Списък на лауреатите на Нобелова награда по физика. Лауреати на Нобелова награда по физика

Днес, 2 октомври 2018 г., в Стокхолм се състоя церемонията по обявяването на носителите на Нобеловата награда за физика. Наградата се присъжда „за революционни открития в областта на лазерната физика“. Текстът отбелязва, че половината награда отива при Артър Ашкин за „оптични пинсети и тяхното използване в биологични системи“, а другата половина при Жерар Муру и Дона Стрикланд „за техния метод за генериране на ултракъси оптични импулси с висок интензитет“.

ИЗВЪРШЕНА НОВИНА⁰Шведската кралска академия на науките реши да награди #Нобелова наградапо Физика 2018 „за новаторски изобретения в областта на лазерната физика“ с едната половина на Артър Ашкин, а другата половина съвместно на Жерар Муру и Дона Стрикланд. pic.twitter.com/PK08SnUslK
2 октомври 2018 г

Артър Ашкин изобретява оптични пинсети, които могат да улавят и преместват отделни атоми, вируси и живи клетки, без да ги увреждат. Той прави това чрез фокусиране на лазерното лъчение и използване на градиентни сили, които привличат частици в зона с по-висок интензитет на електромагнитното поле. За първи път групата на Ашкин успя да улови жива клетка по този начин през 1987 г. В момента този метод се използва широко за изследване на вируси, бактерии, човешки тъканни клетки, както и при манипулиране на отделни атоми (за създаване на наноразмерни системи).

Джерард Мур и Дона Стрикланд за първи път успяха да създадат източник на ултракъси лазерни импулси с висок интензитет, без да разрушават работната среда на лазера през 1985 г. Преди тяхното изследване значителното усилване на лазерите с къс импулс беше невъзможно: единичен импулс през усилвателя водеше до разрушаване на системата поради твърде висок интензитет.

Методът за генериране на импулси, разработен от Мур и Стрикланд, сега се нарича усилване на чирпирани импулси: колкото по-къс е лазерният импулс, толкова по-широк е неговият спектър и всички спектрални компоненти се разпространяват заедно. Въпреки това, чрез използване на двойка призми (или дифракционни решетки), спектралните компоненти на импулса могат да бъдат забавени един спрямо друг, преди да влязат в усилвателя и по този начин да се намали интензивността на излъчването във всеки момент. След това този чирп импулс се усилва от оптична система и след това отново се компресира в кратък импулс с помощта на оптична система с обратна дисперсия (обикновено дифракционни решетки).

Свръхострите лазерни лъчи позволяват изключително прецизно изрязване или пробиване на дупки в различни материали – дори в жива материя. Всяка година се извършват милиони очни операции с най-острите лазерни лъчи. #Нобелова награда pic.twitter.com/MiYb4i8AHw
Нобеловата награда (@NobelPrize) 2 октомври 2018 г

Усилването на чирпираните импулси направи възможно създаването на ефективни фемтосекундни лазери със забележима мощност. Те са в състояние да доставят мощни импулси с продължителност квадрилионни от секундата. На тяхна база днес са създадени редица перспективни системи както в електрониката, така и в лабораторни установки, важни за редица области на физиката. В същото време те постоянно намират нови, често неочаквани области на практическо приложение.

Например, методът за фемтосекундна лазерна корекция на зрението (SMall Incision Lenticula Extraction) ви позволява да премахнете част от роговицата на окото на човек и по този начин да коригирате късогледството. Въпреки че самият подход за лазерна корекция беше предложен още през 60-те години на миналия век, преди появата на фемтосекундните лазери, мощността и краткотрайността на импулсите не бяха достатъчни за ефективна и безопасна работа с окото: дългите импулси прегряваха очната тъкан и я увреждаха, и късите импулси бяха твърде слаби, за да се получи желаният разрез в окото. Днес милиони хора по света са претърпели операция с подобни лазери.

