10 лауреатов нобелевской премии по физике. Лауреаты нобелевской премии по физике. Лев Ландау – создатель теории сверхтекучести гелия
Нобелевской премии по физике за 2017 год удостоятся американцы Барри Бэриш, Райнер Вайсс и Кип Торн «за решающий вклад в детектор LIGO и наблюдение гравитационных волн», сообщается на сайте премии.
Возмущения пространства-времени от слияния пары черных дыр впервые 14 сентября 2015 года коллаборация LIGO (Laser Interferometric Gravitational Observatory), писала об открытии.
К настоящему времени зарегистрировано четыре сигнала от слияния черных дыр, последнее открытие LIGO совместно с обсерваторией Virgo. Существование гравитационных волн является одним из предсказаний общей теории относительности. Их открытие подтверждает не только последнюю, но и считается одним из доказательств существования черных дыр.
В середине 1970-х годов Вайсс (Массачусетский технологический институт) провел анализ возможных источников фонового шума, которые бы исказили результаты измерений, а также предложил необходимую для этого конструкцию лазерного интерферометра. Вайсс и Торн (Калифорнийский технологический институт) являются главными организаторами создания LIGO, Бэриш (Калифорнийский технологический институт) был главным исследователем LIGO с 1994 по 2005 годы, в период строительства и первоначальной эксплуатации обсерватории.
По традиции, в Стокгольме (Швеция) 10 декабря 2017 года, в день смерти , состоится официальная церемония вручения премии. Награду лауреатам передаст король Швеции Карл XVI Густав.
Сумма денежного вознаграждения в 2017 году 9 миллионов шведских крон (1,12 миллиона долларов) на всех лауреатов премии по физике. Вайсс получит половину премии, другую часть разделят поровну между собой Бэриш и Торн. Увеличение размера награды, которая обычно составляет около одного миллиона долларов (например, 8 миллионов шведских крон, или около 953 тысяч долларов, в 2016 году), произошло в результате укрепления финансовой устойчивости фонда.
Материалы по теме
Нобелевскую премию по физике присуждает Шведская королевская . Она же выбирает лауреатов из кандидатов, предлагаемых специализированными комитетами.
Накануне, 2 октября, нобелевскими лауреатами по медицине и физиологии за 2017 год были Джеффри Холл, Майкл Розбаш и Майкл Янг «за их открытия молекулярных механизмов, управляющих циркадным ритмом».
В 2016 году награду по физике , и «за теоретические открытия топологических фазовых переходов и топологических фаз материи».
Последним российским ученым, которому вручили Нобелевскую премию, можно считать физика-теоретика из Физического института Российской академии наук (ФИАНа), который удостоился ее в 2003 году за построение феноменологической теории сверхпроводимости. Вместе с ним награду получил советско-американский ученый ( полгода назад) и британско-американский физик Энтони Леггетт (Anthony Leggett) за изучение сверхтекучих жидкостей.
В 2010 году выпускники Московского физико-технического института и бывшие сотрудники РАН и лауреатами Нобелевской премии по физике за исследования графена - двумерной модификации углерода. На момент получения премии они работали в Манчестерском университете (Великобритания).
Открытие, получившее Нобелевскую премию, можно использовать в лечении рака Лауреат этого года открыл и описал механизм аутофагии - фундаментального процесса удаления и утилизации компонентов клеток. Нарушения в процессе аутофагии или очищения клеток от «мусора» может привести к развитию таких заболеваний, как рак и неврологические заболевания.Британский физик Девид Джеймс Тоулесс (David James Thouless) родился в 1934 году в городе Берсден, Шотландия (Великобритания).
В 1955 году получил степень бакалавра в Кембриджском университете (Великобритания). В 1958 году получил степень доктора философии в Корнельском университете (США).
После защиты докторской диссертации работал в университетах в Беркли и в Бирмингеме.
С 1965 года по 1978 год - профессор математической физики в университете Бирмингема, где сотрудничал с физиком Майклом Костерлитцем .
Тоулесс и Костерлитц в начале 1970-х годов перевернули существующие теории, предполагавшие, что явление сверхпроводимости и сверхтекучести не могут наблюдаться в тонких слоях. Они продемонстрировали, что сверхпроводимость может наблюдаться при низких температурах и объяснили фазовые переходы, которые заставляют сверхпроводимость исчезать при более высоких температурах.
С 1980 года Тоулесс был профессором физики в Университете штата Вашингтон в Сиэтле (США). В настоящее время - почетный профессор в Университете штата Вашингтон .
