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Telegram频道爬虫:重磅!诺贝尔物理学奖揭晓:他们共同获奖!华人拿得最多的也是这个奖项…

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重磅!诺贝尔物理学奖揭晓:他们共同获奖!华人拿得最多的也是这个奖项…

每日经济新闻 2022-10-04 21:23:09

每经编辑 段炼 易启江    

据诺贝尔奖官网消息,北京时间10月4日下午,

 

图片来源:视觉中国 VCG111403957345

获奖者开创了量子信息这一学科 奖金约650万元

据澎湃新闻,北京时间10月4日下午,在瑞典首都斯德哥尔摩,瑞典皇家科学院宣布,将2022年诺贝尔物理学奖授予法国物理学家阿兰·阿斯佩(Alain Aspect)、美国理论和实验物理学家约翰·弗朗西斯·克劳泽(John F. Clauser) 和奥地利物理学家安东·塞林格(Anton Zeilinger),以表彰他们在量子信息科学研究方面作出的贡献。

 

图片来源:诺贝尔奖官网

他们通过光子纠缠实验,确定贝尔不等式在量子世界中不成立, 并开创了量子信息这一学科

获奖者将获得一份证书、金质奖章和奖金。 2022年诺贝尔奖各个奖项的奖金是1000万瑞典克朗,按当前汇率,约合650万元人民币

据科技日报,今天获得诺贝尔物理学奖的三位科学家——法国科学家阿兰·阿斯佩、美国科学家约翰·克劳泽、奥地利科学家安东·塞林格,他们通过开创性的实验展示了处于纠缠状态的粒子的潜力,这三位获奖者对实验工具的开发,也为量子技术的新时代奠定了基础

在所谓的“纠缠对”中,一个粒子发生的事情,会决定另一个粒子发生的事情(不管相距多远)。这意味着什么?

 

纠缠示意图 图片来源:科技日报

量子力学的基础不仅仅是一个理论或哲学问题。其与全世界正密集研发的、以利用单个粒子系统的特殊属性来构建的量子计算机、改进测量、量子网络以及量子加密通信,都能息息相关。

以上应用,均需依赖于量子力学如何允许两个或多个粒子以共享状态存在,甚至无论它们相隔千山万水,均能保持这一状态。 这被称为纠缠

自从该理论提出以来,它一直是量子力学中争论最多的元素之一。

 

图片来源:科技日报

两对纠缠粒子从不同的来源发射。每对粒子中的一个粒子以一种特殊的方式相互纠缠而聚集在一起。然后,其他两个粒子(图中的1和4)也被纠缠在一起。通过这种方式,两个从未接触过的粒子可以纠缠在一起。

阿尔伯特·爱因斯坦说这是“幽灵般的超距作用”,而埃尔温·薛定谔说这是量子力学最重要的特征。

今年的获奖者们,探索了这些纠缠的量子态,他们的实验为基于量子信息的新技术扫清了障碍,为目前正在进行的量子技术革命奠定了基础。

长期以来存在的一个问题是,相关性究竟是不是因为纠缠对中的粒子包含隐藏变量。1960年代,约翰·斯图尔特·贝尔提出了以他的名字命名的数学不等式。这说明如果存在隐藏变量,则大量测量结果之间的相关性,永远不会超过某个值。然而,量子力学预测某种类型的实验将违反贝尔不等式,从而导致比其他方式产生了更强的相关性。

 

图片来源:科技日报

量子力学的纠缠对可与反方向抛出相反颜色球的机器相提并论。当鲍勃接住一个球,看到它是黑色的时,他立即知道爱丽丝抓住了一个白色的。在使用隐藏变量的理论中,球总是包含有关显示什么颜色的隐藏信息。然而,量子力学却说,这些球是灰色的,直到有人看着它们时,一个随机变成白色而另一个变成黑色。贝尔不等式关系表明,有实验可以区分这些情况。这样的实验证明了量子力学的描述是正确的。

约翰·克劳泽发展了贝尔的想法,并通过一个实际的实验进行测量,测量结果通过明显违反贝尔不等式来支持量子力学 。这意味着,量子力学不能被使用隐藏变量的理论所取代。

 