В допълнение, фемтосекундните лазери, поради кратката си продължителност на импулса, направиха възможно създаването на устройства, които наблюдават и управляват свръхбързи процеси както във физиката на твърдото тяло, така и в оптичните системи. Това е изключително важно, тъй като преди да се получи средство за записване на процеси, протичащи при такива скорости, беше почти невъзможно да се изследва поведението на редица системи, въз основа на които се предполага, че ще бъде възможно да се създаде обещаваща електроника на бъдещето.

Алексей Щербаков, старши изследовател в Лабораторията по наноптика и плазмоника в MIPT, коментира пред Attic: „Нобеловата награда за Жерар Муру за приноса му в развитието на фемтосекундните лазери чакаше дълго време, десет години или може би повече. Ролята на свързаната работа е наистина фундаментална и лазери от този вид все повече се използват по целия свят. Днес е трудно дори да се изброят всички области, в които се използват. Вярно, трудно ми е да кажа каква е причината за решението на Нобеловия комитет да комбинира Мура и Ашкин, чиито разработки не са пряко свързани, в една награда. Това наистина не е най-очевидното решение на комисията. Може би са решили, че е невъзможно да дадат наградата само на Мур или само на Ашкин, но ако половината награда се даде за едната посока, а другата половина за другата, тогава това би изглеждало съвсем оправдано..

Нобеловата награда по физика, най-високото отличие за научни постижения в съответната наука, се присъжда ежегодно от Кралската шведска академия на науките в Стокхолм. Създадена е по волята на шведския химик и предприемач Алфред Нобел. Наградата може да бъде присъдена на максимум трима учени едновременно. Паричното възнаграждение може да бъде разпределено поравно между тях или разделено на половина и две четвърти. През 2017 г. паричният бонус беше увеличен с една осма - от осем на девет милиона крони (приблизително 1,12 милиона долара).

Всеки лауреат получава медал, грамота и парична награда. Медали и парични награди традиционно ще бъдат връчвани на лауреатите на годишна церемония в Стокхолм на 10 декември, годишнината от смъртта на Нобел.

Първата Нобелова награда за физика е присъдена през 1901 г. на Вилхелм Конрад Рьонтген за неговото откритие и изследване на свойствата на лъчите, които по-късно са кръстени на него. Интересното е, че ученият прие наградата, но отказа да дойде на церемонията по връчването, като каза, че е много зает. Затова наградата му е изпратена по пощата. Когато германското правителство по време на Първата световна война моли населението да помогне на държавата с пари и ценности, Рентген дава всичките си спестявания, включително Нобеловата награда.

Миналата година, 2017 г., Нобеловата награда за физика беше присъдена на Райнер Вайс, Бари Бариш и Кип Торн. Тези трима физици имат решаващ принос за детектора LIGO, който открива гравитационни вълни. Сега с тяхна помощ стана възможно да се проследят невидимите за телескопите сливания на неутронни звезди и черни дупки.

Интересното е, че от следващата година ситуацията с издаването на Нобеловите награди може да се промени значително. Нобеловият комитет ще препоръча лицата, вземащи решения за наградите, да избират кандидати въз основа на пола, за да включват повече жени и по етническа принадлежност, за да увеличат броя на незападните хора). Това обаче вероятно няма да се отрази на физиката - досега само две лауреати на тази награда са жени. И точно тази година Дона Стрикланд стана трета.

С формулировката " за теоретични открития на топологични фазови преходи и топологични фази на материята" Зад тази малко неясна и неразбираема за широката публика фраза се крие цял свят от нетривиални и изненадващи дори за самите физици ефекти, в чието теоретично откритие лауреатите изиграха ключова роля през 70-те и 80-те години на миналия век. Те, разбира се, не са единствените, които осъзнават важността на топологията във физиката по това време. Така съветският физик Вадим Березински, една година преди Костерлиц и Таулес, всъщност направи първата важна стъпка към топологичните фазови преходи. Има много други имена, които могат да бъдат поставени до името на Халдейн. Но както и да е, и тримата лауреати със сигурност са емблематични фигури в този раздел на физиката.

