9日,,諾貝爾物理學(xué)獎揭曉儀式現(xiàn)場播放的幻燈片展示法國物理學(xué)家塞爾日·阿羅什(左)和美國物理學(xué)家戴維·維因蘭德的照片。
法國人塞爾日·阿羅什和美國人戴維·維因蘭德因為粒子控制研究而獲得2012年度諾貝爾物理學(xué)獎,。
諾貝爾物理學(xué)獎評審委員會認定,,兩名獲獎?wù)摺蔼毩l(fā)明并發(fā)展測量和控制粒子個體、同時保持它們量子力學(xué)特性的方法”,。
評委會9日在瑞典首都斯德哥爾摩宣布這一消息時認定,,兩人“開啟量子物理學(xué)實驗新時代的大門,顯示不必損毀量子粒子個體,,就可以直接觀測它們”,。
法科學(xué)家 測量陷阱中的光子
阿羅什1944年生于摩洛哥的卡薩布蘭卡,現(xiàn)為法國籍,。他1971年在巴黎第六大學(xué)(皮埃爾與瑪麗·居里大學(xué))獲得博士學(xué)位,,曾任職于法國國家科研中心和法國綜合理工大學(xué),現(xiàn)為法蘭西學(xué)院和巴黎高等師范學(xué)院教授,。阿羅什的獲獎,,使法國獲得諾貝爾獎的科學(xué)家達到了55人。
阿羅什的研究課題,,涉及一種名為“量子糾纏”的現(xiàn)象,。
所謂“糾纏”,是基本粒子所處微觀層面上,,單個粒子一方面難以與周圍環(huán)境分離,;另一方面是一旦與周圍環(huán)境相互作用,,隨即失去量子特性;另外,,如果兩個粒子相互作用,,即使兩者分離,互動作用會繼續(xù)存在,。
相當長一段時期內(nèi),,量子物理學(xué)理論所預(yù)言的諸多神奇現(xiàn)象難以在實驗室環(huán)境下直接“實地”觀測和驗證,只存在于研究人員的“思維實驗”中,。
從上世紀80年代初開始,,阿羅什及其同事所作研究援用量子光學(xué)原理,探究光和物質(zhì)之間的基本互動,,具體手段是把原子送入一個“陷阱”,,控制并測量“陷落”在陷阱中的光子。
美科學(xué)家 借助光子測量離子
維因蘭德與阿羅什同年,,美國出生,,1970年在美國哈佛大學(xué)獲得博士學(xué)位,現(xiàn)在美國標準技術(shù)學(xué)院和科羅拉多大學(xué)任職,。
維因蘭德及其同事所作研究與阿羅什及其同事幾乎同時起步并發(fā)表論文,,所援用方法的理論依據(jù)相同,所采用的手段同樣有許多相似點,。
只是,,實驗中,維因蘭德設(shè)下“離子陷阱”,,其中離子帶電,,繼而借助光子控制和測量這些離子。
無論是“光子阱”,、還是“離子阱”,,依照諾獎評委會的說法,都顯現(xiàn)“獨創(chuàng)性”,,在兩位獲獎?wù)邉?chuàng)制這些方法以前由其他研究人員認定為“不可能”,。他們的成果因而具有“奠基意義”。
兩位獲獎?wù)邔⑵椒?00萬瑞典克朗(約合114萬美元)獎金,。不過,,歐洲經(jīng)濟狀況不佳所致,與2011年度諾獎相比,,獎金總額縮水20%,。
純理論成果可應(yīng)用于實際
上世紀80年代至今,維因蘭德和阿羅什所研究的領(lǐng)域長足發(fā)展。
其實,,與“量子糾纏”相伴,,是另一種現(xiàn)象,名為“量子疊加”,,可望提供理論基礎(chǔ),,促成下一代超級計算機。
現(xiàn)有計算機,、或稱“電腦”,,采用二進制數(shù)據(jù)格式,即每一個數(shù)據(jù)單元,、或稱“比特”非“0”即“1”,。
“量子疊加”狀態(tài)下,“量子比特”可以是“0”或“1”,,可以是兩個“0”,,也可是兩個“1”。這意味著,,至少在理論上,計算機數(shù)據(jù)容量可以大大增加,,數(shù)據(jù)處理速度相應(yīng)提高,。
鑒于粒子研究的“純科學(xué)”性質(zhì),諾獎評委會對本年度獲獎成果的實際應(yīng)用沒有“渲染”表述,,只提及兩名獲獎?wù)咚鶆?chuàng)制方法的一個實例:促成研發(fā)“極為精準”的時鐘,,精度比現(xiàn)有銫原子鐘高百倍。 新華社 徐勇