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北京時間10月3日17點45分，萬眾矚目的2017年諾貝爾物理學獎揭曉。本次的獲獎者為 雷納·韋斯 (Rainer Weiss)，巴里·巴里什（Barry Clark Barish），基普·索恩(Kip S Thorne)，以表彰他們對LIGO探測裝置的決定性貢獻以及探測到引力波的存在。 2016 年 2 月 11日，在愛因斯坦預測引力波存在的100 年之后，LIGO宣布人類首次探測到了引力波。13億年前，兩個黑洞并合，其攪動時空產(chǎn)生的引力波信號開始了漫漫的星際旅途；2015年9月14日，剛剛升級完畢的LIGO捕捉到了這個信號，并將之命名為GW150914。目前，人類已經(jīng)分別在2015年9月、2015年12月、2017年1月和2017年8月完成了四次引力波的觀測，在最近一次引力波的觀測中，由位于美國和意大利的三處天文臺同時觀測到這種黑洞融合現(xiàn)象 引力波動畫示意 圖片來源：NASA 1915年，愛因斯坦創(chuàng)立了廣義相對論，并在次年首次預言了引力輻射——引力波的存在。當有質(zhì)量的物體的空間分布發(fā)生一些特定變化時，就會引起時空的波動，向外界輻射能量，這就是引力波。他指出，與電磁輻射的最主要貢獻來源于電偶極矩不同，引力波輻射的最主要貢獻來源于質(zhì)量的四極矩。一般來說，由于四極矩形變要比偶極矩小很多，再加上引力的耦合常數(shù)——萬有引力常數(shù)G 的數(shù)值非常小，所以引力波的觀測非常困難。因此直到一個世紀之后的2015年9月14日，引力波才第一次被LIGO合作組所觀測到。 LIGO裝置實拍圖 圖片來源：LIGO LIGO的全稱是激光干涉儀引力波天文臺，是加州理工學院主導，與麻省理工大學合作的引力波觀測試驗組。它的本質(zhì)其實就是我們高中物理中曾學過的邁克爾遜干涉儀。當引力波經(jīng)過時，干涉儀的雙臂長度會有微小的改變，導致產(chǎn)生光程差，科學家們再通過精密測量技術(shù)，在各種噪聲中將微弱的信號捕捉出來。由于探測到的引力波信號可能與傳播的方向有關，LIGO建造了兩個位于不同位置的觀測站。 LIGO的三位聯(lián)合創(chuàng)始人 圖片來源網(wǎng)絡 LIGO的三位聯(lián)合創(chuàng)始人，雷納·維斯（RainerWeiss）、吉普·索恩（Kip Thorne）和羅納德·德雷弗（RonaldDrever）在LIGO的設計和運作中居功至偉，這也一度使他們成為了獲諾貝爾獎呼聲最高的人選。不幸的是德雷弗于今年3月7日因病逝世。 eLISA裝置構(gòu)想圖 圖片來源：NASA LIGO的成功探測極大地激發(fā)了各國對引力波探測項目的興趣。除LIGO外，現(xiàn)有的引力波研究裝置還有位于德國的GEO600，位于意大利的Virgo和日本的KAGRA。我國的“太極計劃”和“天琴計劃”和“阿里實驗計劃”也正在開展。LIGO在設計時是專門針對探測雙中子星或雙黑洞系統(tǒng)產(chǎn)生的引力波的頻率而設計的，而空間探測裝置（如計劃中的eLISA）相比LIGO這樣的地面裝置探測而言，可以設計更遠的干涉臂長，所以能夠探測更低頻段的信號，而更多的天體活動產(chǎn)生的引力波都屬于這一頻段。所以，空間探測計劃會預期比地面裝置探測到更多的事例。引力波的信號記錄著宇宙中遙遠天體活動的信息，是我們認知這些神秘天體的有力途徑，引力波的成功探測標志著一個引力波天文學的新時代正在開啟。 2016年諾貝爾物理學獎被授予David J. Thouless、F. Duncan M. Haldane和J.Michael Kosterlitz以獎勵他們在拓撲相和拓撲相變方面的杰出貢獻。了解詳情請點擊這里。 2015年諾貝爾物理學獎被授予日本科學家梶田隆章和Arthur B. McDonald以表彰他們分別發(fā)現(xiàn)了大氣中微子和太陽中微子的振蕩，證明了中微子有質(zhì)量。 2014年諾貝爾物理學獎被授予日本科學家赤崎勇、日裔美國科學家中村修二（60歲）及日本科學家天野浩。他們開發(fā)了藍色發(fā)光二極管（LED），使節(jié)電的高亮度照明器材成為可能，極大改變了人們的生活，并因此受到高度評價。 2013年諾貝爾物理學獎被授予比利時理論物理學者Fran?ois Englert和英國理論物理學家Peter W. Higgs，兩人因預測被稱為“上帝粒子”的希格斯玻色子的存在而獲獎。 2012年諾貝爾物理學獎被授予法國科學家Serge Haroche與美國科學家David J. Wineland，兩位物理學家分別因為在量子光學領域束縛并用原子操控光子的量子態(tài)和束縛并用光子操控帶電離子的量子態(tài)而獲獎。 2011年諾貝爾物理學獎被授予Saul Perlmutter, 以及Brian P. Schmidt 和Adam G. Riess一組合作者，表彰他們通過觀察遠處超新星發(fā)現(xiàn)宇宙的加速膨脹。 2010年諾貝爾物理學獎被授予英國曼徹斯特大學科學家Andre Geim和Konstantin Novoselov，以表彰他們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種，被普遍認為會最終替代硅，從而引發(fā)電子工業(yè)的再次革命。 2009年諾貝爾物理學獎被授予英國華裔科學家高錕及美國科學家Willard S. Boyle和George E. Smith。高錕在“有關光在纖維中的傳輸以用于光學通信方面”取得了突破性成就。后兩者發(fā)明了半導體成像器件——電荷耦合器件（CCD）圖像傳感器。 2008年諾貝爾物理學獎被授予美國科學家Yoichiro Nambu和兩位日本科學家小林誠、利川敏英。Yoichiro Nambu因為發(fā)現(xiàn)粒子物理中的對稱性自發(fā)破缺機制而獲獎，日本科學家小林誠、利川敏英因發(fā)現(xiàn)對稱性破缺的來源而獲此殊榮。 2007年諾貝爾物理學獎被授予法國科學家Albert Fert和德國科學家Peter Grünberg，表彰他們先后獨立發(fā)現(xiàn)了“巨磁電阻”效應。
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