Лирично въведение във физиката на кондензираната материя

Да се обясни с достъпни думи същността и значението на работата, за която е присъдена Нобеловата награда по физика 2016, не е лесна задача. Самите феномени не само са сложни и освен това са квантови, но са и разнообразни. Наградата се присъжда не за едно конкретно откритие, а за цял списък от пионерски разработки, които през 1970–1980 г. стимулират развитието на ново направление във физиката на кондензираната материя. В тази новина ще се опитам да постигна по-скромна цел: да обясня с няколко примера същносткакво е топологичен фазов преход и предават усещането, че това е наистина красив и важен физически ефект. Историята ще бъде само за половината от наградата, тази, в която Костерлиц и Таулес се показаха. Работата на Халдейн е също толкова завладяваща, но е дори по-малко визуална и би изисквала много дълга история, за да бъде обяснена.

Нека започнем с кратко въведение в най-феноменалния раздел на физиката - физиката на кондензираната материя.

Кондензирана материя е, на ежедневен език, когато много частици от един и същи тип се събират и силно си влияят. Почти всяка дума тук е ключова. Самите частици и законът за взаимодействие между тях трябва да са от един и същи тип. Можете да вземете няколко различни атома, моля, но основното е, че този фиксиран набор се повтаря отново и отново. Трябва да има много частици; дузина или две все още не е кондензирана среда. И накрая, те трябва силно да си влияят един на друг: да се бутат, дърпат, да си пречат, може би да обменят нещо помежду си. Разреденият газ не се счита за кондензирана среда.

Основното разкритие на физиката на кондензираната материя: с такива много прости „правила на играта“ тя разкри безкрайно богатство от явления и ефекти. Такова разнообразие от явления възниква съвсем не поради пъстрия състав - частиците са от един и същи вид - а спонтанно, динамично, в резултат на колективни ефекти. Всъщност, тъй като взаимодействието е силно, няма смисъл да се разглежда движението на всеки отделен атом или електрон, защото то незабавно засяга поведението на всички най-близки съседи и може би дори на далечни частици. Когато четете книга, тя ви „говори“ не с разпръснати отделни букви, а с набор от думи, свързани една с друга; тя ви предава мисъл под формата на „колективен ефект“ от букви. По същия начин кондензираната материя „говори“ на езика на синхронните колективни движения, а не на индивидуалните частици. И се оказва, че има огромно разнообразие от тези колективни движения.

Настоящата Нобелова награда признава работата на теоретиците за дешифриране на друг „език“, който кондензираната материя може да „говори“ – езикът топологично нетривиални възбуждания(това е точно по-долу). Вече са открити доста специфични физически системи, в които възникват такива възбуждения, и лауреатите са имали пръст в много от тях. Но най-важното тук не са конкретните примери, а самият факт, че това се случва и в природата.

Много топологични явления в кондензираната материя бяха измислени за първи път от теоретици и изглеждаха просто математически шеги, които не са от значение за нашия свят. Но тогава експериментаторите откриха реална среда, в която се наблюдаваха тези явления - и математическата шега внезапно роди нов клас материали с екзотични свойства. Експерименталната страна на този клон на физиката сега е във възход и това бързо развитие ще продължи и в бъдеще, обещавайки ни нови материали с програмирани свойства и устройства, базирани на тях.

Топологични възбуждания

Първо, нека изясним думата „топологичен“. Не се тревожете, че обяснението ще звучи като чиста математика; връзката с физиката ще се появи, докато вървим напред.

Има такъв клон на математиката - геометрията, науката за фигурите. Ако формата на фигура е плавно деформирана, тогава от гледна точка на обикновената геометрия самата фигура се променя. Но фигурите имат общи характеристики, които при плавна деформация, без разкъсвания или залепване, остават непроменени. Това е топологичната характеристика на фигурата. Най-известният пример за топологична характеристика е броят на дупките в триизмерно тяло. Чаша за чай и поничка са топологично еквивалентни, и двете имат точно една дупка и следователно една форма може да се трансформира в друга чрез плавна деформация. Чашата и чашата са топологично различни, защото чашата няма дупки. За да консолидирам материала, предлагам да се запознаете с отличната топологична класификация на дамските бански костюми.

