2012诺贝尔物理学奖为何垂青他们

2012-10-15 14:55

　　10月9日， 2012年诺贝尔物理学奖揭晓了获奖名单，法国的沙吉·哈罗什（1944年9月11日出生于摩洛哥，现为法兰西学院教授兼量子物理学会主席）和美国的大卫·维因兰德（1944年出生于密尔沃基，现供职于美国国家标准与技术研究院）两位科学家共同获得此项殊荣。诺奖评委之所以垂青他们，是因为他们提出了突破性的实验性方法，使捕获整个量子体系成为可能。

　　这两位科学家研究的对象是“量子粒子”，这是个什么玩意儿？中国科学院院士、理论物理研究所研究员孙昌璞告诉记者，在量子世界中，有两种基本粒子——光子和原子，光子形成光或电磁波，原子构成物质。在宏观的现实世界中，我们看到的东西都是连续的，而进入微观的量子世界中，我们看到的却是另外一番景象。

　　举个例子，一束光看上去好像是连续的，其实它是由一个个光子组成的。这些光子飘忽不定，且呈现出许多让人无法理解、不可思议的神奇特性。比如，一个人不可能同时出现在两个地方，而光子就能做到这点；人也不可以穿墙而过，而量子世界中的粒子就可以做到。

　　在科幻电影中，我们常常能看到这样的桥段：外星人在一个地方神秘消失，然后又在另外一个地方瞬间出现；或者机密文件放入某个特殊装置后突然消失，并瞬间出现在另一个特定装置中。目前，中国的量子研究人员取得突破，在没有光纤电缆或其他中介的情况下，成功用少量光子，将一个质子发送出去，使其穿越一个湖泊，到达近百公里之外的地方。这可能使“超时空穿越”的神奇场景变为现实。

　　不过，要想深入了解粒子的这些神奇特性，首先就要捕获单个粒子。以往科学家一直认为，单个粒子很难从周围环境中隔离观测，一旦它们与外界发生交互，通常会失去神秘的量子性质。“而两位科学家，正是在这个方面有了重大突破。” 孙昌璞说，他们各自设计的观测方法，在让粒子保留神奇特性的情况下，不仅能对其进行观察，而且还能操控它。

　　孙昌璞说，两位科学家的研究，看似离我们普通大众很遥远，但其实目前已应用到全球定位系统(GPS)等科技上；研究还对我们未来研制超高精度的钟表作出了很大的贡献，这也许能用于未来的星际旅行。

　　此外，两位科学家的研究还打开了量子计算机之门。与传统电脑相比，量子计算机的速度是令人咋舌的，传统电脑用100万年才能解决的事，量子计算机几分钟就能搞定。“传统电脑改变了我们的生活，量子计算机一旦研制成功，我们的生活将再次发生改变。” 孙昌璞说。