Доктор Тоулесс является действительным членом Королевского общества, членом Американского физического общества, действительным членом Американской академии искусств и наук, а также членом американской Национальной академии наук.
Обладатель медали Максвелла (Maxwell Medal) и медали Поля Дирака (Paul Dirac Medal), присуждаемых Британским институтом физики; медали Хольвека (Holweck Medal) от Французского физического общества и Института физики. Лауреат премии имени Фрица Лондона (Fritz London Award), которая вручается ученым, внесшим выдающийся вклад в области физики низких температур; премии Ларса Онзагера (Lars Onsager Prize) от Американского физического общества и премии Вольфа (Wolf Prize).
4 октября 2016 года Девиду Тоулессу была за открытие топологических переходов и топологических фаз материи.
Костерлитц Майкл
Британский физик Джон Майкл Костерлитц (John Michael Kosterlitz) родился в 1942 году в Абердине , Шотландия (Великобритания).
В 1965 году получил степень бакалавра, в 1966 году — степень магистра в Кембриджском университете (Великобритания), в 1969 году - докторскую степень в области физики высоких энергий в Оксфордском университете (Великобритания).
Майкл Костерлитц награжден медалью Максвелла (Maxwell Medal) британского Института физики (1981), является лауреатом премии Ларса Онзагера (Lars Onsager Prize) Американского физического общества (2000).
Халдейн Данкан
Британский физик Данкан Халдейн (Duncan Haldane) родился 14 сентября 1951 года в Лондоне (Великобритания).
В 1973 году получил степень бакалавра, в 1978 года - доктора физических наук в Кембриджском университете (Великобритания).
В 1977-1981 годах работал в Международном институте Лауэ-Ланжевена в Гренобле, Франция.
В 1981-1985 годах - доцент физики Университета Южной Калифорнии, США.
В 1985-1987 годах работал во франко-американском исследовательском центре Bell Laboratories.
В 1987-1990 годах - профессор кафедры физики имени Юджина Хиггинса в Университете Калифорнии в Сан-Диего, США.
С 1990 года — профессор кафедры физики имени Юджина Хиггинса в Принстонском университете США.
Занимался разработкой нового геометрического описания дробного квантового эффекта Холла. В сферу исследований Халдейна входил эффект квантовой запутанности , топологические изоляторы.
С 1986 года - член Американского физического общества.
С 1992 года - член Американской академии искусств и наук (Бостон).
С 1996 года - член Королевского общества Лондона.
С 2001 года - член Американской ассоциации содействия и развития науки.
В 1993 году Данкан стал лауреатом премии Оливера Бакли (Oliver E. Buckley Condensed Matter Physics Prize) Американского физического общества. В 2012 году был удостоен медали Дирака (Dirac Medal) Международного центра теоретической физики имени Абдуса Салама.
В 2016 году Данкану Халдейну (совместно с Девидом Тоулессом и Майклом Костерлитцем) была по физике за открытие топологических переходов и топологических фаз материи. Как отмечается в пресс-релизе Нобелевского комитета, нынешние лауреаты "открыли двери в неизвестный мир", в котором материя может находиться в необычном состоянии. Речь, прежде всего, идет о сверхпроводниках и тонких магнитных пленках.
, Нобелевская премия мира и Нобелевская премия по физиологии и медицине . Первая Нобелевская премия по физике была присуждена немецкому физику Вильгельму Конраду Рентгену «в знак признания необычайно важных заслуг перед наукой, выразившихся в открытии замечательных лучей , названных впоследствии в его честь». Эта награда находится в ведении Нобелевского фонда и по праву считается самой престижной наградой, которую может получить физик. Она вручается в Стокгольме на ежегодной церемонии 10 декабря, в годовщину смерти Нобеля.
Назначение и выбор
На Нобелевскую премию по физике можно выбрать не более трех лауреатов. По сравнению с некоторыми другими Нобелевскими премиями, выдвижение и отбор на премию по физике - процесс длинный и строгий. Именно поэтому премия становилась всё авторитетнее на протяжении многих лет и в итоге стала важнейшей премией по физике в мире.
Нобелевские лауреаты выбираются Нобелевским комитетом по физике , который состоит из пяти членов, избираемых Шведской королевской академией наук . На первом этапе несколько тысяч людей предлагают кандидатов. Эти имена изучаются и обсуждаются экспертами до окончательного выбора.
