，进入法国国家科学研究中心工作。

1975年后先后任皮埃尔与玛丽•居里大学物理学教授、巴黎高等师范学校教授、法兰西大学教授、量子物理学会主席。

对于大众来说，2012年物理学最重大的发现应该是欧洲核子中4(CERN)运行的大型重子对撞机(LHC)发现了粒子物理学家们寻找了几十年的“希格斯玻色子”，因此，英国科学家皮特•希格斯(Peter Higgs)获得本年度的诺贝尔物理学奖似乎是“众望所归”。

但希格斯教授未获今年诺贝尔奖的原因也很容易理解：每年诺贝尔奖的提名在当年的2月份就截止了，而彼时尚未确定发现希格斯玻色子；其次，每一届诺贝尔物理学奖的获奖人数不超过三人，如果授予有关希格斯玻色子的工作，那么获奖名单实在难以确定一一在实验方面，数以千计的实验人员在大型重子对撞机前工作数年，理应是发现希格斯玻色子的最大功臣；在理论方面，最早提出关于标准粒子模型理论的是比利时理论物理学家弗朗索瓦•恩格勒(Francois Englert)和罗伯特•布罗特(Robert Brout),在随后半年里又有六位科学家相继发表了相关的论文，而皮特•希格斯则是第一个预言在这个理论当中存在着一个尚未发现的基本粒子的人，这些科学家都对希格斯玻色子的发现做出了重要贡献。

2012年诺贝尔物理学奖：操纵单个量子粒子2012年诺贝尔物理学奖授予塞尔日•阿罗什和大卫•J•维因兰德，以表彰他们分别独立发明并拓展了在保持单个粒子量子力学特性的前提下，测量和操纵它们的方法。

他们的发明开辟了量子物理学的新时代；他们成功地观测到非常脆弱的量子态，在不破坏单个粒子的前提下直接观察它们的特性；他们的工作为制造新型超高速基于量子物理的计算机迈出了第一步。

也可以用来制造极精准时钟，用于未来的时间标准，比现有的铯原子钟精确百倍。

单个物质粒子包括光子，经典力学不适用，粒子表现出量子性。

然而长久以来，单个粒子不能从脱离周围环境直接观测到，科学家只能通过思想实验验证它奇异的表现。

两位获奖者均致力于量子光学领域物质粒子及光子基本相互作用力的研究工作。

这个领域从20世纪80年代中期开始有飞跃性的发展。

他们的工作有很多相同之处。

大卫•维因兰德将带电原子或离子置于势阱中，控制并测量它们的光子。

塞尔日•阿罗什则相反，控制并测量势阱中的离子，通过势阱向离子注入光子。

在势阱中控制单个离子在科罗拉多州博尔德市，大卫•维因兰德维因兰德的实验室内，带电原子或离子被置于电场内的势阱中。

该实验在真空和低温条件下进行，使粒子远离热和辐射干扰。

维因兰德实验的一个秘诀是使用激光脉冲。

他用激光压制离子在势阱中的热运动，使离子停留在最低能量状态，从而观测势阱中离子的量子现象。

一个细致调节好的激光束可以使离子进入叠加态，该形态使一个离子同时存在于两种不同状态。

例如，一个离子可以同时处于两种能量值。

它开始处于较低能量的状态，激光的作用仅仅是向高能量状态轻轻推它，能够使它停留在两种状态的叠加中，进入任何一种状态有相等的可能性。

这样可以研究离子的量子叠加状态。

在势阱中控制单个光子塞尔日•阿罗什和他的研究小组采取不同的方法揭示神秘的量子世界。

在巴黎的实验室里，微波光子在相距3厘米的镜片之间反弹。

镜片用超导材料制作，被冷却到刚刚超过绝对零度。

法美科学家因首次“活捉”粒子分享物理诺奖2012年10月10日03:24新京报金煜邓琦我要评论(313)字号：T|T瑞典皇家科学院9日宣布，将2012年诺贝尔物理学奖授予法国物理学家塞尔日·阿罗什和美国物理学家戴维·瓦恩兰，以表彰他们在量子物理学方面的卓越研究。

