2019年诺贝尔物理学奖揭晓

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2019年诺贝尔物理学奖揭晓

来源：人民日报客户端
2019-10-08 18:47:37

据人民日报客户端消息，当地时间10月8日，2019年诺贝尔物理学奖在瑞典揭晓。

瑞典皇家科学院宣布，将2019年诺贝尔物理学奖授予吉姆•皮布尔斯（James Peebles） 、米歇尔•麦耶（Michel Mayor）和迪迪埃•奎洛兹（Didier Queloz）三位科学家。

科学网8日报道称，2019年诺贝尔物理学奖被授予美国普林斯顿大学教授吉姆•皮布尔斯，以表彰他“在物理宇宙学的理论发现”，同时被授予瑞士日内瓦大学的米歇尔•麦耶教授和迪迪埃•奎洛兹教授，以表彰他们“发现了一颗围绕太阳型恒星运行的外行星”。

他们将分享900万瑞典克朗（约合人民币697万元）的奖金。

在诺贝尔写于1895年、要求设立五大领域奖项的遗嘱中，物理学是他最先提到的领域。诺贝尔要求物理学奖被授予“在物理学领域作出最重要发现或发明的人”。

在1901年至2018年间，奖项共颁发给了210人次，但却只有209人获得过这一奖项，因为约翰巴丁曾于1956年和1972年，两次获得这一殊荣。

在这张“星光熠熠”的成绩单中，华人占据着重要位置。在百余年中，共6位华人科学家获此殊荣，包括李政道、杨振宁、丁肇中、朱棣文、崔琦和高琨。

中新网8日梳理了21世纪以来的诺贝尔奖物理学奖得主的情况：

2018年，诺贝尔物理学奖被授予美国科学家阿瑟阿什金、法国科学家热拉尔穆鲁及加拿大科学家唐娜斯特里克兰，以表彰其在激光物理学领域取得的突破性贡献。

2017年，雷纳韦斯（Rainer Weiss），巴里巴瑞斯（Barry C. Barish）和吉普索恩（Kip S. Thorne）因引力波探测研究获奖。

2016年，英国科学家大卫索利斯、邓肯霍尔丹和迈克尔科斯特利茨，因在理论上发现了物质的拓扑相变和拓扑相而荣获该奖项。

2015年，日本科学家梶田隆章和加拿大科学家亚瑟麦克唐纳共同诺贝尔物理学奖。两人因发现中微子振荡，证明中微子有质量而获得了这一奖项。

2014年，诺贝尔物理学奖得主是日本科学家赤崎勇、日裔美国科学家中村修二（60岁）及日本科学家天野浩。他们开发了蓝色发光二极管（LED），使节电的高亮度照明器材成为可能，极大改变了人们的生活，并因此受到高度评价。

2013年，诺贝尔物理学奖授予比利时理论物理学者弗朗索瓦恩格勒和英国理论物理学家彼得希格斯，两人因预测被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子的存在而获奖。

2012年，诺贝尔物理学奖由法国科学家塞尔日阿罗什与美国科学家大卫维因兰德获得，两位物理学家因为在量子光学领域对光与物质间的密切关系和相互作用的研究而获得表彰。

2011年，诺贝尔物理学奖被授予美国加州大学伯克利分校天体物理学家萨尔波尔马特、美国/澳大利亚物理学家布莱恩施密特及美国科学家亚当里斯，表彰他们“通过观测遥远超新星发现宇宙的加速膨胀”。

2010年，诺贝尔物理学奖被授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。石墨烯是目前已知材料中最薄的一种，被普遍认为会最终替代硅，从而引发电子工业的再次革命。

2009年，诺贝尔物理学奖被授予英国华裔科学家高锟及美国科学家威拉德博伊尔和乔治史密斯。高锟在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”取得了突破性成就。博伊尔和史密斯发明了半导体成像器件——电荷耦合器件（CCD）图像传感器。

