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十月的第一個星期,黃金周已正式「收官」,而諾貝爾「開獎」仍在繼續。
北京時間 10 月 8 日下午 5 點 30 分許,2019 年諾貝爾物理學獎在瑞典揭曉——諾貝爾委員會宣布,將此獎頒給加拿大裔美國科學家 Jim Peebles,瑞士科學家 Michel Mayor 、瑞士科學家 Didier Queloz。
加拿大-美國物理學家吉姆·皮布爾斯的獲獎理由是物理宇宙學的理論發現,兩位瑞士物理學家米歇爾·麥耶和迪迪埃·奎羅茲則是發現了繞類太陽恆星運轉的系外行星。
百年前,物理學曾被認為是最重要的學科,也是 1895 年、瑞典著名化學家 阿爾弗雷德·貝恩哈德·諾貝爾 要求設立五大獎項的遺囑中,最先被提到的領域。
相較其它自然科學獎項,諾貝爾物理學獎的規律性較為明顯,四大領域輪番登臺——粒子物理、天體物理、凝聚態物理、原子分子及光物理。
2015 年開始,諾貝爾物理學獎先後表彰了如下成果,分別為: 2015 年的中微子振蕩(天體物理或粒子物理)、2016 年的拓撲相變(凝聚態物理)、2017 年的引力波(天體物理)以及 2018 年的光鑷和啁啾放大(雷射物理)。
2019 年,一個新周期的起始,命題又回到了星辰大海。 而此前呼聲較高的 Artur K.Ekert 教授和他在量子計算和量子密碼學方面的貢獻並沒有在今年站上舞臺。
吉姆·皮布爾斯,出生於加拿大的溫尼伯,物理學家和理論宇宙學家,普林斯頓大學阿爾貝特·愛因斯坦榮譽科學教授,2019 年諾貝爾物理學獎獲得者。
自 1970 年以來,他被稱之為是世界領先的理論宇宙學家,主要對原始核合成、暗物質、宇宙微波背景和結構形成等領域做出了理論貢獻。
1987 年,他對早期宇宙的演化提出了原初等曲率重子模型; 在 1970 年代初,他對暗物質問題的建立做出了貢獻。 有趣的是,他還曾以自己的名字命名一顆小行星——「皮布爾斯星」。
他曾出版三本教科書,分別是《物理宇宙學》1971 年、《宇宙的大尺度結構》1980 年、《物理宇宙學原理》1993 年,這些書已經成為這些領域標準的參考文獻。
諾獎委員會在新聞發布會上指出,「諾貝爾獎得主 Michel G. E. Mayor(米歇爾·麥耶)和 Michel G. E. Mayor(迪迪埃·奎洛茲)開啟了天文學的一場革命,自那以來,銀河系已經發現了 4000 多顆系外行星。 奇異的新世界仍在不斷被發現,其大小、形狀和軌道之豐富令人難以置信。 」
早在 16 世紀,義大利哲學家喬爾丹諾·布魯諾(Giordano Bruno)提出日心說,認為天上那些如同太陽一樣的星星們周圍可能也像太陽一樣被行星環繞。 艾薩克·牛頓(Isaac Newton)也在其巨著《自然哲學的數學原理》的附錄中提出了相似的觀點。
然而,在 19 世紀,大家想了許多的偵測方法,但最終所有的觀測得到的結果都是否定的。1995 年,圍繞主序星的首顆太陽系外行星被發現。Michel G. E. Mayor 和 Didier Patrick Queloz(2019 年諾獎物理學獎另一位獲得者)通過徑向速度法在飛馬座 51 附近(距離太陽系約 50.9 光年,即 15.6 秒差距)發現了一顆以 4 天周期公轉一周的巨大行星——飛馬座 51b。
舊金山州立大學的天文學家 Geoffrey W. Marcy 和加州大學伯克利分校的 Paul Butler 使用美國加州利克天文臺的 Hamilton 攝譜儀確認了這項發現。
事實上,不少人也將 1995 年的那場大發現視為另一場哥倫布發現新大陸式的革命。 從那時至今,天文界已經確認了 2000 多顆系外行星的存在。 它們分別被收錄在歐洲或美國的行星列表中。 而這些行星清單也越寫越長。 2015 年,平均每 3 天就發現一顆新行星。
米歇爾·麥耶,瑞士天文學家,任教於日內瓦大學 天文學系的,已於 2007 年退休,但仍以榮譽退休教授身份持續進行研究。
麥耶於 1942 年生於瑞士沃州 埃沙朗 (Echallens)。 他和迪迪埃·派屈克·奎洛茲 1995 年 10 月一起發現了第一個環繞類太陽恆星飛馬座 51 的行星飛馬座 51b 。
麥耶在洛桑大學取得物理學位之後,於 1971 年在日內瓦大學取得天文學博士學位。 他以休假方式在英國劍橋的天文臺、智利的歐洲南方天文臺和夏威夷的夏威夷大學天文研究所進行研究。
直到 1998 年,他和其他人一起發表了超過 200 篇科學論文。 1989 年到 1992 年期間他在歐洲南方天文臺工作。 1988 年到 1991 年之間他是和國際天文聯會 一起研究星繫結構; 而 1990 年到 1993 年間則是和瑞士天文及天文物理學會 (Swiss Society for Astrophysics and Astronomy,暫譯)一起研究。