2012年诺贝尔奖法美科学家分享物理学奖所属分类：新闻新功能放大观看“不可想象”的突破当天上午，瑞典皇家科学院常任秘书诺尔马克在皇家科学院会议厅宣读了获奖者名单及其获奖成就。

他说，这两位物理学家用突破性的实验方法使单个粒子动态系统可被测量和操作。

他们独立发明并优化了测量与操作单个粒子的实验方法，而实验中还能保持单个粒子的量子物理性质，这一物理学研究的突破在之前是不可想象的。

随后，诺贝尔物理学奖评选委员们介绍了获奖者的研究成果。

他们说，通过巧妙的实验方法，阿罗什和瓦恩兰的研究团队都成功地测量和控制了非常脆弱的量子态，这些新的实验方法使他们能够检测、控制和计算粒子。

单个粒子极难俘获在基本粒子所处微观层面上，单个粒子一方面难以与周围环境分离；另一方面是一旦与周围环境相互作用，随即失去量子特性；另外，如果两个粒子相互作用，即使两者分离，互动作用会继续存在。

瑞典皇家科学院也认为，单个粒子很难从周围环境中隔离观测，一旦它们与外界发生交互，通常会失去神秘的量子性质，使得量子物理学中很多奇特现象无法被观测到。

相当长一段时期内，量子物理学理论所预言的诸多神奇现象难以在实验室环境下直接“实地”观测和验证，只存在于研究人员的“思维实验”中。

评委会认定，两人“开启量子物理学实验新时代的大门，显示不必损毁量子粒子个体，就可以直接观测它们”。

两位获奖者的实验方法有很多相似之处，瓦恩兰困住带电原子或离子，通过光或光子来控制和测量它们；而阿罗什却让原子通过一个陷阱，从而控制和测量被困光子和光的粒子。

经济危机致奖金缩水阿罗什和瓦恩兰将分享800万瑞典克朗（约合114万美元）的奖金。

历届诺贝尔奖获奖名录1901德国科学家伦琴因发觉X射线获诺贝尔物理学奖。

1902荷兰科学家洛伦兹因创建电子理论、荷兰科学家塞曼因发觉磁力对光的塞曼效应而一起取得诺贝尔物理学奖。

1903法国科学家贝克勒尔因发觉天然放射性现象、居里夫妇因发觉放射性元素镭而一起取得诺贝尔物理学奖。

1904英国科学家瑞利因发觉氩取得诺贝尔物理学奖。

英国科学家拉姆赛因发觉六种惰性所体，并确信它们在元素周期表中的位置取得化学奖。

1905德国科学家勒纳因阴极射线的研究取得诺贝尔物理学奖。

1906英国科学家汤姆逊因研究气体的电导率取得诺贝尔物理学奖。

1907美国科学家迈克尔逊因测量光速获诺贝尔物理学奖。

1908法国科学家李普曼因发明彩色照片的复制获诺贝尔物理学奖。

英国科学家卢瑟福因研究元素的蜕变和放射化学获诺贝尔化学奖1909意大利科学家马可尼、德国科学家布劳恩因发明无线电报技术而取得诺贝尔物理学奖。

1910荷兰科学家范德瓦尔斯因研究气体和液体状态工程获诺贝尔物理学奖。

1911德国科学家维恩因发觉热辐射定律获诺贝尔物理学奖。

法国科学家玛丽·居里(居里夫人)因发觉镭和钋，并分离出镭获诺贝尔化学奖。

1912荷兰科学家达伦因发明航标灯自动调剂器获诺贝尔物理学奖。

1913荷兰科学家卡曼林欧尼斯因研究物质在低温下的性质，制出液态氦获诺贝尔物理学奖。

1914德国科学家劳厄因发觉晶体的X射线衍射获诺贝尔物理学奖。

1915 英国科学家威廉·亨利·布拉格和威康·劳伦斯·布拉格父子因用X射线分析晶体结构获诺贝尔物理学奖。

1916年12月10日第十六届诺贝尔奖颁发。

（一次世界大战）1917英国科学家巴克拉因发觉X射线对元素的特点发射获诺贝尔物理学奖。

1918德国科学家普朗克因创建量子论、发觉大体量子获诺贝尔物理学奖。

1919德国科学家斯塔克因发觉正离子射线的多普勒的效应和光线在电场中的割裂获诺贝尔物理学奖。

历年诺贝尔物理学奖得主(1901-2018)以下是历年诺贝尔物理学奖得主列表（1901-2016）：1901年，___（德国）因发现不寻常的射线，即X射线（又称伦琴射线），并将其命名为伦琴射线，同时将其作为辐射量的单位。