2008年，诺贝尔物理学奖被授予美国科学家南部阳一郎和两位日本科学家小林诚、利川敏英。南部阳一郎因为发现次原子物理的对称性自发破缺机制而获奖，日本科学家小林诚、利川敏英因发现对称性破缺的来源而获此殊荣。

2007年，诺贝尔物理学奖由法国科学家阿尔贝费尔和德国科学家彼得格林贝格尔分享。这两名科学家获奖的原因是先后独立发现了“巨磁电阻”效应。

2006年，美国科学家约翰马瑟和乔治斯穆特因发现了宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性而获奖。

2005年，美国科学家罗伊格劳伯、约翰霍尔和德国科学家特奥多尔亨施因为“对光学相干的量子理论的贡献”和对基于激光的精密光谱学发展作出了贡献而获奖。

2004年，诺贝尔物理学奖归属美国科学家戴维格罗斯、戴维波利策和弗兰克维尔切克。他们发现了粒子物理强相互作用理论中的渐近自由现象。

2003年，拥有俄罗斯和美国双重国籍的科学家阿列克谢阿布里科索夫、俄罗斯科学家维塔利金茨堡以及拥有英国和美国双重国籍的科学家安东尼莱格特因在超导体和超流体理论上作出了开创性贡献而获奖。

2002年，美国科学家雷蒙德戴维斯、日本科学家小柴昌俊和美国科学家里卡尔多贾科尼获得诺贝尔物理学奖。他们在天体物理学领域作出了先驱性贡献，其中包括在“探测宇宙中微子”和“发现宇宙X射线源”方面取得的成就。

2001年，美国科学家埃里克康奈尔、卡尔维曼和德国科学家沃尔夫冈克特勒分享诺贝尔物理学奖。他们根据玻色-爱因斯坦理论发现了一种新的物质状态——“碱金属原子稀薄气体的玻色-爱因斯坦凝聚”。

  

源济

刚刚，诺贝尔物理学奖揭晓！他们开启了宇宙学研究的新时代

原创： 环球科学 环球科学 2019-10-08

2019年10月8日，天文物理学家詹姆斯·皮布尔斯（James Peebles）、米歇尔·梅厄（Michel Mayor）和迪迪埃·奎洛兹（Didier Queloz）共享了今年的诺贝尔物理学奖。其中，皮伯斯获奖理由是物理宇宙学的理论研究，而后两位科学家因发现首个围绕类日恒星运行的系外行星而获奖。

詹姆斯·皮布尔斯

詹姆斯·皮布尔斯1935年4月25日出生于加拿大的温尼伯，加拿大-美国物理学家和理论宇宙学家，普林斯顿大学阿尔贝特·爱因斯坦荣誉科学教授。

皮布尔斯是研究宇宙微波背景辐射的专家。早期宇宙是极高温度和极高密度的均匀气体——当然其实宇宙早期的气体并不是完全均匀的——但是，总之，随着宇宙的膨胀，尺度因子变大，早期宇宙的温度就反比例地降低了，为什么是反比例降低呢？

因为宇宙的尺度因子和光子波长成正比，随着宇宙的膨胀，尺度因子变大。因此光子波长正比例变长。同时因为波长和频率的乘积是光速，是一个常数，所以光子的频率与宇宙的尺度因子成反比。这就是宇宙学红移将引起光子的能量变低。能量在热力学上是波尔兹曼常数和温度的乘积，能量同时与光子频率成正比，所以光子的频率应该与温度成正比。所以总的结果是，尺度因子应该与温度成反比。

一开始，宇宙中是一堆氢离子和氦离子以及电子组成等离子气体，并没有自由光子。在高中物理中，我们知道，氢原子的最低能级是-13.6电子伏特，所以，只要存在能量超过13.6ev的光子气体，氢原子里的电子就会被光子打出来，成为离子状态。这个时候的光子是不自由的，经常与电子碰撞，它们不能跑出来——这就好像一个电影明星穿过一个菜市场，大家都找她签名，明星是不自由的，根本跑不出那个菜市场。