Формы направляются приблизительно трём тысячам человек с предложением представить свои кандидатуры. Имена номинаторов не объявляются публично в течение пятидесяти лет, и также не сообщаются номинантам. Списки номинантов и представивших их номинаторов хранятся в запечатанном виде в течение пятидесяти лет. Впрочем, на практике некоторые кандидаты становятся известными ранее.
Заявки проверяются комиссией, и список, содержащий около двухсот предварительных кандидатов, направляется к выбранным экспертами в этих областях. Они урезают список до примерно пятнадцати имен. Комитет представляет доклад с рекомендациями соответствующим учреждениям. В то время как посмертная номинация не допускается, награду можно получить, если человек умер в течение нескольких месяцев между решением комитета премии (обычно в октябре) и церемонией в декабре. До 1974 года посмертные награды были разрешены, если получатель умер после того, как они были назначены.
Правила Нобелевской премии по физике требуют, чтобы значение достижения было «проверено временем». На практике это означает, что разрыв между открытием и премией, как правило, порядка 20 лет, а может быть гораздо больше. Например, половина Нобелевской премии по физике в 1983 году была присуждена С. Чандрасекару за его работу по строению и эволюции звезд, что была сделана в 1930 году. Недостаток этого подхода в том, что не все ученые живут достаточно долго, чтобы их работы были признаны. За некоторые важные научные открытия эта премия никогда не присуждалась, так как первооткрыватели умерли к тому времени, когда влияние их работ оценили .
Награды
Лауреат Нобелевской премии по физике получает золотую медаль, диплом с формулировкой награждения и денежную сумму. Денежная сумма зависит от доходов Нобелевского фонда в текущем году. Если премия присуждается более чем одному лауреату, деньги делятся поровну между ними; в случае трёх лауреатов деньги также могут разделить на половину и две четверти.
Медали
Медали Нобелевской премии, отчеканенные Myntverket в Швеции и Монетным двором Норвегии с 1902 года, являются зарегистрированными торговыми марками Нобелевского фонда. Каждая медаль имеет изображение левого профиля Альфреда Нобеля на лицевой стороне. Медаль Нобелевской премии по физике, химии, физиологии или медицины, литературе имеют одинаковую лицевую сторону, показывающую изображение Альфреда Нобеля и годы его рождения и смерти (1833-1896). Портрет Нобеля также появляется на лицевой стороне медали Нобелевской премии мира и медали премии в области экономики, но с несколько иным дизайном. Изображение на оборотной стороне медали варьируется в зависимости от учреждения, присуждающего награду. На оборотной стороне медали Нобелевской премии по химии и физике один и тот же дизайн.
Дипломы
Нобелевские лауреаты получают диплом из рук короля Швеции. Каждый диплом имеет уникальный дизайн, разработанный награждающим учреждением для лауреата. Диплом содержит изображение и текст, в котором содержится имя лауреата и, как правило, цитата о том, почему они получили премию.
Премиальные
Лауреатам также дается денежная сумма, когда они получают Нобелевскую премию в виде документа, подтверждающего сумму награды; в 2009 году денежная премия составляла 10 миллионов шведских крон (1,4 млн долл. США). Суммы могут отличаться в зависимости от того, сколько денег Нобелевский фонд может присудить в этом году. Если есть два победителя в той или иной категории, грант делится поровну между получателями. Если есть три лауреата, то награждающий комитет имеет возможность поделить грант на равные части или вручить половину суммы одному получателю и по одной четверти двум другим.
Церемония
Комитет и учреждения, выступающие в качестве отборочной комиссии для премии, обычно объявляют имена лауреатов в октябре. Премия вручается затем на официальной церемонии, которая проводится ежегодно в мэрии Стокгольма 10 декабря, в годовщину смерти Нобеля. Лауреаты получают диплом, медаль и документ, подтверждающий денежный приз.
Лауреаты
Примечания
- «What the Nobel Laureates Receive» . Retrieved November 1, 2007. Архивная копия от 30 октября 2007 на Wayback Machine
- «The Nobel Prize Selection Process» , Encyclopædia Britannica , accessed November 5, 2007 (Flowchart).
- FAQ nobelprize.org
- Finn Kydland and Edward Prescott’s Contribution to Dynamic Macroeconomics: The Time Consistency of Economic Policy and the Driving Forces Behind Business Cycles (неопр.) (PDF). Официальный сайт Нобелевской премии (11 октября 2004). Дата обращения 17 декабря 2012. Архивировано 28 декабря 2012 года.