И така, заключението: всичко, което може да се сведе едно до друго чрез гладка деформация, се счита за топологично еквивалентно. Две фигури, които не могат да се трансформират една в друга чрез плавни промени, се считат за топологично различни.

Втората дума за обяснение е „вълнение“. Във физиката на кондензираната материя възбуждането е всяко колективно отклонение от „мъртво“ стационарно състояние, тоест от състоянието с най-ниска енергия. Например, когато се удари кристал, през него премина звукова вълна - това е вибрационното възбуждане на кристалната решетка. Възбуждането не трябва да бъде принудително, те могат да възникнат спонтанно поради ненулева температура. Обичайната топлинна вибрация на кристална решетка всъщност е много вибрационни възбуждания (фонони) с различни дължини на вълните, насложени една върху друга. Когато концентрацията на фонони е висока, възниква фазов преход и кристалът се топи. Като цяло, веднага щом разберем по отношение на какви възбуждания трябва да се опише дадена кондензирана среда, ще имаме ключа към нейните термодинамични и други свойства.

Сега нека свържем две думи. Звуковата вълна е топологичен пример тривиаленвълнение. Това звучи умно, но във физическата си същност просто означава, че звукът може да бъде направен толкова тих, колкото желаете, дори до точката на пълно изчезване. Силен звук означава силни атомни вибрации, тих звук означава слаби вибрации. Амплитудата на вибрациите може плавно да се намали до нула (по-точно до квантовата граница, но това тук е маловажно) и все още ще бъде звуково възбуждане, фонон. Обърнете внимание на ключовия математически факт: има операция за плавна промяна на трептенията до нула - това е просто намаляване на амплитудата. Точно това означава, че фононът е топологично тривиално смущение.

И сега богатството от кондензирана материя е включено. В някои системи има възбуждания, които не може плавно да се намали до нула. Не е физически невъзможно, но принципно - формата не го позволява. Просто няма навсякъде такава гладка работа, която прехвърля система с възбуждане към система с най-ниска енергия. Възбуждането по своята форма е топологично различно от същите фонони.

Вижте как ще се получи. Нека разгледаме една проста система (нарича се XY-модел) - обикновена квадратна решетка, във възлите на която има частици със собствен спин, които могат да бъдат ориентирани по всякакъв начин в тази равнина. Ще изобразим гърбовете със стрелки; Ориентацията на стрелката е произволна, но дължината е фиксирана. Ще приемем също, че завъртанията на съседни частици взаимодействат помежду си по такъв начин, че най-благоприятната от енергийна гледна точка конфигурация е, когато всички завъртания във всички възли сочат в една и съща посока, както във феромагнетик. Тази конфигурация е показана на фиг. 2, вляво. По него могат да се движат спинови вълни - малки вълнообразни отклонения на спиновете от строгото подреждане (фиг. 2, вдясно). Но всичко това са обикновени, топологично тривиални възбуждания.

Сега погледнете фиг. 3. Тук са показани две смущения с необичайна форма: вихър и антивихър. Мислено изберете точка в картината и обходете погледа си по кръгова пътека обратно на часовниковата стрелка около центъра, като обръщате внимание какво се случва със стрелките. Ще видите, че стрелката на вихъра се върти в същата посока, обратно на часовниковата стрелка, а стрелката на антивихъра се върти в обратна посока, по часовниковата стрелка. Сега направете същото в основното състояние на системата (стрелката обикновено е неподвижна) и в състоянието със спинова вълна (където стрелката осцилира леко около средната стойност). Можете също така да си представите деформирани версии на тези картини, да речем въртяща се вълна в товар към вихър: там стрелката също ще направи пълен оборот, като леко се клати.