自從麥耶等人發現了飛馬座 51b 之後,他的研究則主要是發現太陽系外行星 。
2003 年他開始使用目前仍使用的儀器,高精度徑向速度行星搜索器(High Accuracy Radial velocity Planet Searcher, HARPS)。
2007 年,麥耶作為智利歐洲南方天文臺所屬拉西拉天文臺發現格利澤 581c 的 11 位歐洲科學家之一,這是首顆位在適居帶內的太陽系外行星。 此後,2009 年麥耶和他的團隊發現環繞主序星的,目前質量最小的太陽系外行星格利澤 581e。
Didier Queloz(左,現就職於劍橋卡文迪許實驗室)與 Michel Mayor(右)迪迪埃·派屈克·奎洛茲,瑞士天文學家,現就職於劍橋卡文迪許實驗室。 在尋找太陽系外行星方面也頗有貢獻。
2000 年,Didier Queloz 首次測量了熱木星(HD209458b)的公轉與其主星自轉方向的一致性——結果非常一致。 接下來幾年,世界各地的研究人員對其它幾個熱木星的測量也都得到了類似結果。
在日內瓦大學讀博士時,他和米歇爾·麥耶共同發現了圍繞主序星的首顆太陽系外行星。 奎洛茲用徑向速度測量的方法分析了飛馬座 51,結果發現了一顆軌道周期為 4.2 天的行星。 這顆行星就是飛馬座 51b,挑戰了當時正統的關於行星形成的見解。
發現行星的兩種主要方法: 分別是徑向速度監測和系外行星檢測法。 徑向速度監測,是利用同光譜儀相連的望遠鏡來解析恆星發出的光芒。
對於此類研究,日內瓦天文臺擁有世界上最先進的儀器: 它的兩部北方高精度徑向速度行星搜索器分別安置在智利和加納利群島。 20 年來,Michel Mayor 的團隊和其新生研究力量在系外行星的發現方面,一直保持著世界領軍的地位。
諾貝爾物理學獎近五年得主2018 年,美國科學家亞瑟·阿斯金(Arthur Ashkin)、法國科學家傑哈·莫羅(Gerard Mourou)和加拿大科學家唐娜·斯特裡克蘭(Donna Strickland)獲獎,理由是「在雷射物理領域的突破性發明」。 其中,阿斯金的貢獻為「光學鑷子及其在生物系統的應用」,莫羅和唐娜的貢獻為「產生高強度超短光學脈衝的方法」。
2017 年,三名美國科學家雷納·韋斯、基普•索恩和巴裡•巴裡什獲獎,理由是「在 LIGO 探測器和引力波觀測方面的決定性貢獻」。
2016 年,三位英美科學家大衛·索利斯、鄧肯·霍爾丹、麥可·科斯特利茨獲獎,理由是「理論發現拓撲相變和拓撲相物質」。
2015 年,日本科學家梶田隆章與加拿大科學家阿瑟·麥克唐納獲獎,理由是「發現中微子振蕩現象,該發現表明中微子擁有質量」。
2014 年,日本科學家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科學家中村修二獲獎,理由是「發明了藍色發光二極體(LED),並因此帶來的新型節能光源」。
「數」說諾貝爾物理學獎112 次:
1901 年以來,諾貝爾物理學獎共頒發過 112 次。 其中有六個年份沒有頒發過諾貝爾物理學獎,分別是 1916、1931、1934、1940、1941 和 1942 年。 根據組委會的章程,如果候選人的貢獻沒有達到要求,那麼獎金將被留至下一年。 如果第二年仍然沒有合適人選,獎金將被加入到基金會的初始資金中。 在兩次世界大戰期間,諾貝爾獎較少頒出。
210 人:
1901-2016 年,共 210 人次獲得了諾貝爾物理學獎。 其中,美國物理學家 John Bardeen(約翰·巴丁,1908 年 5 月 23 日-1991 年 1 月 30 日)因電晶體效應和超導的 BCS 理論在 1956 年、1972 年兩次獲得諾貝爾物理學獎。
25 歲:
迄今為止,最年輕的諾貝爾物理學獎獲得者是 William Lawrence Bragg,獲獎時是 25 歲。 1915 年,他和他的父親 William Henry Bragg 同時獲獎。
96 歲:
2018 年,亞瑟·阿斯金(Arthur Ashkin)以 96 歲高齡獲獎,是諾貝爾物理學獎得主中的最年長者。
3 位女性:
歷史上曾有 3 名女性獲得諾貝爾物理學獎,分別是「居裡夫人」瑪麗·居裡(Marie Curie)、德裔美國物理學家瑪麗亞·格佩特-梅耶(Maria Goeppert-Mayer)和 2018 年的得主唐娜·斯特裡克蘭。
其中,瑪麗·居裡兩度獲得諾獎。 1903 年,居裡夫婦和貝克勒爾由於對放射性的研究而共同獲得諾貝爾物理學獎。 1911 年,居裡夫人因發現元素釙和鐳再次獲得諾貝爾化學獎,成為世界上第一個兩獲諾貝爾獎的人。
原標題:《2019物理學諾獎:主角重歸星辰大海,量子計算無緣登臺》
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