1902年，___和___（荷兰）因发现了塞曼效应，即磁场对辐射现象的影响。

1903年，___（法国）因发现了天然放射性。

1904年，___（英国）因对___教授所发现的放射性现象进行了研究。

1905年，___和___（德国）因对阴极射线进行了研究。

1906年，___（英国）因对气体导电的理论和实验进行了研究。

1907年，___耳孙（美国）因发明了用于控制灯塔和浮标中气体蓄积器的自动调节阀。

1908年，___（法国）因发明了精密光学仪器，并借助它们进行了光谱学和计量学研究。

1909年，___和___（意大利和德国）因对气体和液体的状态方程进行了研究。

1910年，___（荷兰）因对氢气、氧气、氮气等气体密度的测量进行了研究，并因测量氮气而发现了氩。

1911年，___（德国）因对热辐射的定律进行了研究。

1912年，___（瑞典）因发现晶体中的X射线衍射现象，并用X射线对晶体结构进行了研究。

1913年，___（荷兰）因发现了元素的特征伦琴辐射。

1914年，___（德国）因推动了量子物理学的发展。

1915年，___和___（英国）因发现了极隧射线的多普勒效应以及电场作用下谱线的分裂现象。

1917年，___（英国）因对镍钢合金的反常现象进行了研究，推动了物理学的精密测量。

1918年，___（德国）因对热辐射的定律进行了研究。

1919年，___（德国）因发现了那些影响热辐射的定律。

1920年，___（瑞士）因发明了利用干涉现象来重现色彩于照片上的方法。

1921年，___（德国）因对量子的发现进行了研究，推动了物理学的发展。

以上是历年诺贝尔物理学奖得主的列表，他们的成就和贡献对物理学的发展产生了重大影响。

历届诺贝尔物理学奖历届诺贝尔物理学奖1901年威尔姆·康拉德·伦琴（德国人）发现X 射线1902年亨德瑞克·安图恩·洛伦兹、P. 塞曼（荷兰人）研究磁场对辐射的影响1903年安东尼·亨利·贝克勒尔（法国人）发现物质的放射性皮埃尔·居里（法国人）、玛丽·居里（波兰人）从事放射性研究1904年J.W.瑞利（英国人）从事气体密度的研究并发现氩元素1905年P.E.A.雷纳尔德（德国人）从事阴极线的研究1906年约瑟夫·约翰·汤姆生（英国人）对气体放电理论和实验研究作出重要贡献1907年 A.A.迈克尔逊（美国人）发明了光学干涉仪并且借助这些仪器进行光谱学和度量学的研究1908年加布里埃尔·李普曼（法国人）发明了彩色照相干涉法（即李普曼干涉定律）1909年伽利尔摩·马可尼（意大利人）、K . F. 布劳恩（德国人）开发了无线电通信O.W.理查森（英国人）从事热离子现象的线的多普勒效应以及电场作用下光谱线的分裂现象1920年 C.E.纪尧姆（瑞士人）发现镍钢合金的反常现象及其在精密物理学中的重要性1921年阿尔伯特·爱因斯坦（美籍犹太人）发现了光电效应定律等1922年尼尔斯·亨利克·大卫·玻尔（丹麦人）从事原子结构和原子辐射的研究1923年R.A.米利肯从事基本电荷和光电效应的研究1924年K.M.G.西格巴恩（瑞典人）发现了X 射线中的光谱线1925年詹姆斯·弗兰克、G.赫兹（德国人）发现原子和电子的碰撞规律1926年J.B.佩兰（法国人）研究物质不连续结构和发现沉积平衡1927年阿瑟·霍利·康普顿（美国人）发现康普顿效应（也称康普顿散射） C.T.R.威尔逊（英国人）发明了云雾室，能显示出电子穿过水蒸气的径迹1928年O.W 理查森（英国人）从事热离子现象的研究，特别是发现理查森定律1929年路易斯·维克多·德布罗意（法国人）发现物质波1930年 C.V.拉曼（印度人）从事光散方面的研究，发现拉曼效应1931年未颁奖1932年维尔纳·K.