След тези упражнения става ясно, че всички възможни възбуди са разделени на коренно различни класове: дали стрелката прави пълен оборот, когато обикаля центъра или не, и ако го прави, тогава в каква посока. Тези ситуации имат различни топологии. Никакви плавни промени не могат да превърнат вихъра в обикновена вълна: ако завъртите стрелките, тогава рязко, през цялата решетка наведнъж и под голям ъгъл наведнъж. Вихърът, както и антивихърът, топологично защитени: те, за разлика от звуковата вълна, не могат просто да се разтворят.

Последна важна точка. Вихърът е топологично различен от обикновена вълна и от антивихър само ако стрелките лежат строго в равнината на фигурата. Ако ни бъде позволено да ги пренесем в третото измерение, тогава вихърът може да бъде гладко елиминиран. Топологичната класификация на възбужданията коренно зависи от размерността на системата!

Топологични фазови преходи

Тези чисто геометрични съображения имат много осезаемо физическо следствие. Енергията на обикновена вибрация, същият фонон, може да бъде произволно малка. Следователно при всяка температура, независимо колко ниска е, тези колебания възникват спонтанно и влияят на термодинамичните свойства на средата. Енергията на топологично защитено възбуждане, вихър, не може да бъде под определена граница. Следователно при ниски температури не възникват отделни вихри и следователно не влияят на термодинамичните свойства на системата - поне така се смяташе до началото на 70-те години.

Междувременно през 60-те години на миналия век, чрез усилията на много теоретици, беше разкрит проблемът с разбирането на случващото се в модела XY от физическа гледна точка. В обичайния триизмерен случай всичко е просто и интуитивно. При ниски температури системата изглежда подредена, както на фиг. 2. Ако вземете два произволни възела на решетката, дори много отдалечени, тогава завъртанията в тях леко ще осцилират около една и съща посока. Това е, относително казано, спинов кристал. При високи температури спиновете се „топят“: две отдалечени решетъчни места вече не са свързани помежду си. Има ясна температура на фазов преход между двете състояния. Ако зададете температурата точно на тази стойност, тогава системата ще бъде в особено критично състояние, когато корелациите все още съществуват, но постепенно, по степенен начин, намаляват с разстоянието.

В двумерна решетка при високи температури също има неподредено състояние. Но при ниски температури всичко изглеждаше много, много странно. Беше доказана строга теорема (вижте теоремата на Мермин-Вагнер), че няма кристален ред в двуизмерната версия. Внимателните изчисления показаха, че не че изобщо го няма, просто намалява с разстоянието по степенен закон - точно както в критично състояние. Но ако в триизмерния случай критичното състояние е само при една температура, то тук критичното състояние заема цялата нискотемпературна област. Оказва се, че в двумерния случай влизат в действие някои други възбуждания, които не съществуват в тримерния вариант (фиг. 4)!

Придружаващите материали на Нобеловия комитет описват няколко примера за топологични явления в различни квантови системи, както и скорошна експериментална работа за реализирането им и перспективи за бъдещето. Тази история завършва с цитат от статията на Халдейн от 1988 г. В него, сякаш се оправдава, той казва: „ Въпреки че конкретният модел, представен тук, е малко вероятно да бъде физически осъществим...". Списание 25 години по-късно Природатапубликува , който съобщава за експериментално прилагане на модела на Халдейн. Може би топологично нетривиалните явления в кондензираната материя са едно от най-ярките потвърждения на негласното мото на физиката на кондензираната материя: в подходяща система ще въплътим всяка самосъгласувана теоретична идея, колкото и екзотична да изглежда.

Цялото ни разбиране за процесите, протичащи във Вселената, идеите за нейната структура са формирани въз основа на изучаването на електромагнитното излъчване, с други думи, фотони с всички възможни енергии, достигащи до нашите устройства от дълбините на космоса. Но наблюденията на фотоните имат своите ограничения: електромагнитни вълни дори с най-високи енергии не достигат до нас от твърде далечни области на космоса.

Съществуват и други форми на радиация – потоци неутрино и гравитационни вълни. Те могат да ви разкажат за неща, които инструментите, записващи електромагнитни вълни, никога няма да видят. За да се „видят“ неутрино и гравитационни вълни, са необходими принципно нови инструменти. Трима американски физици, Райнер Вайс, Кип Торн и Бари Бариш, получиха Нобелова награда за физика тази година за създаването на детектор на гравитационни вълни и експериментално доказателство за тяхното съществуване.

