2005年诺贝尔物理学奖
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2005年諾貝爾物理獎得主--- 漢希(T.W. Hänsch )與霍爾(J.L. Hall )文/鄭王曜、施宙聰2005年是愛因斯坦發表狹義相對論以及光電效應和布朗運動理論的100週年,為了推動物理教學與研究,聯合國特別將2005年定為世界物理年。
愛因斯坦假設光速在慣性座標中為恆定,透過此絕對的基本物理量建立了狹義相對論和質能關係,此外他提出光量子成功解釋光電效應。
非常恰巧的,2005年10月發佈的諾貝爾物理獎得主漢希(Theodor W. Hänsch )、霍爾(John L. Hall )與葛勞柏(Roy J. Glauber )的貢獻跟光速及光的量子性質有密切的關係。
漢希及霍爾兩人因在精密雷射光譜,包括光頻梳(optical frequency comb )技術的發展而獲此殊榮。
霍爾是美國JILA (Joint Institute of Laboratory of Astrophysics )的資深研究員,是雷射穩頻高手。
漢希是德國慕尼黑大學教授及普朗克量子光學研究所主任,是氫原子1S-2S 光譜高手。
他們兩人是好朋友,都熱愛實驗。
到JILA 拜訪霍爾,通常要在地下室的實驗室才能找到他。
漢希在慕尼黑大學物理系辦公室對面有一個人實驗室,他常在那裡做一些有趣的實驗,霍爾來訪時也會邀他一起做實驗。
在這篇文章我們將簡介漢希與霍爾的學術工作及光頻梳。
雷射穩頻雷射的本徵線寬(intrinsic linewidth )由Schawlow-Townes relation 所限制,除了半導體雷射因其微小共振腔內光子數目不多線寬大外,大部分雷射的本徵線寬小於1 Hz 。
如1 mW 的紅光633 nm HeNe 雷射,其Schawlow-Townes 線寬小於1 mHz 。
然而由於各種不同的技術性噪音(technical noise ),例如雷射結構的振動、折射率的擾動等,實際的雷射系統離Schawlow-Townes 線寬有一段不算小的距離。
2005年诺贝尔物理学奖:精密频率测量技术(2012-10-15 21:33:55)转载▼标签:分类:科学技术教育频率一直是电磁波最重要的参数之一,电磁波在根据频率由小到大分为了无线电波,微波,红外线,可见光,紫外线,X射线和г射线。
每一个频段的电磁波的研究都对人类科技发展起着至关重要的作用,电磁波的频率所对应的时间也成为了人类计量的最新标准。
人类对电磁波频率的精密测量源自20世纪50年代的微波频率测量,那个时候随着原子能级结构的深入研究,以及不久后微波激射器(Maser)的出现,人们能够获得频率分布很窄的微波辐射。
美国物理学家拉姆齐(N. F. Ramsey)在1950年提出分离了振荡场方法,解决了原子钟设计里的关键问题,创制了铯原子钟。
1960年他又提出并建造了氢微波激射器,也就是氢原子钟,使计时的不确定度下降到10-12。
拉姆齐因此获得了1989年诺贝尔物理学奖。
20世纪60年代激光器横空出世,人类又可以获得频率分布很窄的可见光辐射(单色光),随后美国的霍尔(John L. Hall)和德国的汉施(T. W. Hansch)各自发明了“光梳”技术,从而可以精确测量激光频率。
二人也因此获得2005年诺贝尔物理学奖。
两次诺贝尔奖,三位伟大的实验物理学家,电磁波频率精密测量成了实验物理学一个重要的组成部分。
它决定着人类能够测量的时间与空间精度,决定着人类科技的发展水平。
一、拉姆齐与微波频率精确测量拉姆齐的导师拉比(I. I. Rabi,1944年诺贝尔物理学奖)用量子力学的含时薛定谔方程计算二能级与光场相互作用,得到了二能级原子跃迁的动力学过程,在频谱上显示为拉比振荡。
取拉比频率与相互作用时间乘积为π,拉比振荡谱线的峰值便和光场频率精密对应。
原子与微波谐振腔相互作用时,谐振腔的尺度和形状受微波的频率、场分布均匀性的要求限制,而且原子的速度又无法任意控制,这就决定了不可能通过提高微波与原子的作用时间降低谱线宽度。
2005诺贝尔奖解读icybird 发表于 2005-10-20 20:37:172005年诺贝尔物理学奖、化学奖、生理学或医学奖10月间陆续揭晓,这些获奖成果和获奖者再次吸引了全球的目光,他们做了什么?他们所做的对人类将产生哪些影响?专家的点评帮我们找到这些问题的答案。
诺贝尔物理学奖——描述了自然界光的本性“尽管今年的诺贝尔物理学奖分别授予了三位科学家的两项科研成果,但实际上这两项成果结合得非常紧密,他们描述了自然界光的本性。
”在点评今年诺贝尔物理学奖得主的主要获奖成果时,中国科学院理论物理所孙昌璞研究员说。
10月4日,瑞典皇家科学院宣布,将今年的诺贝尔物理学奖授予美国和德国的三位科学家。
其中,美国科学家约翰·霍尔和德国科学家特奥多尔·亨施对基于激光的精密光谱学发展作出了贡献;另一名美国科学家罗伊·格劳伯则“对光学相干的量子理论作出重大贡献”。
孙昌璞介绍说,上世纪60年代开始,激光技术取得了长足的发展,但是在对光本身特性的描述上则遇到了一些困难。
格劳伯在当时提出了“相干性的量子理论”,不仅解决了一些基础性的问题,而且奠定了量子光学的基础,开创了一门全新的学科,“他获得诺贝尔奖,是学术界许多人期待已久的事情”。
“霍尔与亨施的研究,主要结合了原子物理和量子光学,在精确测量方面作出了杰出的贡献。
”孙昌璞具体解释说,对时间的精确测量主要依靠原子跃迁的频率,但在原子运动的状态下,测量不太精确。
而利用激光技术将原子冷却后使之速度降低,就可以作出精确测量,“他们主要在精确测量的技术上取得了较好的成果”。
这三位科学家以及其同事们的研究尽管“生涩难懂”,但却已经在诸多领域获得了广泛应用,在一些方面已经惠及普通人,与我们的生活息息相关,如精确激光技术、日渐普及的全球定位系统技术等。
孙昌璞说:“我认为,诺贝尔物理学奖在近年来较多地关注光学领域的研究成果,一方面是因为该领域的研究成果往往与最先进、最新的技术发展联系紧密;另一方面,这些高新技术的发展,恰恰又需要在非常基础的理论研究方面下功夫。
2005年12月10日第一百零五届诺贝尔奖颁发物理学奖2005年:罗伊·格劳伯(美国)表彰他对光学相干的量子理论的贡献;约翰·霍尔(JohnL.Hall,美国)和特奥多尔·亨施(德国)表彰他们对基于激光的精密光谱学发展作出的贡献。
罗伊·格劳伯哈佛大学物理学教授。
他因“对光学相干的量子理论的贡献”而获得一半的2005年诺贝尔物理学奖,另一半由美国科罗拉多大学的约翰·霍尔和德国慕尼黑路德维希-马克西米利安大学特奥多尔·亨施分享。
基本简介罗伊·格劳伯诺贝尔物理学奖(2005年)罗伊·格劳伯(英语:RoyJ.Glauber,1925年9月1日-),哈佛大学物理学教授。
他因“对光学相干的量子理论的贡献”而获得一半的2005年诺贝尔物理学奖。
另一半由美国科罗拉多大学的约翰·霍尔和德国慕尼黑路德维希-马克西米利安大学特奥多尔·亨施分享。
他的研究发表于1963年,罗伊·格劳伯对于物理学最突出的贡献是提出了相干态的概念和其后的数学基础。
他亦是搞笑诺贝尔奖颁奖典礼的扫帚保管员,总是负责清扫台上的纸飞机。
他的研究发表于1963年,罗伊·格劳伯对于物理学最突出的贡献是提出了相干态的概念和其后的数学基础。
科研成果美国科学家罗伊-格劳伯最终使得量子光学成为一门学科的,很大程度上要归功于另一位物理学家——罗伊·格劳伯,哈佛大学物理学教授。
上世纪60年代开始,激光技术取得了长足的发展,但是在对光本身特性的描述上则遇到了一些困难。
格劳贝尔就认为量子化的电磁场并不能代表光的一切性质,大量光子的集体行为于普通光子有很大的区别,应该更好地发展量子理论来探索光的本质,从而开创了建立量子光学的里程碑式的研究工作。
