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1、2019年诺贝尔物理学奖解读,活捉粒子 城市与环境科学学院蒋 涛 2019013033,北京时间2019年10月9日下午5时45分，在瑞典首都斯德哥尔摩的卡罗琳斯卡医学院，2019年诺贝尔物理学奖的获奖者名单揭晓。获奖者为法国科学家沙吉哈罗彻（Serge Haroche）与美国科学家大卫温兰德（David J. Winland）。,人物简介,阿罗什年生于摩洛哥的卡萨布兰卡，现为法国籍。他年在巴黎第六大学（皮埃尔与玛丽居里大学）获得博士学位，曾任职于法国国家科研中心和法国综合理工大学，现为法兰西学院和巴黎高等师范学院教授。阿罗什的获奖，使法国获得诺贝尔奖的科学家达到了人。瓦恩兰年生于美国密尔沃基
2、，年在哈佛大学获得博士学位，现任职于美国国家标准与技术研究所和科罗拉多大学博尔德分校。,知识背景,单个粒子极难俘获：1、在基本粒子所处微观层面上，单个粒子难以与周围环境分离；2、单个粒子一旦与周围环境相互作用，随即失去量子特性；3、如果两个粒子相互作用，即使两者分离，互动作用会继续存在瑞典皇家科学院也认为，单个粒子很难从周围环境中隔离观测，一旦它们与外界发生交互，通常会失去神秘的量子性质，使得量子物理学中很多奇特现象无法被观测到。相当长一段时期内，量子物理学理论所预言的诸多神奇现象难以在实验室环境下直接“实地”观测和验证，只存在于研究人员的“思维实验”中。,获奖原因,这两位物理学家用突破性的实
3、验方法使单个粒子动态系统可被测量和操作。他们独立发明并优化了测量与操作单个粒子的实验方法，而实验中还能保持单个粒子的量子物理性质，这一物理学研究的突破在之前是不可想象的。随后，诺贝尔物理学奖评选委员们介绍了获奖者的研究成果。他们说，通过巧妙的实验方法，阿罗什和瓦恩兰的研究团队都成功地测量和控制了非常脆弱的量子态，这些新的实验方法使他们能够检测、控制和计算粒子。评委会认定，两人“开启量子物理学实验新时代的大门，显示不必损毁量子粒子个体，就可以直接观测它们”。两位获奖者的实验方法有很多相似之处，瓦恩兰困住带电原子或离子，通过光或光子来控制和测量它们；而阿罗什却让原子通过一个陷阱，从而控制和测量被困
4、光子和光的粒子。,该理论的意义,两位获奖者均在量子光学领域研究光与物质间的基本相互作用，这一领域自1980年代中期以来获得了相当多的成就。他们的突破性的方法，使得这一领域的研究朝着基于量子物理学而建造一种新型超快计算机迈出了第一步。就如传统计算机在上世纪的影响那样，或许量子计算机将在本世纪以同样根本性的方式改变我们的日常生活。极端精准的时钟在他们研究的推动下应运而生，有望成为未来新型时间标准的基础，而其精准度超越现代铯时钟百倍以上。,对我国的影响,中国更需原创！“目前，国家自然科学基金委和科技部都有相关项目支持这方面的理论和实验研究。”张天才告诉记者。近年来，我国科学家在整个量子信息领域的研究都取得了长足进步。今年6月，潘建伟团队在国际上首次成功实现百公里量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发，为发射全球首颗“量子通讯卫星”奠定了技术基础。不过，在探讨到两位获奖科学家的成就时，中科院院士孙昌璞对中国科学报记者直言：“在量子研究领域，目前中国的实验水平已经很高了，但相比两位获奖者的成果，因为中国用的都是商业化设备，所以在实验方法和技术上，很难有真正原创性的创新。”,参考文献,诺贝尔物理学奖官方网站诺贝尔科普网法美科学家分享2019年诺贝尔物理学奖新华网百度百科2019 诺贝尔物理学奖“活捉粒子跑赢上帝粒子”今晚网,谢谢！,