Отляво надясно: Райнер Вайс, Бари Бариш и Кип Торн.

Съществуването на гравитационни вълни е предвидено от общата теория на относителността и е предсказано от Айнщайн още през 1915 г. Те възникват, когато много масивни обекти се сблъскат един с друг и генерират смущения в пространство-времето, разминавайки се със скоростта на светлината във всички посоки от точката на произход.

Дори ако събитието, което е генерирало вълната, е огромно - например сблъсък на две черни дупки - ефектът, който вълната има върху пространство-времето, е изключително малък, така че е трудно да се регистрира, което изисква много чувствителни инструменти. Самият Айнщайн смята, че гравитационната вълна, преминавайки през материята, я засяга толкова слабо, че не може да бъде наблюдавана. Наистина действителният ефект, който една вълна има върху материята, е доста труден за улавяне, но косвените ефекти могат да бъдат регистрирани. Точно това правят американските астрофизици Джоузеф Тейлър и Ръсел Хълс през 1974 г., като измерват радиацията на звездата с двоен пулсар PSR 1913+16 и доказват, че отклонението на нейния период на пулсация от изчисления се обяснява със загубата на енергия, отнесена от гравитационна вълна. За това те получават Нобелова награда за физика през 1993 г.

На 14 септември 2015 г. LIGO, Обсерваторията за гравитационни вълни с лазерен интерферометър, директно откри гравитационна вълна за първи път. Когато вълната достигна Земята, тя беше много слаба, но дори този слаб сигнал означаваше революция във физиката. За да стане това възможно, беше необходима работата на хиляди учени от двадесет страни, които построиха LIGO.

Проверката на резултатите от петнадесетата година отне няколко месеца, така че те бяха оповестени едва през февруари 2016 г. В допълнение към основното откритие - потвърждение за съществуването на гравитационни вълни - в резултатите бяха скрити още няколко: първото доказателство за съществуването на черни дупки със средна маса (20−60 слънчеви) и първото доказателство, че те могат да се сливат .

Гравитационната вълна отне повече от милиард години, за да достигне Земята. Далеч, далеч, отвъд нашата галактика, две черни дупки се блъснаха една в друга, изминаха 1,3 милиарда години - и LIGO ни разказа за това събитие.

Енергията на гравитационната вълна е огромна, но амплитудата е невероятно малка. Усещането е като измерване на разстоянието до далечна звезда с точност до десети от милиметъра. LIGO е способен на това. Вайс разработи концепцията: още през 70-те години той изчислява какви земни явления могат да изкривят резултатите от наблюденията и как да се отърват от тях. LIGO се състои от две обсерватории, разстоянието между които е 3002 километра. Гравитационната вълна изминава това разстояние за 7 милисекунди, така че два интерферометъра взаимно прецизират показанията си, докато вълната преминава.

Двете обсерватории LIGO в Ливингстън (Луизиана) и Ханфорд (щат Вашингтон) се намират на 3002 км една от друга.

Всяка обсерватория има два четирикилометрови ръкава, излизащи от една и съща точка под прав ъгъл един спрямо друг. Вътре имат почти перфектен вакуум. В началото и края на всяко рамо има сложна система от огледала. Преминавайки през нашата планета, гравитационната вълна леко компресира пространството, където е положена едната ръка, и разтяга втората (без вълна дължината на ръцете е абсолютно същата). Лазерен лъч се изстрелва от мерника на раменете, разделя се на две и се отразява върху огледалата; Изминали своето разстояние, лъчите се срещат на мерника. Ако това се случи едновременно, тогава пространство-времето е спокойно. И ако единият от лъчите е отнел повече време, за да премине през рамото, отколкото другият, това означава, че гравитационната вълна е удължила своя път и е скъсила пътя на втория лъч.

Работна схема на обсерваторията LIGO.

