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中微子振荡实验 125年来,物理学都取得了哪些突破性进展?(4)

2018-01-31 20:04 网络整理 教案网

1981古思提出暴涨理论

1981年,古思假设,在大爆炸发生后不到一秒的时间内,宇宙经历了以指数方式快速膨胀的过程。暴涨模型为宇宙的均匀性和平坦性提供了解释,这在之前一直是宇宙学家想要解决的难题。

1982贝尔测试验证量子力学预言

量子理论预言纠缠态中的粒子之间的关联性超出了经典例子可以达到的极限。1982年,阿兰·阿斯佩和他的合作者通过贝尔测试证实了这个预言。实验中使用了从一个原子中发射的光子对,结果是量子理论胜出。值得一提的是,阿兰·阿斯佩消除了导致之前实验失败的测量仪器之间的相互作用。

1982扫描隧道显微镜的发明

1982年,宾尼、罗雷尔和他们的合作者利用原子尺度的针尖测量材料表面微小的隧穿电流来制造扫描隧道显微镜。这种探测手段可以扫描出材料表面原子精度的图像。1986年,宾尼、魁特和盖博生产出了原子力显微镜。宾尼和罗雷尔因此获得了1986年诺贝尔奖。

1984准晶的发现

1984年,谢赫特曼和他的和他的合作者在合金中的重大发现促使物理学家重新思考晶体的概念,因为在这种合金中的原子排列呈现出五重旋转对称性,并且不具有周期性结构。在后续的论文中,莱文和斯坦哈特把这种原子排列方式称为准晶并解释了这种结构可以存在的原因。 谢赫特曼因此获得了2011年的诺贝尔化学奖。

1985朱棣文发明激光冷却技术

1985年,朱棣文和他的合作者利用相向传播激光束的辐射压,将原子限制在极度低温的状态下,这种技术可以在100毫秒内将原子温度降低至几百毫开尔文。他们冷却和俘获原子的技术提高了原子光谱学的精度,也推进了包括玻色爱因斯坦凝聚等在内的体系量子相的研究。朱棣文因此获得了1997年的诺贝尔物理学奖。

1986计算机模拟纳维叶—斯托克斯公式

1986年,弗里希、哈斯拉赫尔和波莫提出了一种模拟纳维叶—斯托克斯公式的方法,这种方法描述了液体的行为并被运用到科学技术的许多领域。他们的方法包含了被称为元胞自动机的虚拟粒子,它们在六角网格上的运动和液体粒子的运动相关。

1987高温超导体的发现

1987年,朱经武和他的合作者合成钇钡铜氧化合物,这种物质在创纪录拥有创纪录的超导转变温度93K。这么高的转变温度已经可以利用液氮达到,这使得钇钡铜氧材料可以在实际生活中得到应用。

1988巨磁阻效应的发现

1988年,费尔和克鲁伯格发现他们可以通过转动两层磁体中的一层来显著改变两层磁体之间的电阻。巨磁阻效应现在被用于制造硬盘驱动器和自旋电子学器件,这些装置可以用电子的自旋而不是电荷来传递和储存信息。费尔和克鲁伯格因此获得了2007年诺贝尔物理学奖。

1992利用光子实现宏观量子态

1992年,阿罗什和他的合作者利用光子和腔中原子相互作用实现了宏观量子叠加态,也就是我们常说的“薛定谔的猫”态。利用类似的装置,这个团队观测到量子退相干,而退相干是量子测量的核心手段。阿罗什因此获得了2012年的诺贝尔物理学奖。

1998中微子振荡的发现

1998年,日本的超级神冈实验以确凿的实验证据证明了μ子中微子可以自发地转化成τ子中微子,反之亦然,这就是中微子振荡。2001年,加拿大的萨德伯里中微子天文台探测到了太阳发出的全部三种中微子,总流量与标准太阳模型的预言符合得很好,解决了先前观测到的太阳中微子缺失问题。中微子振荡意味着中微子具有质量,这与原始的粒子物理标准模型不相吻合,对理论物理和实验物理而言都有一定的影响。神冈实验室的领导者小柴昌俊因此获得了2002年的诺贝尔物理学奖。

2002完美透镜的构想

2002年,英国科学家约翰·彭德利设想了一种完美透镜。它利用了负折射率材料,突破了经典光学的衍射极限,放大了倏逝波,使人们可以观测到物体表面的精细信息。