1963年格劳贝尔就通过自己工作成功地应用量子理论来解释了一些光学现象,他在《物理评论通信》上发表了研究论文,此后又在《物理评论》等杂志上发表了几篇相关论文,创造性的提出了“光子的相干性量子理论”。
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。
若雷斯·阿尔费罗夫 2000 年赫伯特·克勒默杰克·基尔比埃里克·康奈尔2001 年卡尔·威曼沃尔夫冈·克特勒雷蒙德·戴维斯 2002 年小柴昌俊里卡尔多·贾科尼阿列克谢·阿布里科索夫 2003 年维塔利·金兹堡安东尼·莱格特戴维·格罗斯 2004 年戴维·普利策弗朗克·韦尔切克 2005 罗伊·格劳伯俄罗斯德国美国美国美国德国美国日本美国俄罗斯俄罗斯英国美国美国美国美“发展了用于高速电子学和光电子学的半导体异质结构” “在发明集成电路中所做的贡献” “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” “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” “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” “对超导体和超流体理论做出的先驱性贡献” “发现强相互作用理论中的渐近自由” “对光学相干的量子理论的贡献”年约翰·霍尔特奥多尔·亨施 2006 年约翰·马瑟乔治·斯穆特艾尔伯·费尔彼得·格林贝格小林诚 2008 年益川敏英南部阳一郎高锟 2009 年威拉德·博伊尔乔治·史密斯安德烈·海姆康斯坦丁·诺沃肖洛夫布莱恩·施密特国美国德国美国美国法国德国日本日本美国英国美国美国荷兰英/ 俄澳大利亚美国“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” “发现巨磁阻效应” “发现宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性” “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,” 2007 年“发现亚原子物理学的自发对称性破缺机制” “在光学通信领域光在纤维中传输方面的突破性成就” “发明半导体成像器件电荷耦合器件” 2010 年“在二维石墨烯材料的开创性实验”[3] 2011 “透过观测遥距超新星而发现宇宙加速膨胀” 亚当·里斯索尔·珀尔马特塞尔日·阿罗什大卫·维因兰德彼得·希格斯 2013 弗朗索瓦·恩格勒赤崎勇 2014 天野浩中村修二 2015 梶田隆章阿瑟·B·麦克唐纳 2016 戴维·索利斯迈克尔·科斯特利茨邓肯·霍尔丹美国法国美国英国比利时日本日本美国日本加拿大英/美英/美英国他们发现中微子振荡现象,该发现表明中微子拥有质量。
量子光学之父和精密光谱学大师——2005年诺贝尔物理学奖2005年10月4日,瑞典皇家科学院宣布,将2005年度诺贝尔物理学奖的一半奖金授予美国量子光学家罗伊·格劳伯,以表彰他对光学相干的量子理论做出的贡献;另一半奖金则颁发给美国量子激光学家约翰·霍尔和德国量子光学家特奥多尔·亨施,以表彰他们对基于激光的精密光谱学发展做出的贡献。
罗伊·格劳伯1925年出生于纽约,毕业于美国哈佛大学,1949年获得哈佛大学博士学位,1952年成为哈佛大学助理教授,1956年获得哈佛大学终身教授之职,现仍供职于哈佛母校。
他成为第42个荣获诺贝尔奖的哈佛大学教授。
约翰·霍尔1934年出生于美国丹佛,1961年获卡内基理工学院博士学位,1964年获匹兹堡剑桥技术学院物理学博士学位,现供职于科罗拉多大学,同时兼任美国国家标准和技术研究院高级科学家。
特奥多尔·亨施1941年出生于德国海德堡,1969年获海德堡大学博士学位,目前担任德国马克斯-普朗克学会下属的量子光学研究所所长,同时担任慕尼黑路德维希-马克西米利安大学物理学教授。
光是什么?—光的量子性人类自诞生之日起,就对自身赖以生存的神秘的光产生了浓厚的兴趣。
它的本质是什么?究竟是粒子还是波?18世纪中叶,牛顿认为,光是由很小的物质微粒组成,从发光体发出,犹如一群飞行的子弹,从而建立了光的微粒说。
19世纪中叶,波更斯和菲涅尔等人通过对光的反射、折射、干涉和衍射的广泛研究,认定光是一种波。
之后,麦克斯韦提出了电磁波的理论,认为光本身就是一定波长范围的电磁波。
光就是电磁波,光的量子性,确切地讲应该是电磁场的量子性,这就是量子力学研究的范畴。
德国人普朗克在1900年提出量子假说,并于1906年建立经典量子论的理论基础,即能量只能取某一基本量(即能量子或作用量子)的整倍数,这一作用量子也称普朗克常数(h),是微观世界的基本标志。
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,该成果导致了基于激微波-激光原理建造的振荡器和放大器"尼古拉·根纳季耶维奇·巴索夫苏联亚历山大·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性”乔治·斯穆特美国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,该成果导致了基于激微波-激光原理建造的振荡器和放大器"尼古拉·根纳季耶维奇·巴索夫苏联亚历山大·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性”乔治·斯穆特美国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。
——半导体研究的突破性进展2000年诺贝尔物理学奖授予三位科学家,表彰他们在移动电话及半导体研究中获得突破性进展。
他们分别是俄罗斯圣彼得堡约飞物理技术学院的若尔斯阿尔费罗夫、美国加利福尼亚大学的赫伯特克勒默和德州仪器公司的杰克S基尔比。
他们的工作奠定了现代信息技术的基础,特别是他们发明的快速晶体管、激光二极管和集成电路(芯片)。
2001年诺贝尔物理学奖玻色爱因斯坦冷凝态的研究2001年诺贝尔物理学奖由3位物理学家共享。
获得者为美国科罗拉多大学的埃里克·康奈尔(Eric A.Cornell)教授、美国麻省理工学院的沃尔夫冈·克特勒(Wolfgang Ketterle )教授和美国科罗拉多大学的卡尔·维曼(Carl E. Wieman)教授,他们的主要研究工作为原子物理领域中的"稀薄碱性原子气体的玻色爱因斯坦冷凝态的研究"和"对冷凝物的早期基础研究工作"2002年诺贝尔物理学奖——天体物理学领域的卓越贡献2002年度诺贝尔物理奖授予美国科学家雷蒙德-戴维斯、日本科学家小柴昌俊(Masatoshi Koshiba)和美国科学家里卡多-贾科尼。
雷蒙德-戴维斯来自于美国宾夕法尼亚大学物理天文学系,小柴是日本东京大学初级粒子物理国际研究中心已经东京大学的科学家,瑞典皇家科学院认为他们“在天体物理学领域做出卓越贡献,尤其是他们发现了宇宙中的微中子”。
另一位获奖的是美国华盛顿特区联合大学的里卡多-贾科尼,以表彰他“在天体物理学领域取得的卓越成就,尤其是他的研究引导发现了宇宙X射线源”。
2003年诺贝尔物理学奖 -----在超导体和超流体理论上作出的开创性贡献阿列克谢·阿布里科索夫(美俄双重国籍)、维塔利·金茨堡(俄)、安东尼·莱格特(英美双重国籍)瑞典皇家科学院说,超导和超流是存在于量子物理中的两种现象,三位科学家的研究成果对此做出了决定性的贡献。
光梳技术——2005年诺贝尔物理学奖以及NIST的科学家叶军2005年诺贝尔物理学奖闪烁中国科学家光芒对美国科罗拉多⼤学物理学副教授叶军来说,2005年10⽉4⽇是异常忙碌的⼀天。