当宇宙的温度降低到退耦温度(T=0.26eV，相当于3000K)以下时，质子与电子才会结合起来生成氢原子。当大多数自由电子被质子俘获后，光子就可以自由地在宇宙中传播，即宇宙对光子变得透明了——这发生在宇宙大爆炸的38万年以后。这就是我们能够观察到的宇宙中最早也是最古老的光，它携带了宇宙大爆炸后遗留下来的信息。由于宇宙学红移，现在观察到大爆炸后遗留下来光子频率的极大值已经移 动到了微波波段，这就是宇宙微波背景辐射被发现的历史故事。

1965年，贝尔实验室的工程师彭齐亚斯和威尔逊意外地发现了宇宙最早的光。他们在波长为7.35厘米的长波段发现了温度为3.5K的不明信号——这个温度是根据电子学里的纳奎斯特定理估计出来的。这个信号非常特别，就是无论你如何改进探测仪器，它永远如影随形，不可消除。这个信号甚至与时间无关，与空间无关。也就是说，在任何季节，这个信号存在，在天空的任何方向，这个信号也存在。

作为工程师，彭齐亚斯和威尔逊完全不懂宇宙学，他们刚开始以为，这事情真是见鬼了，他们甚至清除了微波天线上的鸽子粪，但这个神秘信号依然存在。于是他们把观测结果写了一个1000字的文章发表出去了，意思在排除了微波天线上的鸽子粪以后，这些信号依然存在，他们指出这个神秘信号是来自远处的辐射背景。但具体是什么需要得到科学家的解释。普林斯顿大学的科学家迪克和皮布尔斯也在同一期的《天体物理杂志》上详尽地讨论了彭齐亚斯和威尔逊发现的信号的宇宙学意义：这个信号可能来自宇宙大爆炸。

这项工作解释了宇宙微波背景辐射的本质，开启了一个宇宙学研究的新时代。

米歇尔·梅厄和迪迪埃·奎洛兹

1992年，亚历山大·沃尔兹森（Aleksander Wolszczan）首次发现系外行星，这颗系外行星围绕脉冲星PSR 1257运行。3年后，在日内瓦大学的梅厄和奎洛兹更进一步，他们在《自然》杂志上发表论文，宣布在利用径向速度测量(多普勒光谱)对飞马座51（51 PEGASI）进行分析的过程中，首次发现围绕主序星运行的系外行星。一周后，加利福尼亚的立克天文台证实了他们的发现。这项发现成为了天文学研究的重要转折点，促进了新的探测仪器的发展，以及促进了对行星形成和演化的理解。此后天文学家开始接受巨行星可以存在于短周期轨道的事实。这项发现使得更多的天文望远镜开始参与系外行星的搜寻。目前，人类发现的系外行星数量已经有4000多颗。

米歇尔·梅厄（Michel Mayor）生于1942年1月12日，他是日内瓦大学天文学系的天体物理学家和荣誉教授。已经于2007年正式退休，但之后仍在日内瓦天文台担任研究员。他是2010年维克托·汉巴久缅国际奖的共同获奖者，以及2015年京都奖的获得者。梅厄拥有洛桑大学的物理学硕士学位（1966）和日内瓦天文台的天文学博士学位（1971）。

迪迪埃·奎洛兹（Didier Queloz）是瑞士天文学家，1995年在瑞士日内瓦大学获得博士学位，当时他和博士导师梅厄一起发现了第一颗围绕主序星的系外行星。随后，奎洛兹教授参与了一系列精密摄谱仪的研发，大大提高了多普勒技术的精度。2013年，他成为剑桥大学教授，对宇宙中系外行星的形成、结构和宜居性进行深入的研究。2017年,奎洛兹获得沃尔夫物理学奖。