历届诺贝尔物理学奖得主及成就
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2004年诺贝尔物理学奖
2004年物理学奖,由三位美国的物理学家分享,他们是戴维·格罗斯(David J.Gross)、休·普利策(Hugh David
Politzer)和弗兰克·维尔泽克(Frank Wilczek。他们提出了量子场中夸克“渐进自由”的理论。
戴维·乔纳森·格罗斯(David Jonathan Gross,1941—),出生于美国华盛顿。1966年获得美国加州大学伯克利分校博士学位。1985年当选为美国科学与艺术学院院士,1986年当选为美国科学院院士,2011年当选为中国科学院外籍院士。格罗斯在理论物理,尤其是规范场理论、粒子物理和超弦理论等方面做出了一系列开创性的研究成果。他是量子色动力学的主要奠基人之一。量子色动力学作为描述自然界四种基本作用力之一的“强相互作用力”的基本理论,成为研究强子性质和原子核物理的基础。
休·戴维·普利策(Hugh David Politzer,1949—),出生于美国纽约。1974年获得哈佛大学的物理学博士学位,后在加利福尼亚理工学院物理系任教授,同时也是该校粒子物理研究领域的学术带头人之一。加州理工学院坐落于帕萨迪纳美丽的圣盖伯利山脚下,是美国声名显赫的名牌私立大学之一。
弗兰克·维尔泽克(Frank Wilczek,1951—),出生在纽约州的米里奥拉,他的祖先来自波兰和意大利。他在昆斯区上中小学。在芝加哥大学物理系本科毕业后,前往普林斯顿大学继续深造,1972年获得数学硕士学位,1974年获得物2
理学博士学位。毕业后在普林斯顿开始执教生涯。1988年他前往美国西海岸的加利福尼亚大学圣巴巴拉分校担任教授。2000年秋天,他重回东海岸,担任麻省理工学院的物理系教授。他被誉为美国最杰出的理论物理科学家之一。维尔泽克曾是戴维·格罗斯的学生。
近代物理学理论认为,夸克等是比质子和中子等亚原子粒子更基本的物质组成单位,夸克等组成了质子和中子,中子和质子又形成原子核,最终产生原子以及今天的宇宙万物。现有的物理学理论还认为,自然界中存在引力、电磁力、强作用力和弱作用力等4种基本的作用力。其中,夸克通过强作用力组成质子和中子,而这种强作用力主要通过另一种名为胶子的基本粒子来传递。但物理学家们在研究夸克时也发现了一个奇怪的现象,那就是从没有发现过自由的单个夸克,只有2个或3个夸克的集合体才能处于自由状态,通常情况下夸克总是被约束在质子和中子内部。本年度获奖者格罗斯、波利策和维尔切克提出的“渐近自由”理论,为此提供了解释。
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1950年诺贝尔物理学奖
1950年物理学奖得主,是英国物理学家塞瑟尔·鲍威尔(Cecil F.Powell),表彰他使用核乳胶照相法记录粒子径迹,并且发现了π介子。
塞瑟尔·弗兰克·鲍威尔(Cecil Frank Powell,1903—1969),出生于英国一个富商家庭。父亲是当地有名的军火商人,两个叔叔分别是汽车制造商和电器工程师。成长在这样的家庭里,他的动手能力从小就得到锻炼。不到10岁时,他就在自家的闲置小屋里建立了自己的化学实验室,经常按照书上的说明进行操作。进入中学后,一位物理老师对他影响很大,使得他对物理学产生了浓厚的兴趣。由于成绩出色,中学毕业时他获得了奖学金,得以进入剑桥大学西德尼·塞赛斯学院(Sidney Sussex College)攻读物理学。1925年毕业后,他进入卡文迪什实验室,在威尔逊指导下进行核物理的研究。卡文迪什实验是当时非常活跃的物理研究中心之一,集合着一批有才华的年轻科学家,并且相继取得了一系列重大研究成果。该实验室在户瑟福领导下,形成了务实、民主和自由交流的优良传统,这对鲍威尔以后的研究思想和研究方法影响很深。1928年,鲍威尔离开卡文迪什实验室,来到布里斯托尔大学,成为廷德尔(A.M.Tyndall)教授的研究助手。1932年,鲍威尔与阿特纳(I.T.Attner)小姐结婚。婚后,妻子对他的研究工作十分支持,并在生活上给予他细心的照料。由于孩子的出生,他们的生活经常入不敷出,鲍威尔一度想辞去大学的工作而转行做报酬较多的商业性工作,2
但阿特纳反对,让他在大学留了下来,继续从事科学研究。1937年,鲍威尔开始接触核乳胶技术。经过不断的技术改良,历经十年时间,他终于在宇宙射线中发现了π介子,从而开创了物理学中的一个新领域——粒子物理学,鲍威尔因此被称为“粒子物理学之父”。1948年,鲍威尔被任命为梅尔·威尔斯基金委员会物理学教授。1961年—1963年任欧洲原子核研究委员会(CERN)科学政策委员会主席。1965年—1968年任科学研究协会核物理委员会主席。1969年因突发心脏病而去世。
诺贝尔物理学奖