当地时间凌晨4时,他在科罗拉多的家中被⼀个来⾃欧洲的电话吵醒,朋友告诉他说:“约翰获得了诺贝尔奖。
”叶军⽴即起床,驾车到霍尔的家中向他表⽰祝贺。
就在这⼀天,叶军收到了许多来⾃世界各地的同事和朋友的电⼦邮件,祝贺他主持的光梳技术研究⼯作成为诺贝尔奖的重要部分。
叶军说:“我当然⼗分骄傲⾃⼰能成为此项成就中的⼀部分。
”叶军1967年11⽉出⽣在中国上海,1989年在上海交通⼤学获得应⽤物理学学⼠学位,1991年在美国新墨西哥⼤学获得物理学硕⼠学位,1997年在科罗拉多⼤学获得物理学博⼠学位,导师正是约翰·霍尔。
他后来在加州理⼯学院从事博⼠后研究。
他⽬前是美国天体物理联合实验室(JILA)研究员、美国国家标准和技术研究院院⼠、美国科罗拉多⼤学物理系副教授。
今年,三位研究光的⾏为和使⽤光的科学家分享了诺贝尔物理学奖,其中,汉斯在20世纪70年代末⾸次提出了精确测量光学频率的光梳技术概念和⽅法;⼤约在5年前,霍尔和他的合作者解决了实现光梳技术的最关键的实验难题,叶军就是在这⼀⼯作中起到关键作⽤的合作者。
2004年10⽉21⽇⾄27⽇,在昆明丽江召开的“第12届全国激光物理研讨会”上,叶军作了光梳技术和激光物理的相关报告,当时在场的美国科学院院⼠、加州⼤学伯克利分校的沈元壤教授和中国物理学会理事长杨国桢院⼠⾼度评价了叶军的⼯作。
沈元壤说:“光梳技术的突破是⼀个诺贝尔奖级的⼯作,叶军是⾮常优秀的世界级物理学家,是该领域最前沿的领军⼈物。
”杨国桢说:“叶军是真正世界最顶尖的科学家。
国家应该将这样的⼈请回来。
”记者当时为此专访了叶军。
作为⼀名实验物理学家,他研究的正是物理中最重要的两个基本问题——时间和空间的测量。
叶军领导的⼩组掌握了⾼精度的光梳制作⽅法,通过巧妙的实验技巧可以精确地测量光脉冲的频率,使其频率误差可以控制在10的-15次⽅量级,这使得⾼精度的时间测量成为可能。
2005年诺贝尔物理奖得主---美国科学家约翰·马瑟和美国科学家乔治·斯穆特美国科学家约翰·马瑟美国科学家乔治·斯穆特瑞典皇家科学院2006年10月3日宣布,将2006年诺贝尔物理学奖授予美国科学家约翰·马瑟和乔治·斯穆特,以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性。
按照传统,今年的诺贝尔物理学奖得主宣布仪式继续在久负盛名的瑞典皇家科学院会议厅内举行。
厅内挂满了自18世纪以来瑞典皇家科学院院士的画像,来自世界各地的媒体记者都在这里耐心地等待。
当瑞典皇家科学院常任秘书贡诺·厄奎斯特以“今年的诺贝尔物理学奖将我们带回了宇宙形成的婴儿时代”为开场白时,许多在座的记者已经开始明白获奖者将会是与宇宙学研究相关的科学家。
诺贝尔奖评审委员会发布的公报说,马瑟和斯穆特借助美国1989年发射的COBE卫星做出的发现,为有关宇宙起源的大爆炸理论提供了支持,将有助于研究早期宇宙,帮助人们更多地了解恒星和星系的起源。
公报说,他们的工作使宇宙学进入了“精确研究”时代。
今年60岁的马瑟目前为美国宇航局戈达德航天中心高级天体物理学家。
1945年出生的斯穆特目前任职于美国加利福尼亚大学伯克利分校。
他们将分享1000万瑞典克朗(约合140万美元)的奖金。
在宣布仪式上,评委拨通了马瑟的电话。
马瑟说,他还在睡梦中,所以此刻的感觉除了激动之外还觉得很困。
当在场记者询问他是否真的相信宇宙是从大爆炸中诞生的,这位科学家毫不迟疑地给了大家一个肯定的回答。
诺贝尔物理学奖评委佩尔·卡尔松以回顾历史的方式对今年的获奖成果进行了解读。
卡尔松说,从爱因斯坦的相对论,到1964年的微波激射器和激光器发明,到1993年的脉冲双星发现,这些曾获诺贝尔奖的成就都表明基础物理学研究在进步。
评委会还指出,今年诺贝尔物理学奖涉及的宇宙形成大爆炸理论是比较接近平民的科普知识,对推进社会对宇宙探索的兴趣也有积极作用。
历届诺贝尔物理学奖获得者1901年:威廉·康拉德·伦琴(1845年3月27日-1923年2月10日,德国)发现不寻常的射线,之后以他的名字命名(即伦琴射线或X射线)1902年:亨得里克·安顿·洛伦兹(1853年7月18日-1928年2月4日,荷兰)、彼得·塞曼(1865年5月25日-1943年10月9日,荷兰)关于磁场对辐射现象影响的研究(即塞曼效应)1903年:安东尼·亨利·贝克勒尔(1852年12月15日-1908年8月25日,法国)发现天然放射性;皮埃尔·居里(1859年5月15日-1906年4月19日,法国)、玛丽·斯克沃多夫斯卡·居里(女,1867年11月7日-1934年7月4日,法国)他们对亨利·贝克勒尔教授所发现的放射性现象的共同研究1904年:约翰·威廉·斯特拉特(1842年11月12日-1919年06月30日,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1905年:菲利普·莱纳德(1862年6月7日-1947年5月20日,德国)关于阴极射线的研究1906年:约瑟夫·约翰·汤姆生(1856年8月30日-1940年12月18日,英国)对气体导电的理论和实验研究1907年:阿尔伯特·迈克尔逊(1852年12月19日-1931年5月9日,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(1845年8月16日-1921年7月13日,法国)他的利用干涉现象来重现色彩于照片上的方法(即李普曼干涉定律)1909年:伽利尔摩·马可尼(1874年4月25日-1937年7月20日,意大利)、卡尔·费迪南德·布劳恩(1850年6月6日-1918年4月20日,德国)他们对无线电报的发展的贡献1910年:约翰尼斯·迪德里克·范·德·瓦耳斯(1837年11月23日-1923年3月8日,荷兰)关于气体和液体的状态方程的研究1911年:威廉·维恩(1864年1月13日-1928年8月30日,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(1869年11月30日-1937年12月9日,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(1853年9月21日-1926年2月21日,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(1879年10月9日-1960年4月24日,德国)发现晶体中的X射线衍射现象1915年:威廉·亨利·布拉格(1862年7月2日-1942年3月10日,英国)、威廉·劳伦斯·布拉格(1890年3月31日-1971年7月1日,英国)用X射线对晶体结构的研究1916年:未颁奖1917年:查尔斯·格洛弗·巴克拉(1877年6月7日-1944年10月23日,英国)发现元素的特征伦琴辐射1918年:马克斯·卡尔·恩斯特·路德维希·普朗克(1858年4月23日-1947年10月4日,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(1874年4月15日-1957年6月21日,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1920年:夏尔·爱德华·纪尧姆(1861年2月15日-1938年6月13日,瑞士)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(1879年3月14日-1955年4月18日,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·亨利克·戴维·玻尔(1885年10月7日-1962年11月18日,