LIGO е разработен от Вайс (и, разбира се, неговите колеги), Кип Торн - водещият световен експерт по теория на относителността - извърши теоретичните изчисления, Бари Бариш се присъедини към екипа на LIGO през 1994 г. и превърна малък - само 40 души - група ентусиасти в огромно международно сътрудничество LIGO/VIRGO, благодарение на добре координираната работа на участниците в него стана възможен фундаментален експеримент, осъществен двадесет години по-късно.

Работата по детектори на гравитационни вълни продължава. Първата регистрирана вълна беше последвана от втора, трета и четвърта; последният беше „уловен” не само от детекторите LIGO, но и от наскоро пуснатия европейски VIRGO. Четвъртата гравитационна вълна, за разлика от предишните три, се ражда не в абсолютна тъмнина (в резултат на сливането на черни дупки), а при пълно осветяване - по време на експлозия на неутронна звезда; Космически и наземни телескопи също откриха оптичен източник на радиация в зоната, от която идва гравитационната вълна.

Райнер Вайс, Бари Бариш и Кип Торн

Кралската шведска академия на науките обяви носителите на Нобеловата награда за физика за 2017 г. Наградата ще бъде присъдена на Райнер Вайс (половината от наградата), Бари Бариш и Кип Торн с формулировката „за техния решаващ принос към детектора LIGO и наблюдението на гравитационните вълни“. Официалното връчване на наградите и медалите ще се състои през декември след традиционни лекции. Обявяването на победителя беше излъчено на живо на сайта на Нобеловия комитет.

Вайс, Торн и Бариш се считат за най-вероятните кандидати за Нобелова награда за физика от 2016 г., когато сътрудничеството LIGO и VIRGO откри гравитационни вълни от сливането на две черни дупки.

Райнер Вайс изигра ключова роля в разработването на детектора, огромен интерферометър с изключително ниски нива на шум. Физикът започва свързана работа още през 70-те години на миналия век, създавайки малки прототипи на системи в Масачузетския технологичен институт. Няколко години по-късно прототипи на интерферометри са създадени в Калтех - под ръководството на Кип Торн. По-късно физиците обединиха усилията си.

Диаграма на гравитационната обсерватория LIGO

Бари Бариш превърна малко сътрудничество между MIT и Caltech в огромен международен проект - LIGO. Ученият ръководи разработването на проекта и създаването на детектори от средата на 90-те години.

LIGO се състои от две гравитационни обсерватории, разположени на 3000 километра една от друга. Всеки от тях е L-образен интерферометър на Майкелсън. Състои се от две 4-километрови евакуирани оптични рамена. Лазерният лъч се разделя на два компонента, които преминават през тръбите, отразяват се от краищата им и отново се комбинират. Ако дължината на рамото се промени, характерът на интерференцията между лъчите се променя, което се записва от детектори. Голямото разстояние между обсерваториите ни позволява да видим разликата във времето на пристигане на гравитационните вълни - от предположението, че последните се разпространяват със скоростта на светлината, разликата във времето на пристигане достига 10 милисекунди.

Два детектора LIGO

Можете да прочетете повече за астрономията на гравитационните вълни и нейното бъдеще в нашия материал “”.

През 2017 г. Нобеловата награда беше увеличена с един милион шведски крони - незабавно увеличение от 12,5 процента. Сега тя е 9 милиона крони или 64 милиона рубли.

Носителите на Нобелова награда за физика за 2016 г. бяха теоретиците Дънкан Халдейн, Дейвид Таулес и Майкъл Костерлиц. Тези явления включват например целочислен ефект на Хол: тънък слой от вещество променя съпротивлението си постепенно с увеличаване на индукцията на магнитното поле, приложено към него. В допълнение, теорията помага да се опише свръхпроводимостта, свръхфлуидността и магнитното подреждане в тънки слоеве от материали. Интересно е, че основата на теорията е положена от съветския физик Вадим Березински, но, уви, той не доживява да види наградата. Можете да прочетете повече за това в нашия материал „”.

