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美法量子光学研究者共获2012诺贝尔物理学奖

2012-10-10 14:48
默菲
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  法国法兰西学院和巴黎高等师范学院教授塞尔日•阿罗什(Serge Haroche)与美国科罗拉多大学波尔得分校研究员大卫•维因兰德(David Wineland)由于在量子光学上取得的成绩共同赢得了今年的诺贝尔物理学奖。

塞尔日•阿罗什(左)和大卫•维因兰德(右)

  量子光学将有助于未来开发出速度更快的计算机处理器、更好的通信设备和更加精确的时钟。

  法国科学家塞尔日•阿罗什与美国科学家大卫•维因兰德通过不同的方式独立的开发并拓展出对单个粒子进行测量和操控的方法,同时保留个体粒子的量子力学性质不变。研究方法上,大卫•维因兰德利用了光或光子来捕捉、控制以及测量带电原子或者离子。而塞尔日•阿罗什则采取了相反的方法:他通过发射原子穿过陷阱,控制并测量了捕获的光子或光粒子。

  尽管经典物理学能够描述电流或光束的行为,但是这些定律已经不再适合测量单个原子、电子或光子。在这种情况下,一套新的定律,量子力学开始“接手”。随着IT行业开始更加密集地对芯片进行封装,这一理论的重要性也日益突显。未来将用原子或电子存储每个比特,同时光纤通信系统速度也将变得更为迅速,届时每个光脉冲将由几个光子组成。

  在研究量子现象时,研究者需要面对大量挑战,包括隔离单个粒子,在不影响或破坏个体粒子的情况下对它们的量子行为进行观察和测量。阿罗什和维因兰德率先解决了这些问题,为研发新一代计算机迈出了第一步。这类计算机何时出现在市场上并不是一个问题。

  瑞典皇家科学院宣布了2012诺贝尔物理学奖后,阿罗什在接受记者电话采访时称:“我也不知道。我们正在做的是基础性研究。我们正在研究尝试理解事物在量子级别的行为方式。目前还有许多的研究,在起步阶段我们无法预测到最后的应用情况。它们就和激光以及核磁共振一样。量子系统的操控也属于相同的类型的物理学。”

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