据新华社报道 , 其中 , 雷纳·韦斯被称为LIGO的“发明者” , 基普·索恩被称为代言人 , 而巴里·巴里什是LIGO的大主管 。
根据爱因斯坦的相对论 , 时空是可以弯曲的 , 有质量的物体在其中运动 , 就会产生引力波 。 这就好比石头丢进水里会产生水波 , 引力波因此常被称作“时空的涟漪” 。 但普通物体产生的这种引力波极为微弱 。 事实上 , LIGO项目所观测到的两个黑洞合并产生的引力波 , 在仪器中只引起了比原子核还要小得多的变化 。
中国科学院物理研究所研究员曹则贤曾表示 , 引力波是法国科学家、科学多面手庞加莱于1905年率先提出的概念 。 与加速电荷会发射电磁波作类比 , 则有理由认为加速运动的质量也应该产生引力波 。 1918年 , 爱因斯坦在一篇名为“论引力波(über Gravitationswellen) ”的文章中深入探讨了引力波问题 , 给出了引力波方程 。
2016年诺贝尔物理学奖:发现新的物质形态
据中国科学报报道 , 2016年诺贝尔物理学奖被授予科学家大卫·索利斯、邓肯·霍尔丹、迈克尔·科斯特利茨 , 获奖理由是“理论发现拓扑相变和拓扑相物质” 。 拓扑描述的是当一个物体在未被撕裂的条件下 , 被拉伸、扭曲或变形时保持不变的特性 。 拓扑学的目标是通过一些基本特征如坑洞的数量 , 来描述形状和结构 。 因此 , 从拓扑方面来说 , 一只马克杯和一个硬面包圈是一样的 , 因为它们都只有一个开口 , 而蝴蝶脆饼则不同 , 因为它有两个开口 。
中科院物理所所长王玉鹏接受《中国科学报》记者采访时说 , “三个人最主要的贡献就是把拓扑的概念用到了物理学上 。 ”“他们发现了新的物质形态——拓扑物质态 。 普通人能看到气态、液态、固态这常见的三种物态 , 更深刻的层次有很多物质态的分类 。 ”“比如说电子 , 导电的时候是流动的 , 从物理上就可以认为是液态的 。 ”
据新华社报道 , 拓扑学原本是现代数学的一个重要分支 , 研究物体在连续变形下不变的性质 , 但后来逐渐渗透到整个量子物理学领域 , 成为研究分析物质世界连续性和连通性的重要数学方法 。
早在20世纪70年代初 , 戴维·索利斯和迈克尔·科斯特利茨就发现当时有关薄层超导理论存在错误 , 他们借用拓扑学的概念圆满地解释了薄层物质在低温条件下的超导现象以及发生机理和相变理论 。 相变指的就是物质从一种相转变为另一种相的过程 , 而物质分固相、液相、气相这三种 。
邓肯·霍尔丹则在1988年运用拓扑概念阐述了“拓扑量子流体”在缺乏磁场条件下存在于薄层半导体内的现象 , 其理论为凝聚态物理的发展作出了一系列重要贡献 。
附此前十年诺贝尔物理学奖获得者名单及其贡献:
2021年诺贝尔物理学奖
“对我们理解复杂系统的开创性贡献”
真锅淑郎(Syukuro Manabe)和德国科学家克劳斯·哈塞尔曼(Klaus Hasselmann)“用于地球气候的物理建模、量化变异性和可靠地预测全球变暖”
乔治·帕里西( Giorgio Parisi)“发现了从原子到行星尺度的物理系统中无序和波动的相互作用”
2020年诺贝尔物理学奖
罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)“发现黑洞的形成是对广义相对论的有力预测”
赖因哈德·根策尔(Reinhard Genzel)和美国科学家安德烈娅·盖兹(Andrea Ghez )“在银河系中心发现了一个超大质量致密天体”
2019年诺贝尔物理学奖
“对我们理解宇宙演化和地球在宇宙中位置的贡献”
詹姆斯·皮布尔斯“物理宇宙学的理论发现”
米歇尔·马约尔(Michel Mayor)和迪迪埃·奎洛兹因(Didier Queloz )“发现了围绕太阳型恒星运行的系外行星”
2018年诺贝尔物理学奖
“激光物理学领域的突破性发明”
阿瑟·阿什金(Arthur Ashkin)“用于光镊及其在生物系统中的应用”
热拉尔·穆鲁(Gérard Mourou)和唐娜·斯特里克兰(Donna Strickland)“产生高强度、超短光脉冲的方法”
2017年诺贝尔物理学奖
雷纳·韦斯(Rainer Weiss)、巴里·巴里什(Barry C. Barish)和基普·索恩(Kip S. Thorne )“对 LIGO 探测器和引力波观测的决定性贡献”
2016年诺贝尔物理学奖
戴维·索利斯(David J. Thouless)、邓肯·霍尔丹(F. Duncan M. Haldane)和迈克尔·科斯特利茨(J. Michael Kosterlitz)“理论发现拓扑相变和拓扑相物质”
2015年诺贝尔物理学奖
梶田隆章(Takaaki Kajita)和阿瑟·麦克唐纳(Arthur B. McDonald)“发现中微子振荡 , 表明中微子有质量”
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