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(1868年3月22日-1953年12月19日,美国)他的关于基本电荷以及光电效应的工作1924年:曼内·西格巴恩(1886年12月3日-1978年9月26日,瑞典)他在X射线光谱学领域的发现和研究1925年:詹姆斯·弗兰克(1882年8月26日-1964年5月21日,德国/美国)、古斯塔夫·路德维希·赫兹(1887年7月22日-1975年10月30日,德国)发现那些支配原子和电子碰撞的定律1926年:让·巴蒂斯特·皮兰(1870年9月30日-1942年4月17日,法国)研究物质不连续结构和发现沉积平衡1927年:亚瑟·霍利·康普顿(1892年9月10日-1962年3月15日,美国)发现以他命名的效应(即康普顿效应);查尔斯·威尔逊(1869年2月14日-1959年11月15日,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(1879年4月26日-1959年2月15日,英国)他对热离子现象的研究,特别是发现以他命名的定律(即理查森定律)1929年:路易-维克多·德·布罗伊(1892年8月15日-1987年3月19日,法国)发现电子的波动性1930年:钱德拉塞卡拉·文卡塔·拉曼(1888年11月7日-1970年11月21日,印度)他对光散射的研究,以及发现以他命名的效应(即拉曼效应)1931年:未颁奖1932年:沃纳·卡尔·海森堡(1901年12月5日-1976年2月1日,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(1887年8月12日-1961年1月4日,奥地利)、保罗·狄拉克(1902年8月8日-1984年10月20日,英国)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)1934年:未颁奖1935年:詹姆斯·查得威克(1891年10月20日-1974年7月24日,英国)发现中子1936年:维克托·弗朗西斯·赫斯(1883年6月24日-1964年12月17日,美国)发现宇宙辐射;卡尔·大卫·安德森(1905年9月3日-1991年1月11日,美国)发现正电子1937年:克林顿·戴维森(1881年10月22日-1958年2月1日,美国)、乔治·佩杰特·汤姆生(1892年5月3日-1975年9月10日,英国)他们有关电子被晶体衍射的现象的实验发现1938年:恩利克·费米(1901年9月29日-1954年11月28日,美国)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·奥兰多·劳伦斯(1901年8月8日-1958年8月27日,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1940年:未颁奖1941年:未颁奖1942年:未颁奖1943年:奥托·斯特恩(1888年2月17日-1969年8月17日,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(1898年7月29日-1988年1月11日,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(1900年4月25日-1958年12月15日,美国)发现不相容原理,也称泡利原理1946年:珀西·布里奇曼(1882年4月21日-1961年8月20日,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·维克多·阿普尔顿(1892年9月6日-1965年4月21日,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(1897年11月18日-1974年7月13日,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(1907年1月23日-1981年9月8日,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(1903年12月5日-1969年8月9日,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·考克罗夫特(1897年5月27日-1967年9月18日,英国)、欧内斯特·托马斯·沃尔顿(1903年10月6日-1995年6月25日,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1952年:费利克斯·布洛赫(1905年10月23日-1983年9月10日,美国)、爱德华·米尔斯·珀塞尔(1912年8月30日-1997年3月7日,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1953年:弗里茨·塞尔尼克(1888年7月16日-1966年3月10日,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(1882年12月11日-1970年1月5日,德国)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·威廉·格奥尔格·博特(1891年1月8日-1957年2月8日,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(1913年7月12日-2008年5月15日,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(1911年1月26日-1993年3月20日,美国)精确地测定出电子磁矩1956年:沃尔特·豪泽·布拉顿(1902年2月10日-1987年10月13日,美国)、约翰·巴丁(1908年5月23日-1991年1月30日,美国)、威廉·布拉德福德·肖克利(1910年-1989年,美国)他们对半导体的研究和发现晶体管效应1957年:杨振宁(1922年10月1日-,美国)、李政道(1926年11月24日-,美国)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1958年:帕维尔·阿列克谢耶维奇·切连科夫(1904年-1990年1月6日,前苏联)、伊戈尔·塔姆(1895年7月8日-1971年4月12日,前苏联)、伊利亚·弗兰克(1908年10月23日-1990年6月22日,前苏联)发现并解释切连科夫辐射1959年:埃米利奥·吉诺·塞格雷(1905年2月1日-1989年4月22日,美国)、欧文·张伯伦(1921年7月10日-2006年2月28日,美国)发现反质子1960年:唐纳德·阿瑟·格拉泽(1926年9月21日-2013年2月28日,美国)发明气泡室1961年:罗伯特·霍夫斯塔特(1915年2月5日-1990年11月17日,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(1929年1月31日-,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(即穆斯堡尔效应)1962年:列夫·达维多维奇·朗道(1908年1月22日-1968年4月1日,前苏联)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(1902年11月17日-1995年1月1日,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