- Gingras, Yves . Wallace, Matthew L. Why it has become more difficult to predict Nobel Prize winners: A bibliometric analysis of nominees and winners of the chemistry and physics prizes (1901–2007) // Scientometrics. - 2009. - № 2 . - С. 401 . - DOI :10.1007/s11192-009-0035-9 .
- A noble prize (англ.) // Nature Chemistry : journal. - DOI :10.1038/nchem.372 . - Bibcode : 2009NatCh...1..509. .
- Tom Rivers. 2009 Nobel Laureates Receive Their Honors | Europe| English (неопр.) . .voanews.com (10 декабря 2009). Дата обращения 15 января 2010. Архивировано 14 декабря 2012 года.
- The Nobel Prize Amounts (неопр.) . Nobelprize.org. Дата обращения 15 января 2010. Архивировано 3 июля 2006 года.
- «Nobel Prize - Prizes» (2007), in Encyclopædia Britannica , accessed 15 January 2009, from Encyclopædia Britannica Online :
- Medalj – ett traditionellt hantverk (швед.) . Myntverket. Дата обращения 15 декабря 2007. Архивировано 18 декабря 2007 года.
- «The Nobel Prize for Peace» Архивная копия от 16 сентября 2009 на Wayback Machine , «Linus Pauling: Awards, Honors, and Medals», Linus Pauling and The Nature of the Chemical Bond: A Documentary History , the Valley Library, Oregon State University. Retrieved 7 December 2007.
Альберт ЭЙНШТЕЙН . Нобелевская премия по физике, 1921 г.
Самый знаменитый из ученых XX в. и один из величайших ученых всех времен, Эйнштейн обогатил физику с присущей только ему силой прозрения и непревзойденной игрой воображения. Он стремился к поиску объяснения природы с помощью системы уравнений, которая обладала бы большой красотой и простотой. Был удостоен премии за открытие закона фотоэлектрического эффекта.
Эдуард ЭПЛТОН . Нобелевская премия по физике, 1947 г.
Эдуард Эплтон удостоен премии за исследования физики верхних слоев атмосферы, в особенности за открытие так называемого слоя Эплтона. Измерив высоту ионосферы Эплтон открыл второй непроводящий слой, сопротивление которого позволяет отражать коротковолновые радиосигналы. Этим открытием Эплтон установил возможность прямого радиовещания на весь мир.
Лео ЭСАКИ . Нобелевская премия по физике, 1973 г.
Лео Эсаки получил премию вместе с Айвором Джайевером за экспериментальные открытия туннельных явлений в полупроводниках и сверхпроводниках. Эффект туннелирования позволил достичь более глубокого понимания поведения электронов в полупроводниках и сверхпроводниках, макроскопических квантовых явлений в сверхпроводниках.
Хидэки ЮКАВА . Нобелевская премия по физике, 1949 г.
Хидэки Юкава за предсказание существования мезонов на основе теоретической работы по ядерным силам был удостоен премии. Частица Юкавы стала известна как пи-мезон, затем просто пион. Гипотеза Юкавы была принята, когда Сесил Ф. Пауэлл обнаружил частицу Ю. с помощью ионизационной камеры, помещенной на больших высотах, затем мезоны были искусственно получены в лаборатории.
Чжэньнин ЯНГ . Нобелевская премия по физике, 1957 г.
За предвидение при изучении так называемых законов четности, которое привело к важным открытиям в области элементарных частиц Чжэньнин Янг получил премию. Решена была наиболее тупиковая проблема в области физики элементарных частиц, после чего экспериментальная и теоретическая работа забила ключом.
Всё наше понимание процессов, происходящих во Вселенной, представления о ее структуре сложились на основе изучения электромагнитного излучения, другими словами — фотонов всех возможных энергий, доходящих до наших приборов из глубин космоса. Но фотонные наблюдения имеют свои ограничения: электромагнитные волны даже самых высоких энергий не доходят до нас из слишком далёких областей космоса.
Есть и другие формы излучения — потоки нейтрино и гравитационные волны. Они могут рассказать о том, чего никогда не увидят приборы, регистрирующие электромагнитные волны. Для того, чтобы «увидеть» нейтрино и гравитационные волны, нужны принципиально новые приборы. За создание детектора гравитационных волн и экспериментальное доказательство их существование в этом году удостоились Нобелевской премии по физике трое американских физиков — Райнер Вайс, Кип Торн и Барри Бэрриш.
Слева направо: Райнер Вайсс, Бэрри Бэрриш и Кип Торн.