海森伯（德国人）创建了量子力学1933年埃尔温·薛定谔（奥地利人）、P.A.M.狄拉克（英国人）发现原子理论新的有效形式1934年未颁奖1935年J.查德威克（英国人）发现中子1936年V.F.赫斯（奥地利人）发现宇宙射线； C.D.安德森（美国人）发现正电子1937年 C.J.戴维森（美国人）、G.P.汤姆森（英国人）发现晶体对电子的衍射现象1938年 E.费米（意大利人）发现中子轰击产生的新放射性元素并发现用慢中子实现核反应1939年 E.O.劳伦斯（美国人）发明和发展了回旋加速器并以此取得了有关人工放射性等成果1940年~ 1942年未颁奖1943年O.斯特恩（美国人）开发了分子束方法以及质子磁矩的测量1944年I.I.拉比（美国人）发明了著名气核磁共振法1945年沃尔夫冈·E.泡利（奥地利人）发现不相容原理1946年P.W.布里奇曼（美国人）发明了超高压装置，并在高压物理学方面取得成就1947年 E.V.阿普尔顿（英国人）从事大气层物理学的研究，特别是发现高空无线电短波电离层（阿普尔顿层）1948年P.M.S.布莱克特（英国人）改进了威尔逊云雾室方法，并由此导致了在核物理领域和宇宙射线方面的一系列发现1949年汤川秀树（日本人）提出核子的介子理论，并预言介子的存在1950年 C.F.鲍威尔（英国人）开发了用以研究核破坏过程的照相乳胶记录法并发现各种介子1951年J.D.科克罗夫特（英国人）、E.T.S.沃尔顿（爱尔兰人）通过人工加速的粒子轰击原子，促使其产生核反应（嬗变）1952年 F.布洛赫、E.M.珀塞尔（美国人）从事物质核磁共振现象的研究并创立原子核磁力测量法1953年 F.泽尔尼克（荷兰人）发明了相衬显微镜1954年马克斯·玻恩在量子力学和波函数的统计解释及研究方面作出贡献W. 博特（德国人）发明了符合计数法，用以研究原子核反应和γ射线1955年W.E.拉姆（美国人）发明了微波技术，进而研究氢原子的精细结构P.库什（美国人）用射频束技术精确地测定出电子磁矩，创新了核理论1956年W.H.布拉顿、J.巴丁、W.B.肖克利（美国人）从事半导体研究并发现了晶体管效应1957年李政道、杨振宁（美籍华人）对宇称定律作了深入研究1958年P.A.切伦科夫、I.E.塔姆、I.M.弗兰克（俄国人）发现并解释了切伦科夫效应1959年 E .G. 塞格雷、O. 张伯伦（美国人）发现反质子1960年 D.A.格拉塞（美国人）发明气泡室，取代了威尔逊的云雾室1961年R.霍夫斯塔特（美国人）利用直线加速器从事高能电子散射研究并发现核子R.L.穆斯保尔（德国人）从事γ射线的共振吸收现象研究并发现了穆斯保尔效应1962年列夫·达维多维奇·朗道（俄国人）开创了凝集态物质特别是液氦理论1963年 E. P.威格纳（美国人）发现基本粒子的对称性以及原子核中支配质子与中子相互作用的原理M.G.迈耶（美国人）、J.H.D.延森（德国人）从事原子核壳层模型理论的研究1964年 C.H.汤斯（美国人）、N.G.巴索夫、A.M.普罗霍罗夫（俄国人）发明微波射器和激光器，并从事量子电子学方面的基础研究1965年朝永振一郎（日本人）、J. S . 施温格、R.P.费曼（美国人）在量子电动力学方面进行对基本粒子物理学具有深刻影响的基础研究1966年 A.卡斯特勒（法国人）发现和开发了把光的共振和磁的共振合起来，使光束与射频电磁发生双共振的双共振法1967年H.A.贝蒂（美国人）以核反应理论作出贡献，特别是发现了星球中的能源1968年L.W.阿尔瓦雷斯（美国人）通过发展液态氢气泡和数据分析技术，从而发现许多共振态1969年M.盖尔曼（美国人）发现基本粒子的分类和相互作用1970年L.