(女,1906年6月8日-1972年2月20日,美国)、汉斯·延森(1907年6月25日-1973年2月11日,德国)发现原子核的壳层结构1964年:查尔斯·哈德·汤斯(1915年07月28日-2015年01月27日,美国)、尼古拉·根纳季耶维奇·巴索夫(1922年12月14日-2001年7月1日,前苏联)、亚历山大·米哈伊洛维奇·普罗霍罗夫(1916年7月11日-2002年1月8日,前苏联)在量子电子学领域的基础研究成果,该成果导致了基于激微波-激光原理建造的振荡器和放大器1965年:朝永振一郎(1906年3月31日-1979年7月8日,日本)、朱利安·施温格(1918年2月12日-1994年7月16日,美国)、理查德·菲利普斯·费曼(1918年5月11日-1988年2月15日,美国)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1966年:阿尔弗雷德·卡斯特勒(1902年5月3日-1984年1月7日,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·贝特(1906年7月2日-2005年3月6日,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(1911年6月13日-1988年9月1日,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(1929年9月15日-,美国)对基本粒子的分类及其相互作用的发现1970年:汉尼斯·奥洛夫·哥斯达·阿尔文(1908年5月30日-1995年4月2日,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;路易·奈耳(1904年11月22日-2000年11月17日,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:丹尼斯·加博尔(1900年6月5日-1979年2月9日,英国)发明并发展全息照相法1972年:约翰·巴丁(1908年5月23日-1991年1月30日,美国)、利昂·N·库柏(1930年2月28日-,美国)、约翰·罗伯特·施里弗(1931年5月31日-,美国)他们联合创立了超导微观理论,即常说的BCS理论1973年:江崎玲于奈(1925年3月12日-,日本)、伊瓦尔·贾埃弗(1929年4月5日-,美国)发现半导体和超导体的隧道效应;布赖恩·戴维·约瑟夫森(1940年1月4日-,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(1918年9月27日-1984年,英国)、安东尼·休伊什(1924年5月11日-,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1975年:奥格·尼尔斯·玻尔(1922年6月19日-2009年9月8日,丹麦)、本·罗伊·莫特森(1926年7月9日-,丹麦/美国)、利奥·詹姆斯·雷恩沃特(1917年12月9日-1986年5月31日,美国)发现原子核中集体运动和粒子运动之间的联系,并且根据这种联系发展了有关原子核结构的理论1976年:丁肇中(1936年1月27日-,美国)、伯顿·里克特(1931年3月22日-,美国)他们在发现新的重基本粒子方面的开创性工作(共同发现了J粒子)1977年:菲利普·沃伦·安德森(1923年12月13日-,美国)、内维尔·弗朗西斯·莫特(1905年-1996年,英国)、约翰·哈斯布鲁克·范扶累克(1899年3月13日-1980年10月27日,美国)对磁性和无序体系电子结构的基础性理论研究1978年:卡皮查(1894年7月8日-1984年4月8日,前苏联)低温物理领域的基本发明和发现;阿尔诺·艾伦·彭齐亚斯(1933年4月26日-,美国)、罗伯特·伍德罗·威尔逊(1936年1月10日-,美国)发现宇宙微波背景辐射1979年:谢尔登·李·格拉肖(1932年12月5日-,美国)、史蒂文·温伯格(1933年5月3日-,美国)、穆罕默德·阿卜杜勒·萨拉姆(1926年1月29日-1996年11月21日,巴基斯坦)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1980年:詹姆斯·沃森·克罗宁(1931年9月29日-,美国)、瓦尔·洛格斯登·菲奇(1923年3月10日-2015年2月5日,美国)发现中性K介子衰变时存在对称破坏1981年:凯·西格巴恩(1918年4月20日-2007年7月20日,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(1920年3月11日-,美国)、阿瑟·伦纳德·肖洛(1921年5月5日-1999年4月28日,美国)对开发激光光谱仪的贡献1982年:肯尼斯·G·威尔逊(1936年6月8日-2013年6月15日,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(1910年10月19日-1995年8月21日,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·艾尔弗雷德·福勒(1911年8月9日-1995年3月14日,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:卡罗·鲁比亚(1934年-,意大利)、西蒙·范德梅尔(1925年11月24日-2011年3月4日,荷兰)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1985年:克劳斯·冯·克利青(1943年6月28日-,德国)发现量子霍尔效应1986年:恩斯特·奥古斯特·弗里德里希·鲁斯卡(1906年12月25日-1988年5月27日,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(1947年7月20日-,德国)、海因里希·罗雷尔(1933年6月6日-2013年5月16日,瑞士)研制扫描隧道显微镜1987年:约翰内斯·格奥尔格·贝德诺尔茨(1950年5月16日-,德国)、卡尔·亚历山大·米勒(1927年4月20日-,瑞士)在发现陶瓷材料的超导性方面的突破1988年:利昂·莱德曼(1922年7月15日-2018年10月3日,美国)、梅尔文·施瓦茨(1932年11月2日-2006年8月28日,美国)、杰克·施泰因贝格尔(1921年5月25日-,美国)中微子束方式,以及通过发现子中微子证明了轻子的对偶结构1989年:诺曼·F·拉姆齐(1915年8月27日-2011年11月4日,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·格奥尔格·德默尔特(1922年9月9日-2017年3月7日,德国/美国)、沃尔夫冈·保罗(1913年8月10日-1993年12月7日,德国)发展离子陷阱技术1990年:杰尔姆·弗里德曼(1930年3月28日-,美国)、亨利·韦·肯德尔(1926年12月9日-1999年2月15日,美国)、理查·爱德华·泰勒(1929年11月2日-2018年2月22日,加拿大/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1991年:皮埃尔-吉勒·德热纳(1932年10月24日-2007年5月18日,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(1924年8月1日-2010年9月29日,