10月9日消息,據諾貝爾獎委員會官方網站報道,2012年度諾貝爾物理學獎已經於北京時間10月9日17:45公佈,由於“使用突破性的方法實現單個量子系統的測量和操控”,今年的物理學獎項授予法國量子物理學傢塞吉·哈羅什(Serge Haroche)和美國物理學傢大衛·維恩蘭德(David Wineland)。
科學背景
粒子操控與量子世界
塞吉·哈羅什和大衛·維恩蘭德各自獨立地創立並發展瞭在不影響粒子量子力學特征的情況下對於單個粒子的測量與操控方法,這種方式在此之前曾經被人們認為是不可能做到的。
這兩位科學傢開啟瞭量子物理學實驗領域的嶄新大門,因為他們向我們展示瞭對於單個量子粒子進行直接測量而不破壞其量子狀態是可能做到的。對於單個的光火物質粒子而言,經典物理學已經不適用,量子力學取而代之。但是單個粒子很難從其周圍的環境中被分離出來,並且一旦它和周圍環境發生相互作用便會立即喪失其神秘的量子特性。這樣一來很多在量子力學中預言的怪異現象就將不再能被直接觀察到,因此科學傢們隻能借助那些可能會影響其量子特性的實驗方法來進行觀察研究。
量子物理學傢塞吉·哈羅什和大衛·維恩蘭德各自帶領著自己的研究小組發展出一種方法,可以用於測量並操控非常脆弱的量子態,而這在之前是被認為是不可能進行直接觀察的。有瞭他們開發的新方法,物理學傢們得以研究,操控粒子或對粒子進行計數。
具體而言,他們兩人所采用的方法具有很多共通之處。大衛·維恩蘭德捕獲帶電的原子,即離子,隨後使用光,即光子對其進行操控和測量。而塞吉·哈羅什采用瞭相反的手段:他將光子捕獲並使用原子對其進行操控和測量。
這兩位科學傢工作的領域都屬於量子光學,研究光與物質之間發生的最基本反應過程,這一領域在上世紀80年代中期以後經歷瞭長足發展。這兩位科學傢的開創性工作讓研究者們向著研制具有驚人運算速度的量子計算機邁出瞭堅實的第一步。或許就在這個世紀,量子計算機敬愛那個徹底改變我們的日常生活,正如傳統計算機在上個世紀徹底顛覆我們的生活方式一樣。他們的工作還將幫助研制超高精度鐘表,它將奠定未來精確計時的基礎,其精確度將比今天所使用的銫原子鐘高出數百倍。
Orignal From: 美法兩國物理學傢獲得2012年諾貝爾物理學獎