约翰·克劳泽研究示意图 图片来源:科技日报

在约翰·克劳泽的实验之后,一些漏洞仍然存在。 阿兰·阿斯佩开发了一种新设置,并以一种弥补重要漏洞的方式使用它 。他能够在纠缠对离开其源后切换测量设置,因此在它们发射时既有设置就不会影响结果。

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阿兰·阿斯佩研究示意图 图片来源:科技日报

使用改良工具和一系列长期实验, 安东·塞林格的团队利用纠缠量子态证明了一种称为量子隐形传态的现象 ,它可以将量子态从一个粒子移动到远距离的另一个粒子。

 

安东·塞林格研究示意图 图片来源:科技日报

量子力学现已开始得到应用,并产生了很广阔的研究领域,其包括量子计算机、量子网络和更为安全的量子加密通信。

从实践的角度来说,量子纠缠所代表的,其实是一个巨大资源。科学家们对量子纠缠漏洞的不满,正源于每一阶段可应用范围的不够。

诺贝尔物理学委员会主席安德斯·伊尔贝克这样总结道:“越来越清楚的是,一种新型的量子技术正在出现。我们可以看到,获奖者在纠缠态方面的工作非常重要,甚至超出了关于量子力学解释的基本问题。”

过去几年获奖名单

2021年

 

因对我们理解复杂物理系统做出了开创性贡献,日裔美籍科学家真锅淑郎(Syukuro Manabe)和德国科学家克劳斯·哈塞尔曼Klaus Hasselmann),与意大利科学家乔治·帕里西( Giorgio Parisi),分享了2021年诺贝尔物理学奖。

2020年

 

英国科学家罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)因证明黑洞是爱因斯坦广义相对论的直接结果,德国科学家赖因哈德·根策尔(Reinhard Genzel)和美国科学家安德烈娅·盖兹(Andrea Ghez)因在银河系中央发现超大质量天体,他们分享了2020年诺贝尔物理学奖。

2019年

 

因在我们理解宇宙演化和地球在宇宙中位置的贡献,美国科学家詹姆斯·皮布尔斯,和来自瑞士的科学家米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹,被授予2019年诺贝尔物理学奖。

2018年

 

因在激光物理学领域的突破性发明,发明光镊的美国贝尔实验室科学家阿瑟·阿什金(Arthur Ashkin),与发明啁啾脉冲放大技术(CPA)的法国巴黎综合理工学院科学家热拉尔·穆鲁(Gérard Mourou)和加拿大滑铁卢大学科学家唐娜·斯特里克兰(Donna Strickland),被授予2018年诺贝尔物理学奖。

2017年

 

因对LIGO探测器(激光干涉引力波天文台)和引力波探测的决定性贡献,美国科学家雷纳·韦斯、巴里·巴里什和基普·索恩被授予2017年诺贝尔物理学奖。

2016年

 

因在拓扑相变和物质拓扑相方面的理论发现,均出生在英国、任职于美国三所不同大学的科学家大卫·索利斯、邓肯·霍尔丹、迈克尔·科斯特利茨被授予2016年诺贝尔物理学奖。

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”。

百余年中, 物理学奖也是华人拿奖最多的奖项,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。

据海报新闻报道,截至目前,诺贝尔物理学奖已颁发过115次,其中47次授予单一获奖者,32次由两位获奖者分享,36次由三位获奖者分享

从1901年到2021年,诺贝尔物理学奖共次授予219位诺贝尔奖获得者。约翰·巴丁是唯一曾在1956年和1972 年两次获得诺贝尔物理学奖的获奖者。这意味着共有218人曾获得诺贝尔物理学奖

在第一次世界大战(1914-1918)和第二次世界大战(1939-1945)期间,在1916年、1931年、1934年、1940年、1941年、1942年等六年里,没有颁发诺贝尔物理学奖。

据了解,诺贝尔物理学奖主要集中四个领域:粒子物理、天体物理、凝聚态物理、原子分子及光物理。

从2015年到2020年的6年中,天体物理领域的研究成果已经4次获得诺贝尔物理学奖:除了2019年的宇宙学理论和系外行星外,还有2015年的中微子振荡(属于天体物理或粒子物理)以及2017年引力波的发现;而2020年的发现黑洞,也属于天体物理领域。

编辑|段炼 易启江

校对|陈柯名

每日经济新闻综合自央视新闻、科技日报、海报新闻、澎湃新闻、诺贝尔奖官网、公开资料等

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