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(1950年11月28日-,美国)、约瑟夫·胡顿·泰勒(1941年3月29日-,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1994年:伯特伦·布罗克豪斯(1918年7月15日-2003年12月13日,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·格伦伍德·沙尔(1915年9月23日-2001年3月31日,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·刘易斯·佩尔(1927年6月24日-,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(1918年3月16日-1998年8月26日,美国)发现中微子,以及对轻子物理学的开创性实验研究1996年:戴维·莫里斯·李(1931年1月20日-,美国)、道格拉斯·迪安·奥谢罗夫(1945年8月日-,美国)、罗伯特·科尔曼·理查森(1937年6月26日-2013年2月19日,美国)发现了在氦-3里的超流动性1997年:朱棣文(1948年2月28日-,美国)、克洛德·科昂-唐努德日(1933年4月1日-,法国)、威廉·丹尼尔·菲利普斯(1948年11月5日-,美国)发展了用激光冷却和捕获原子的方法1998年:罗伯特·劳夫林(1950年11月1日-,美国)、霍斯特·路德维希·斯特默(1949年4月6日-,德国)、崔琦(1939年2月28日-,美国)发现了电子在强磁场中的分数量子化的霍尔效应1999年:杰拉德·特·胡夫特(1946年7月5日-,荷兰)、马丁纽斯·J·G·韦尔特曼(1931年6月27日-,荷兰)阐明弱电相互作用的量子结构2000年:若尔斯·阿尔费罗夫(1930年3月15日-,俄罗斯)、赫伯特·克勒默(1928年8月25日-,德国)发展了用于高速电子学和光电子学的半导体异质结构;杰克·基尔比(1923年11月8日-2005年6月20日,美国)在发明集成电路中所做的贡献2001年:埃里克·阿林·康奈尔(1961年12月9日-,美国)、卡尔·埃德温·威曼(1951年2月26日-,美国)、沃尔夫冈·克特勒(1957年10月21日-,德国)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2002年:雷蒙德·戴维斯(1914年10月14日-2006年5月31日,美国)、小柴昌俊(1926年9月19日-,日本)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;里卡尔多·贾科尼(1931年10月6日-,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·阿列克谢维奇·阿布里科索夫(1928年6月25日-2017年3月29日,俄罗斯/美国)、维塔利·拉扎列维奇·金兹堡(1916年10月4日-2009年11月8日,俄罗斯)、安东尼·莱格特(1938年3月26日-,英国/美国)对超导体和超流体理论做出的先驱性贡献2004年:戴维·J·格罗斯(1941年2月-,美国)、戴维·普利策(1949年8月31日-,美国)、弗兰克·维尔泽克(1951年5月15日-,美国)发现强相互作用理论中的渐近自由2005年:罗伊·J·格劳伯(1925年9月1日-2018年12月26日,美国)对光学相干的量子理论的贡献;约翰·L·霍尔(1934年8月21日-,美国)、特奥多尔·W·亨施(1941年-,德国)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2006年:约翰·C·马瑟(1945年8月7日-,美国)、乔治·菲茨杰拉德·斯穆特(1945年2月20日-,美国)发现宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性2007年:阿尔伯特·费尔(1938年3月7日-,法国)、彼得·安德烈亚斯·格林贝格(1939年5月18日-2018年4月7日,德国)发现巨磁阻效应2008年:小林诚(1944年4月7日-,日本)、益川敏英(1940年2月7日-,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;南部阳一郎(1921年1月18日-2015年7月5日,美国)发现亚原子物理学的自发对称性破缺机制2009年:高锟(1933年11月4日-2018年9月23日,英国/美国)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(1924年8月19日-2011年5月7日,美国)、乔治·史密斯(1930年-,美国)发明半导体成像器件电荷耦合器件2010年:安德烈·海姆(1958年10月-,英国)、康斯坦丁·诺沃肖洛夫(1974年8月23日-,俄罗斯/英国)在二维石墨烯材料的开创性实验2011年:布莱恩·保罗·施密特(1967年2月24日-,美国/澳大利亚)、亚当·盖·里斯(1969年12月16日-,美国)、索尔·波尔马特(1959年-,美国)透过观测遥距超新星而发现宇宙加速膨胀2012年:塞尔日·阿罗什(1944年9月11日-,法国)、大卫·维因兰德(1944年2月24日-,美国)能够量度和操控个体量子系统的突破性实验手法2013年:彼得-希格斯(1929年5月29日-,英国)、弗朗索瓦·恩格勒(1932年11月6日-,比利时)对希格斯玻色子的预测2014年:赤崎勇(1929年1月30日-,日本)、天野浩(1960年9月11日-,日本)、中村修二(1954年5月22日-,美国)发明高亮度蓝色发光二极管2015年:梶田隆章(1959年3月9日-,日本)、阿瑟·布鲁斯·麦克唐纳(1943年8月29日-,加拿大)发现中微子振荡现象,表明中微子拥有质量2016年:戴维·J·索利斯(1934年9月21日-,美国)、J·迈克尔·科斯特利茨(1942年-,美国)、邓肯·霍尔丹(1951年9月14日-,美国)发现了物质拓扑相以及在拓扑相变方面作出的理论贡献2017年:基普·斯蒂芬·索恩(1940年6月1日-,美国)、巴里·克拉克·巴里什(1936年1月27日-,美国)、雷纳·韦斯(1932年9月29日-,美国)在LIGO探测器和引力波观测方面的决定性贡献2018年:亚瑟·阿什金(1922年9月2日-,美国)、热拉尔·穆鲁(法国)、唐娜·斯特里克兰(女,1959年-,加拿大)在激光物理领域的突破性发明2019年:吉姆·皮布尔斯(1935年-,美国)、米歇尔·麦耶(1942年1月12日-,瑞士)、迪迪埃·奎洛兹(1966年2月23日-,瑞士)在宇宙学和地外行星相关领域的研究贡献。