内尔（法国人）从事铁磁和反铁磁方面的研究H.阿尔文（瑞典人）从事磁流体力学方面的基础研究1971年 D.加博尔（英国人）发明并发展了全息摄影法1972年J. 巴丁、L. N. 库柏、J.R.施里弗（美国人）从理论上解释了超导现象1973年江崎玲于奈（日本人）、I.贾埃弗（美国人）通过实验发现半导体中的“隧道效应”和超导物质 B.D.约瑟夫森（英国人）发现超导电流通过隧道阻挡层的约瑟夫森效应1974年M.赖尔、A.赫威斯（英国人）从事射电天文学方面的开拓性研究1975年 A.N. 玻尔、B.R.莫特尔森（丹麦人）、J.雷恩沃特（美国人）从事原子核内部结构方面的研究1976年 B. 里克特（美国人）、丁肇中（美籍华人）发现很重的中性介子–J /φ粒子1977年P.W. 安德林、J.H. 范弗莱克（美国人）、N.F.莫特（英国人）从事磁性和无序系统电子结构的基础研究1978年P.卡尔察（俄国人）从事低温学方面的研究 A.A.彭齐亚斯、R.W.威尔逊（美国人）发现宇宙微波背景辐射1979年谢尔登·李·格拉肖、史蒂文·温伯格（美国人）、A. 萨拉姆（巴基斯坦）预言存在弱中性流，并对基本粒子之间的弱作用和电磁作用的统一理论作出贡献1980年J.W.克罗宁、V.L.菲奇（美国人）发现中性K介子衰变中的宇称（CP）不守恒1981年K.M.西格巴恩（瑞典人）开发出高分辨率测量仪器N.布洛姆伯根、A.肖洛（美国人）对发展激光光谱学和高分辨率电子光谱做出贡献1982年K.G.威尔逊（美国人）提出与相变有关的临界现象理论1983年S.昌德拉塞卡、W.A.福勒（美国人）从事星体进化的物理过程的研究1984年 C.鲁比亚（意大利人）、S. 范德梅尔（荷兰人）对导致发现弱相互作用的传递者场粒子W±和Z 0的大型工程作出了决定性贡献1985年K. 冯·克里津（德国人）发现量了霍耳效应并开发了测定物理常数的技术1986年 E.鲁斯卡（德国人）在电光学领域做了大量基础研究，开发了第一架电子显微镜G.比尼格（德国人）、H.罗雷尔（瑞士人）设计并研制了新型电子显微镜——扫描隧道显微镜1987年J.G.贝德诺尔斯（德国人）、K.A.米勒（瑞士人）发现氧化物高温超导体1988年L.莱德曼、M.施瓦茨、J.斯坦伯格（美国人）发现μ子型中微子，从而揭示了轻子的内部结构1989年W.保罗（德国人）、H.G.德默尔特、N.F.拉姆齐（美国人）创造了世界上最准确的时间计测方法——原子钟，为物理学测量作出杰出贡献1990年J.I.弗里德曼、H.W.肯德尔（美国人）、理查德·E.泰勒（加拿大人）通过实验首次证明了夸克的存在1991年皮埃尔—吉勒·德·热纳（法国人）从事对液晶、聚合物的理论研究1992年G.夏帕克（法国人）开发了多丝正比计数管1993年R.A.赫尔斯、J.H.泰勒（美国人）发现一对脉冲双星，为有关引力的研究提供了新的机会1994年BN.布罗克豪斯（加拿大人）、C.G.沙尔（美国人）在凝聚态物质的研究中发展了中子散射技术2019年M.L.佩尔、F.莱因斯（美国人）发现了自然界中的亚原子粒子：Υ轻子、中微子2019年 D. M . 李（美国人）、D.D.奥谢罗夫（美国人）、理查德·C.理查森（美国人）发现在低温状态下可以无摩擦流动的氦- 32019年朱棣文（美籍华人）、W.D.菲利普斯（美国人）、C.科昂–塔努吉（法国人）发明了用激光冷却和俘获原子的方法2019年劳克林（美国）、斯特默（美国）、崔琦（美籍华人）发现了分数量子霍尔效应2019年H.霍夫特（荷兰）、M.韦尔特曼（荷兰）阐明了物理中电镀弱交互作用的定量结构. 2019年阿尔费罗夫（俄罗斯人）、基尔比（美国人）、克雷默（美国人）因其研究具有开拓性，奠定资讯技术的基础，分享今年诺贝尔物理奖。