Существование гравитационных волн предусмотрено общей теорией относительности и было предсказано Эйнштейном еще в 1915 году. Они возникают, когда очень массивные объекты сталкиваются друг с другом и порождают возмущения пространства-времени, расходящиесясо скоростью света во все стороны от места зарождения.
Даже если событие, породившее волну, огромно — например, столкнулись две чёрные дыры — воздействие, которое волна оказывает на пространство-время крайне мал, поэтому зарегистрировать его сложно, для этого нужны очень чувствительные приборы. Сам Эйнштейн считал, что гравиволна, проходя через материю, влияет на нее так мало, что не поддаётся наблюдению. Действительно, самый эффект, который волна оказывает на материю, уловить довольно сложно, зато можно зарегистрировать косвенные эффекты. Именно это сделали в 1974 году американские астрофизики Джозеф Тейлор и Рассел Халс, измерившие излучение двойной звезды-пульсара PSR 1913+16 и доказавшие, что отклонение периода ее пульсации от расчётного объясняется потерей энергии, унесенной гравитационной волной. За это они получили Нобелевскую премию по физике в 1993 году.
14 сентября 2015 года LIGO — лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория — впервые напрямую зарегистрировала гравитационную волну. К тому моменту, когда волна достигла Земли, она очень ослабела, но даже этот слабый сигнал означал революцию в физике. Для того, чтобы это стало возможным, потребовался труд тысячи учёных из двадцати стран, построивших LIGO.
На то, чтобы проверить результаты пятнадцатого года, ушло несколько месяцев, поэтому обнародованы они были только в феврале 2016 года. Кроме главного открытия — подтверждения существования гравиволн — в результатах скрывалось еще несколько: первое свидетельство существования чёрных дыр средней массы (20−60 солнечных) и первое доказательство того, что они могут сливаться.
Чтобы добраться до Земли, гравиволне потребовалось больше миллиарда лет Далеко-далеко, за пределами нашей галактики две чёрных дыры врезались друг в друга, прошло 1,3 миллиарда лет — и LIGO сообщил нам об этом событии.
Энергия гравитационной волны огромна, но амплитуда невероятна мала. Почувствовать ее — всё равно что измерить расстояние до далёкой звезды с точностью до десятых долей миллиметра. LIGO на это способен. Концепцию разработал Вайсс: еще в 70-е он подсчитал, какие земные явления могут исказить результаты наблюдений, и как от них избавиться. LIGO — это две обсерватории, расстояние между которым — 3002 километра. Гравитационная волна проходит это расстояние за 7 миллисекунд, поэтому два интерферометра во время прохождения волны уточняют показатели друг друга.
Две обсерватории LIGO, в Ливингстоне (штат Луизиана) и в Хэнфорде (штат Вашингтон) находятся на расстоянии 3002 км друг от друга.
У каждой обсерватории есть два четырехкилометровых плеча, исходящие из одной точки под прямым углом друг к другу. Внутри у них — почти идеальный вакуум. В начале и в конце каждого плеча — сложная система зеркал. Проходя через нашу планету, гравитационная волна чуть-чуть сжимает пространство там, где проложен один рукав, и растягивает второй (без волны длина рукавов строго одинакова). Из перекрестья плечей выпускают луч лазера, разделяют его надвое и пускают отражаться по зеркалам; пройдя свою дистанцию, лучи встречаются в перекрестье. Если это происходит одновременно, значит, пространство-время спокойно. А если одному из лучей потребовалось на прохождение плеча больше времени, чем другому — значит, гравитационная волна удлинила его путь и сократила путь второго луча.
Схема работы обсерватории LIGO.
LIGO разработал Вайсс (и, конечно, его коллеги), Кип Торн — ведущий мировой эксперт в теории относительности — выполнил теоретические расчёты, Барри Бэриш присоединился к команде LIGO в 1994 году и превратил небольшую — всего из 40 человек — группу энтузиастов в огромную международную коллаборацию LIGO/VIRGO, благодаря слаженной работе участников которой и стал возможен фундаментальный пропыв, осуществлённый двадцать лет спустя.
Работа на детекторах гравитационных волн продолжается. За первой зарегистрированной волной последовали вторая, третья и четвертая ; последнюю «поймали» не только детекторы LIGO, но и недавно запущенный европейский VIRGO. Четвертая гравитационная волна, в отличие от трёх предыдущих, родилась не в абсолютной тьме (в результате слияния чёрных дыр), а при полной иллюминации — при взрыве нейтронной звезды; космические и наземные телескопы зарегистрировали и оптический источник излучения в том районе, откуда пришла волна гравитационная.