1901年威廉·伦琴1902年亨得里克·洛仑兹,彼得·塞曼1903年亨利·贝克勒,皮埃尔·居里,玛丽·居里1904年约翰·斯特拉特1905年菲利普·莱纳德1906年约瑟夫·汤姆森1907年阿尔伯特·迈克生1908年加布里埃尔·李普曼1909年古列尔莫·马可尼,卡尔·布劳恩1910年约翰内斯·范德瓦耳斯1911年威廉·维因1912年古斯塔夫·达伦1913年海克·卡末林·昂内斯1914年马克斯·冯·劳厄1915年威廉·亨利·布拉格,威廉·劳伦斯·布拉格1916年没有颁奖1917年查尔斯·巴克拉1918年马克斯·普朗克1919年约翰尼斯·斯塔克1920年夏尔·纪尧姆1921年阿尔伯特·爱因斯坦1922年尼尔斯·波耳1923年罗伯特·密立根1924年曼内·西格巴恩1925年詹姆斯·法兰克,古斯塔夫·赫兹1926年让·佩兰1927年阿瑟·康普顿,查尔斯·威尔森1928年欧文·瑞查森1929年路易·德布罗意公爵1930年钱德拉塞卡拉·拉曼1931年没有颁奖1932年维尔纳·海森堡1933年埃尔文·薛定谔,保罗·狄拉克1934年没有颁奖1935年詹姆斯·查德威克1936年维克托·赫斯,卡尔·安德森1937年克林顿·戴维森,乔治·汤姆森1938年恩里科·费米1939年欧内斯特·劳伦斯1940年没有颁奖1941年没有颁奖1942年没有颁奖1943年奥托·斯特恩1944年伊西多·拉比1945年沃尔夫冈·包立1946年珀西·布里奇曼1947年爱德华·阿普尔顿1948年帕特里克·布莱克特1949年汤川秀树1950年塞西尔·鲍威尔1951年约翰·考克饶夫,欧内斯特·沃吞1952年费利克斯·布洛赫,爱德华·珀塞尔1953年弗里茨·塞尔尼克1954年马克斯·玻恩,瓦尔特·博特1955年威利斯·兰姆,波利卡普·库施1956年威廉·肖克利,约翰·巴丁,沃尔特·布喇顿1957年杨振宁,李政道1958年帕维尔·切连科夫,伊利亚·法兰克,伊戈尔·塔姆1959年埃米利奥·塞格雷,欧文·张伯伦1960年唐纳德·格拉泽1961年罗伯特·霍夫施塔特,鲁道夫·穆斯堡尔1962年列夫·朗道1963年尤金·维格纳,玛丽亚·格佩特-梅耶,约翰内斯·延森1964年查尔斯·汤斯,尼古拉·巴索夫,亚历山大·普罗霍罗夫1965年朝永振一郎,朱利安·施温格,理查德·费曼1966年阿尔弗雷德·卡斯特勒1967年汉斯·贝特1968年路易斯·阿尔瓦雷茨1969年默里·盖尔曼1970年汉尼斯·阿尔文,路易·奈耳1971年伽博·丹尼斯1972年约翰·巴丁,利昂·库珀,约翰·施里弗1973年江崎玲于奈,伊瓦尔·贾埃弗,布赖恩·约瑟夫森1974年马丁·赖尔,安东尼·休伊什1975年奥格·玻尔,本·莫特森,利奥·雷恩沃特1976年伯顿·里克特,丁肇中1977年菲利普·安德森,内维尔·莫特,约翰·凡扶累克1978年彼得·卡皮查,阿诺·彭齐亚斯,罗伯特·威尔逊1979年谢尔登·格拉肖,阿卜杜勒·萨拉姆,史蒂文·温伯格1980年詹姆斯·克罗宁,瓦尔·菲奇1981年凯·西格巴恩,尼古拉斯·布隆伯根,阿瑟·肖洛1982年肯尼斯·威尔逊1983年苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡,威廉·福勒1984年卡洛·鲁比亚,西蒙·范德梅尔1985年克劳斯·冯·克利青1986年恩斯特·鲁斯卡,格尔德·宾宁,海因里希·罗雷尔1987年约翰内斯·贝德诺尔茨,卡尔·米勒1988年利昂·莱德曼,梅尔文·施瓦茨,杰克·施泰因贝格尔1989年诺曼·拉姆齐,汉斯·德默尔特,沃尔夫冈·保罗1990年杰尔姆·弗里德曼,亨利·肯德尔,理查·泰勒1991年皮埃尔-吉勒·德热纳1992年乔治·夏帕克1993年拉塞尔·赫尔斯,约瑟夫·泰勒1994年伯特伦·布罗克豪斯,克利福德·沙尔1995年马丁·佩尔,弗雷德里克·莱因斯1996年戴维·李,道格拉斯·奥谢罗夫,罗伯特·理查森1997年朱棣文,克洛德·科昂-唐努德日,威廉·菲利普斯1998年霍斯特·施特默,罗伯特·劳夫林,崔琦1999年杰拉德·特·胡夫特,马丁纽斯·韦尔特曼2000年若雷斯·阿尔费罗夫,赫伯特·克勒默,杰克·基尔比2001年埃里克·康奈尔,卡尔·威曼,沃尔夫冈·克特勒2002年雷蒙德·戴维斯,小柴昌俊,里卡尔多·贾科尼2003年阿列克谢·阿布里科索夫,维塔利·金兹堡,安东尼·莱格特2004年戴维·格娄斯,休·波利策,弗朗克·韦尔切克2005年罗伊·格劳伯,约翰·霍尔,特奥多尔·亨施2006年约翰·马瑟,乔治·斯穆特2007年艾尔伯·费尔,彼得·格林贝格2008年小林诚,益川敏英,南部阳一郎2009年高锟,威拉德·博伊尔,乔治·史密斯2010年安德烈·海姆,康斯坦丁·诺沃肖洛夫2011年索尔·珀尔马特,布莱恩·施密特,亚当·里斯2012年塞尔日·阿罗什,大卫·维因兰德。
2005年度诺贝尔物理学奖——美国科学家约翰霍尔与德国科学家特奥多尔亨施;美国科学宗罗伊格劳伯
佚名
【期刊名称】《科技智囊》
【年(卷),期】2005(000)012
【摘要】美国科学家约翰·霍尔与德国科学家特奥多尔·亨施之所以获奖,是因为对基于激光的精密光谱学发展作出了贡献。
另一名美国科学宗罗伊·格劳伯因为“对光学相关量子理论的贡献”而获奖。
【总页数】1页(P94)
【正文语种】中文
【中图分类】G316
【相关文献】
1.和光打交道的人--德国诺贝尔物理奖获得者特奥多尔·亨施 [J], 倪永华
2.贝希特斯加登山野度假村,奥伯赛尔茨贝格,德国 [J], Friederike Meyer;陈婷因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
2005年诺贝尔物理学奖2005年物理学奖,由三位物理学家获得,他们是美国的罗伊·格劳伯(Roy J.Glauber)(获得奖金的一半)、约翰·霍尔(ohn L.Hall)和德国的特奥多尔·汉施(Theodor W.Haensch)(分享另一半奖金)。
格劳伯对光学相干的量子理论做出了贡献。
霍尔和汉施对基于激光的精密光谱学发展作出了贡献。
罗伊·杰伊·格劳伯(Roy Jay Glauber,1925—2018),出生于美国纽约市。
12岁时制作了和房间差不多高的望远镜。
14岁时“发明”了“分光镜”。
16岁进入哈佛大学学习。
当时,由于二战影响,大量教授需要参与和战争相关的秘密项目,迫使他在进校之初就修完了所有著名教授讲授的物理学课程。
在大学二年级时他被招募到洛斯阿拉莫斯实验室参与曼哈顿计划,年仅18岁,是当时参与的科学家中最年轻的一位。
战后返回大学,开始了自己真正的纯粹的学术研究道路。
1946年和1949年获得哈佛大学的硕士和博士学位。
约翰·刘易斯·霍尔(Jhon Lewis Hall,1934—),从卡内基技术大学共获得三个学位,分别是理学学士(1956年)、理学硕士(1956年)和哲学博士(1961年)。
他在国家标准与技术局完成了博士后研究,1962年—1971年,霍尔一直在此工作。
自1967年起霍尔开始在科罗拉多大学任教,是JILA中第三个获得诺贝尔物理学奖的科学家。
特奥多尔·汉施(Theodor W.Haensch,1941—),出生于德国海德堡。
在海德堡的卢佩莱希特卡尔大学攻读光学专业。
1从1970年起,他一直在美国斯坦福大学从事研究与学习。
1986年,他返回德国伽钦,被任命为马普量子光学研究所所长。
从20世纪60年代开始,激光技术取得了长足的发展,但是在对光本身特性的描述上则遇到了一些困难。
格劳伯认为量子化的电磁场并不能代表光的一切性质,大量光子的集体行为于普通光子有很大的区别,应该更好地发展量子理论来探索光的本质,从而开创了建立量子光学的里程碑式的研究工作。
1963年,格劳伯就通过自己的工作成功地应用量子理论来解释了一些光学现象,他在《物理评论通信》上发表了研究论文,此后又在《物理评论》等杂志上发表了几篇相关论文,创造性的提出了“光子的相干性量子理论”。
该理论成功地描述了光量子的运动规律,揭示了光量子的特性,以及大量光量子如何互相影响他们之间的运行方式,产生“干涉”现象等等。
格劳伯的这些论文,奠定了量子光学学科的理论基础。
格劳伯科学思想的意义在于第一次创造性地提出了用量子本性解释光的宏观现象,这种思想不但给出了光的一切宏观现象的量子本质,并且对光的量子本性也是一个最好的证明。
通过光的相干性量子理论,人类可以研究光子大量的非经典特性,从而开拓更多的研究领域及应用领域。
格劳伯在当时提出的“相干性的量子理论”,不仅能解决一些基础性的问题,而且奠定了量子光学的基础,开创了一门全新的学科。
在他获奖的时候,量子光学已经成为物理2学中一个非常重要的分支。