美法两国物理学家获2012年诺贝尔物理学家2012-10-09 18:28:30 来源：新浪科技查看评论进入光明网BBS手机看新闻北京时间10月9日消息，据诺贝尔奖委员会官方网站报道，2012年度诺贝尔物理学奖已经于北京时间10月9日17:45公布，由于“使用突破性的方法实现单个量子系统的测量和操控”，今年的物理学奖项授予法国量子物理学家塞吉·哈罗什(Serge Haroche)和美国物理学家大卫·维恩兰德(David Wineland)。

今年的物理学奖项授予法国量子物理学家塞吉·哈罗什(左)和美国物理学家大卫·维恩兰德(右)科学背景粒子操控与量子世界塞吉·哈罗什和大卫·维恩兰德各自独立地创立并发展了在不影响粒子量子力学特征的情况下对于单个粒子的测量与操控方法，这种方式在此之前曾经被人们认为是不可能做到的。

这两位科学家开启了量子物理学实验领域的崭新大门，因为他们向我们展示了对于单个量子粒子进行直接测量而不破坏其量子状态是可能做到的。

对于单个的光火物质粒子而言，经典物理学已经不适用，量子力学取而代之。

但是单个粒子很难从其周围的环境中被分离出来，并且一旦它和周围环境发生相互作用便会立即丧失其神秘的量子特性。

这样一来很多在量子力学中预言的怪异现象就将不再能被直接观察到，因此科学家们只能借助那些可能会影响其量子特性的实验方法来进行观察研究。

量子物理学家塞吉·哈罗什和大卫·维恩兰德各自带领着自己的研究小组发展出一种方法，可以用于测量并操控非常脆弱的量子态，而这在之前是被认为是不可能进行直接观察的。

有了他们开发的新方法，物理学家们得以研究，操控粒子或对粒子进行计数。

具体而言，他们两人所采用的方法具有很多共通之处。

大卫·维恩兰德捕获带电的原子，即离子，随后使用光，即光子对其进行操控和测量。

而塞吉·哈罗什采用了相反的手段：他将光子捕获并使用原子对其进行操控和测量。

伦琴1901年诺贝尔物理学奖——X射线的发现伦琴1901年，首届诺贝尔物理学奖授予德国物理学家伦琴（Willhelm Konrad Ro tgen, 1845---1923), 以表彰他在1895年发现的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，没有太多的事情好做了。

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，引发了一系列重大的发现，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的序幕。

洛伦兹1902年诺贝尔物理学奖——塞曼效应的发现和研究洛伦兹塞曼1902年诺贝尔物理学奖授予荷兰莱顿大学的洛伦兹（Hendrik Antoon Lorentz, 1853 ---1928）和荷兰阿姆斯特丹大学塞曼（Pieter Zeeman , 1865---1943）,以表彰他们在研究磁性对辐射现象的影响所作的特殊贡献。

塞曼磁性对辐射现象的影响也叫塞曼效应，是塞曼在1896年发现的。

它是继法拉第效应和克尔效应之后又一项反映光的电磁特性的效应。

塞曼效应更进一步涉及了光的辐射机理，因此人们把它看成是继X射线之后物理学最重要的发现之一。

洛伦兹是荷兰物理学家，他的主要贡献是创立了经典电子论，这一理论能解释物质中一系列的电磁现象，以及物质在电磁场中运动的一些效应。

由于塞曼效应发现时及时地从洛伦兹理论得到了解释，由此所确定的电子荷质比与J.J.汤姆孙用阴极射线所得数量级相同，相互间得到验证，因此1902年洛伦兹与塞曼共享诺贝尔物理学奖。