阿尔伯特·A·迈克尔逊(Albert A. Michelson)美籍德国物理学家,曾就读于洪堡大学。因较准确地测定了光速和发明分光仪于1907年获奖。
加布里埃尔·李普曼(Gabriel Lippmann)法国物理学家,曾在洪堡大学学习和工作。因创立电守恒定律、“李普曼干涉定律”等于1908年获奖。
卡尔·F·布劳恩(Karl F. Braun)德国物理学家,曾在洪堡大深造。因发明无线电报技术、研制阴极射线示波管于1909年获奖。
威廉·维恩(Wilhelm Wien)德国物理学家,曾在洪堡大学学习和任教(1892-1896年)。因发现黑色物体中的热辐射、推演出黑体辐射的位移定律和辐射能量分布定律于1911年获奖。
马克斯·冯·劳厄(Max F. T. Von Laue)德国物理学家,是著名物理学家普朗克的学生,曾先后在洪堡大学任教近40年。因以晶体测定X射线并证明X射线的波动性于1914年获奖。
马克斯·普朗克(Max Planck)德国物理学家,1875-1877年在洪堡大学学习,1888-1926年在该校任教。因创立光的量子论于1918年获奖。
阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)美籍德国物理学家,1914-1932年在洪堡大学任教。因创立相对论和提出光电效应定律于1921年获奖。
詹姆斯·弗朗克(James Franck)美籍德国物理学家,曾在洪堡大学学习并任教。因提出电子原子冲撞定律于1925年和古斯塔夫·赫茨共享此项奖。
古斯塔夫·赫茨(Gustav Hertz) 德国物理学家,曾在洪堡大学学习并任教。1925年与弗朗克一起获奖。
维尔纳·海森贝格(Werner Heisenberg)德国物理学家,曾担任洪堡大学教授。因建立导致对氢的多种发现的量子力学基础于1932年获奖。
埃尔温·薛定谔(Erwin Schr?dinger)奥地利物理学家,在任洪堡大学教授时(1917-1933年)因提出量子力学的波动方程式于1933年获奖。
【历届诺贝尔奖得主(六)】1973年物理学奖得主
1973年12月10日第七十三届诺贝尔奖颁发。
物理学奖
日本科学家江崎岭于奈因发现半导休中的隧道效应并发明隧道二极管、美国科学家贾埃沃因发现超导体隧道结单电子隧道效应、英国科学家约瑟夫森因创立超导电流通过的势垒的约瑟夫森效应而共同获得诺贝尔物理学奖。
江崎玲于奈1925年3月12日出生于日本大阪,1940年就读于京都第三高等学校,1947年毕业于东京大学。后进入川西机械制作所工作,进行由真空管的阴极放出热电子的研究工作。1956年,转入东京通信工业株式会社(现索尼)。1973年因在半导体中发现电子的量子穿隧效应获得诺贝尔物理学奖。
基本信息
江崎玲于奈1925年3月12日出生于日本大阪,1940年就读于京都第三高等学校,1944年
进入东京帝国大学,是日本近代著名固体物理学家江,是建筑学家江崎壮一郎的长子。
20世
纪50年代,根据理论分析,人们认为在PN结反向击穿的过程中应当能够观测到隧道效应,但实验上一直未能发现。1957年,江崎玲于奈在研制新型高频晶体管时,意外地发现了高掺杂、窄PN结的正向伏安特性中存在着异常的负阻现象。通过理论分析,他认为这种负阻特性是由于电子空穴直接穿透结区而形成的,从而为隧道效应提供了有力的证据。在随后的研究中,他发明了由隧道结制成的隧道二级管。隧道二极管的发明,开辟了一个新的研究领域——固体中的隧道效应。
研究历程
1944年,江崎进入日本东京帝国大学专攻实验物理,1947年获得硕士学位(后来于1959由于研究隧道效应获得博士学位),随即服务于神户工业股份有限公司,开始了作为晶体管材料的锗和硅等半导体的研究,1956年成为东京通信工业股份有限公司(现在的索尼)的主任研究员,领高掺杂锗与硅的研究,这一研究的结果导致了隧道二极管的发明。
所谓“隧道现象”是指电子偶然地穿过其运动方向上的从经典理论观点看
来是不可越的能量势垒(不太大)时,会在势垒的另一边发现电子运动的一种波动性的奇怪现象,这在本纪二十年代就已经发现了。到了三十年代量子力学发展的初期,人们一直试图用隧道效应来分整流现象及接触电阻等问题,然而理论的预见和实验观测结果却屡次出现矛盾。五十年代随着半导体PN结的出现,又一次唤起人们重视隧道过程的研究。根据理论分析,在PN结反击穿的过程中,应当能够观测到隧道效应。但实验却一直无法证实。1957年,江崎在研制型高频晶体管时;意外地发现高掺杂窄PN结的正向伏安特性中,存在着“异常的”负阻现象,而且只要一增加含有大量杂质的锗为原料的二极管的电压时,就马上可以看到,电流着电压的升高而减小。他通过分析认为,这种负阻特性是由于电子空穴直接穿透结区而形成,而为隧道效应提供了有力的实验证明。他还发现,把具有这种性的半导体(具有负电阻的二管)作为新的电子元件,可以应用于开关电路和振荡电路,以及高速电路(如电子计算机等装置),这在当时是轰动世界的发明。