本年度另外两位获奖者的贡献,是发明了光学频率梳技术,用于精确测量电磁波的频率,从而获得精度更高的时间度量标准。
我们知道,时间作为一个基本的计量单位,日常生活中每个人都会不可避免地与其打交道,这样自然就涉及到时间计量的精度和准确性的问题。
早在1000多年前,我们的祖先就发明了世界上最早的时间计量设备——水钟,但直到17世纪前后,由于航海活动的需要,人们才对计时精度的重要性有了初步的认识。
随着现代科学的形成和发展,时间的精密计量也被赋予了新的科学内容,一方面新的技术被用于高精度的时间计量中,另一方面精确的时间计量对基础科学的发展起着重要的推动作用。
基于原子跃迁的同一性,1967年在第13届计量大会上人们将时间的单位“秒”定义为“铯- 133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应辐射的9 192 631 770 个周期的持续时间”,并一直沿用至今。
这一定义下的时间精度达到了10-15的量级,也是目前所有物理量中最精确的基本单位。
由于时间与频率互为倒数关系,因此在涉及频率的大量科学研究和技术应用领域,如超精细光谱学、全球定位系统(GPS)、空天飞行、精密制导、无线通讯等方面,高精度的频率时间基准起着核心作用。
可以说以微波原子钟为基础的时间频率标准,构成了现代科学技术大厦的基石,而科学技术研究的不断发展,对时间频率的基准又提出了更高的要求。
为了进一步提高其精度,早在激光诞生后不久,人们就想到采用光学频率代替微波钟作为新的时间基准34的可能性。
从原理上讲,由于光频的频率在数百THz 量级,比GHz 的微波频率高多个量级,因此原理上采用光钟可望得到优于10-18的准确性,这无疑会大大提高GPS 、深空导航、基本物理常数测量等内容的精度。
但一个巨大的障碍是,如何高精度地实现微波频率与光学频率的连接,多年来一直是制约该项研究的主要瓶颈。
激光光谱内由谐振腔腔长决定间隔的纵模图为了实现微波频率与光学频率的连接,人们很早就提出了频率链的方案,其主要思想是通过非线性频率变换等手段,将光学频率变换到微波频率。
由于这种方案复杂的技术过程和低的非线性效率,科学家们经过十多年的艰苦努力,直到 20世纪末才建成这样的装置。
但是,频率链庞大的体积结构及多次转化所形成的积累误差,决定了用其测量光频的复杂性和不确定性。
20 世纪70年代,在美国斯坦福大学的德国科学家汉施及其同事率先提出了用超短激光脉冲作为桥梁连接微波频率和光学频率的可能性,并利用同步抽运染料激光所产生的皮秒激光脉冲,实现了500GHz 的光学频率梳。
在此前后,前苏联科学家契包塔耶夫(Chebotayev )等人也提出了类似的概念,并在1991年讨论了早期的频率梳技术,但由5 于1992年契包塔耶夫的去世,影响了这些活动的继续开展。
为了了解光学频率梳的物理本质,这里我们不妨先认识一下激光谐振腔中的纵模分布。
根据激光的基本原理,对于一个腔长为 L 的谐振腔,在所输出的光谱范围内存在着大量等间隔的纵模,相邻纵模的频率间距F =c/2L ,这里c 是光速。
这样在单位为 F 的参考数轴上,接近第 n 个坐标的纵模,其绝对频率可以表示为:f(n)=nF +δ,如图1所示,图中虚线是以重复频率F 为单位的参考数轴,δ是纵模与参考数轴之间的偏差。
这里 n 是整数,δ是该纵模偏离对应坐标的频率偏差,并有δ<F 。
由于激光脉冲的重复频率 F 通常在100MHz 左右,正好属于微波频率的范围,因此如果将F 及δ分别锁定到目前的微波原子钟,也就实现了激光频率f 与微波频率的固定连接。
原子及分子光钟的电磁谱图图2表示了光学频率与微波频率的这种连接关系,通过锁定放大图中的频率间隔与偏置频率量,可以实现其与微波频标的连接。
一个常用的方案就是将F 及δ锁定到铯原子钟。
不难理解,这些激光纵模一经锁定后,其将保持固定的位置,相当于频率间隔相等的梳子一样,故而将其称之为频率梳。
图2的上面同时列出了目前使用的几种典型光频标的频率位置。
根据傅立叶变换关系,超短激光脉冲的宽度越窄,其对应的光谱也就越宽,这样存在的纵模数也就越多。
在20世纪70年代,人们所能产生的超短激光脉冲的宽度主要在皮秒(ps,10-12秒)量级,对应的光谱宽度极其有限,因此在图2的频率图上仅覆盖很窄的范围,这样要测出频率偏差δ,从而通过对其与重复频率F的锁定而实现微波与光学频率之间的稳定连接是极其困难的。
直到20世纪90年代中后期,由于固体飞秒(fs,10-15秒)激光技术的快速发展,才为取得这一突破提供了可能。
飞秒激光脉冲的载波包络相移与纵模频率偏差的对应关系1996年,利用掺钛蓝宝石激光器所产生的飞秒激光脉冲,人们不仅通过标准光纤能将重复频率 MHz量级的飞秒激光展宽到大于一个倍频程,即同时包含有基波波长与倍频波长的超宽光谱,而且利用色散补偿技术将脉冲宽度压缩到了5fs。
在这样短的时间内,根据光传输距离与时间的关系τ=λ/ c,6800nm载波波长的激光所能振荡的时间还不到2个光周期。
对于这样短的激光脉冲,一个需要认真考虑的问题是其载波与脉冲包络之间的相位(Carrier envelope phase,CEP)的变化情况。
就在这一年,时在维也纳技术大学访问研究的中国科学院西安光机所青年学者许林与汉施教授等人在《光学快报》(Optics Letter)上首次发表了探讨这一问题的经典论文。
图3表示了对于一个不到两个光周期的超短激光脉冲,其载波与包络之间的相对变化情况。
由于激光腔内通常群速色散与相速色散的不同,激光每在腔内传输一次,其载波与包络之间就会产生一个相对的相移Δφ,在频率域,相当于整体纵模移动了δ的频率,并且两者之间存在着δ=2πΔφ/F的关系。
因此,对相移Δφ的测量与控制,也就等价为对频率偏差δ的测量与控制,超快激光技术及精密计量均面临的一个重大课题,不约而同地变成了同一件事。
三年之后,汉施的研究组在对上述关系进一步分析的基础之上,将飞秒钛宝石锁模激光用于光学频率的测量。
但是,由于他们所能获得的光谱宽度不够一个倍频程,不能实现对CEP,亦即δ的测量,因而成为他们的一种遗憾。
就在此后不久,美国贝尔实验室等研究机构成功地生长出了光子晶体光纤(PCF),并为霍尔教授的研究组率先采用。
由于PCF的特殊性能,人们用其可以方便地将飞秒激光的光谱展宽到一个倍频程以上,这样经差拍光谱长波部分的倍频光与光谱的短波部分,即可以测量到δ。
78自参考技术测量频率偏移量 d 的实验示意图图4为测量δ的原理示意图,由PCF 输出的超连续光谱经分束镜分为高频与低频两部分,其高频部分可表述为f(2n)=2nF +δ,而低频部分经倍频后,其频率则为2f (n)=2nF +2δ。
当这两束光经延时控制再次重合后,即可通过拍频2f(n)—f(2n)=δ而测得频率偏δ。
霍尔等人正是采用这一所谓的自参考技术,通过高精度的电子伺服反馈系统锁定δ及重复频率F ,第一次实现了光学频率f 与微波频率的直接连接,并且用其成功地测量了778nm 连续波钛宝石激光的精确波长。
典型飞秒激光频率梳的光路与电路示意图图5为霍尔等人的频率梳实验结构图,图中BBO表示偏硼酸钡晶体,APD表示雪崩光电二极管。
从图中可以看出高稳定的飞秒激光器及高精度的电路控制系统,构成了频率梳的核心内容。
目前这样的装置已有产品,并可集成在约0.5m2的尺度内。
正是由于光学频率梳的发明,才使得人们第一次能够用微波频标直接测量光学频标,进而为发展更高精度的下一代光钟、实现用光学频标标定微波频标提供了可能,这一重大突破不仅被广泛认为是频率测量历史上具有革命性意义的进展,而且也促进了激光精密光谱学、阿秒(as,10-18秒)激光物理等学科的发展,在基本物理常数的精确测量、GPS精度的进一步提高等方面有着重要的应用。