塞曼也是荷兰人，1885年进入莱顿大学后，与洛伦兹多年共事，并当过洛伦兹的助教。

塞曼对洛伦兹的电磁理论很熟悉，实验技术也很精湛，1892年曾因仔细测量克尔效应而获金质奖章，并于1893年获博士学位。

探测和操纵量子世界中的个体 ——2012年诺贝尔物理学奖科学贡献评述孙昌璞李勇张芃大家知道，微观物体通常表现出完全不同于经典物体运动的量子行为，其根本特征是具有波粒二象性：实物微观粒子会像光波、水波一样，具有传播、干涉和衍射的波动行为，这就是所谓的物质德布罗意波；光也会像实物粒子一样具有特定的动量和能量，与实物粒子碰撞遵守能量-动量守恒定律。

然而，微观粒子通常和外部环境发生相互作用，外部的随机运动，甚至宏观观察者和测量仪器都会破坏物质波的位相，使得人们很难观察到位相导致的量子相干效应。

另一方面，日常所见中的宏观物体虽然是由大量服从量子力学规律的微观粒子组成的，但由于其空间尺度远远大于这些微观粒子的德布罗意波长，不同个体的统计涨落会平均掉每个微观组元的物质波位相的一致性，使得日常宏观体系只能表现出经典行为。

因此，量子物理预言的许多看似古怪的新奇现象无法被直接观测，科学家只能通过思想实验，在理论上研究原理上可以表现出来的新奇现象及其逻辑含义。

人们有两种途径观察量子相干效应：1. 从复杂体系中孤立出单个微观粒子，并能够对其波函数（包括振幅和位相）进行精密探测；2. 在极端条件下，把大量粒子协调一致，制备在单一量子态上。

大量粒子的位相和谐匹配可以形成宏观量子态，超流、超导和玻色-爱因斯坦凝聚是这方面的典型例子。

通过这两种方法剔除多态的混合和环境影响导致的位相随机性，据此纯化单光子、单电子、单原子和单分子乃至特定复合粒子，使得它们展现出丰富的量子效应。

当单个微观粒子从它们周围的环境中分离出来，不与外部世界耦合，或大量粒子相干群聚于单一量子态放大其量子效应，神奇的量子特性就会异彩纷呈，展现在经典宏观世界之中。

2012年诺贝尔物理学奖授予了法国科学家塞尔日·阿罗什（Serge Haroche）和美国科学家大卫·维因兰德（David Wineland），首先是表彰他们在上述第一个方面的贡献。

操纵和测量单个量子态——2012年诺贝尔物理学奖简介＊郭文祥① 刘伍明②【摘要】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.【期刊名称】自然杂志【年(卷),期】2012(034)006【总页数】5【关键词】关键词非破坏性测量量子光学量子操控同为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10月9日下午，诺贝尔物理学奖揭晓。

瑞典皇家科学院诺贝尔奖评审委员会将奖项授予量子光学领域的两位科学家——法国物理学家塞尔日·阿罗什与美国物理学家大卫·维因兰德，以奖励他们“提出了突破性的实验方法，使测量和操控单个量子态成为可能”。

图1为科学家操控单个量子的漫画。

组成世界的基本成分——原子（物质）和光子（光）的运动由量子力学来描述。

这些粒子大多并不孤立，而是与环境进行强烈的相互作用。

然而粒子系统的运动则与孤立粒子不同，常常可以用经典物理学来描述。

量子力学领域一开始的时候，物理学家只能使用思想实验去简化情况，并预测单个量子粒子的行为。

把玩单个微观粒子的量子系统——2012年诺贝尔物理学奖介
绍
王义遒
【期刊名称】《大学物理》
【年(卷),期】2013(032)001
【摘要】2012年诺贝尔物理学奖因发明测量与操控单个量子系统的方法而授予了S.Haroche和D.J.Wineland.本文简单介绍这两位得主的主要贡献,对Haroche主要是利用微波腔测量单个光子,对Wineland则是利用离子阱囚禁并冷却了单个离子.文章介绍了这些方法的基本原理,同时指出了他们对阐释和验证量子力学理论,以及对实现量子计算机和特高精度原子钟等实际应用中的重要意义.
【总页数】5页(P1-4,8)
【作者】王义遒
【作者单位】北京大学信息科学技术学院,北京 100871
【正文语种】中文
【中图分类】O413
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峰;
5.物理学奖测量和操控单个量子系统的突破性实验方法 [J], 塞尔日·阿罗什;大卫·维因兰德
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