Владимир Королев

, Нобелова награда за мир и Нобелова награда за физиология или медицина. Първата Нобелова награда за физика беше присъдена на немския физик Вилхелм Конрад Рьонтген „като признание за изключителните му заслуги към науката, изразени в откриването на забележителните лъчи, впоследствие наречени в негова чест“. Тази награда се администрира от Нобеловата фондация и се счита за най-престижната награда, която един физик може да получи. Тя се присъжда в Стокхолм на годишна церемония на 10 декември, годишнината от смъртта на Нобел.

Предназначение и избор

Не повече от трима лауреати могат да бъдат избрани за Нобелова награда по физика. В сравнение с някои други Нобелови награди, номинирането и подборът за наградата по физика е дълъг и строг процес. Ето защо наградата става все по-престижна през годините и в крайна сметка се превръща в най-важната награда по физика в света.

Нобеловите лауреати се избират от Нобеловия комитет по физика, който се състои от петима членове, избрани от Кралската шведска академия на науките. На първия етап няколко хиляди души предлагат кандидати. Тези имена се изучават и обсъждат от експерти преди окончателния избор.

Формулярите се изпращат до приблизително три хиляди души, като ги канят да представят своите номинации. Имената на номинираните не се обявяват публично в продължение на петдесет години, нито се съобщават на номинираните. Списъците на номинираните и техните номинатори се пазят запечатани в продължение на петдесет години. На практика обаче някои кандидати стават известни по-рано.

Заявленията се преглеждат от комисия и списък с приблизително двеста предварителни кандидати се изпраща на избрани експерти в тези области. Те съкращават списъка до около петнадесет имена. Комисията представя доклад с препоръки до съответните институции. Въпреки че посмъртните номинации не са разрешени, наградата може да бъде получена, ако лицето е починало в рамките на няколко месеца между решението на комисията по награждаването (обикновено през октомври) и церемонията през декември. До 1974 г. бяха разрешени посмъртни награди, ако награденият умре след награждаването им.

Правилата за Нобеловата награда за физика изискват значимостта на дадено постижение да бъде „тествана от времето“. На практика това означава, че разликата между откритието и наградата обикновено е около 20 години, но може да бъде и много по-дълго. Например, половината от Нобеловата награда за физика през 1983 г. е присъдена на С. Чандрасекар за работата му върху структурата и еволюцията на звездите, която е направена през 1930 г. Недостатъкът на този подход е, че не всички учени живеят достатъчно дълго, за да бъде призната работата им. За някои важни научни открития тази награда никога не е била присъдена, тъй като откривателите са починали преди да бъде оценено въздействието на работата им.

Награди

Носителят на Нобеловата награда по физика получава златен медал, диплом с посочване на наградата и парична сума. Паричната сума зависи от приходите на Нобеловата фондация през текущата година. Ако наградата се присъди на повече от един лауреат, парите се разделят поравно между тях; при трима лауреати парите могат да се разделят и на половина и две четвърти.

Медали

Сечени медали за Нобелова награда Myntverketв Швеция и Норвежкия монетен двор от 1902 г. са регистрирани търговски марки на Нобеловата фондация. Всеки медал има изображение на левия профил на Алфред Нобел на лицевата страна. Медалите за Нобелова награда по физика, химия, физиология или медицина, литература имат една и съща лицева страна, показваща изображение на Алфред Нобел и годините на неговото раждане и смърт (1833-1896). Портретът на Нобел също се появява на лицевата страна на медала за Нобелова награда за мир и медала за наградата по икономика, но с малко по-различен дизайн. Изображението на обратната страна на медала варира в зависимост от награждаващата институция. Обратната страна на медала на Нобеловата награда за химия и физика има същия дизайн.

Дипломи

Нобеловите лауреати получават диплома от ръцете на краля на Швеция. Всяка диплома има уникален дизайн, разработен от награждаващата институция за получателя. Дипломата съдържа изображение и текст, който съдържа името на получателя и обикновено цитат за това защо е получил наградата.

Премиум

На лауреатите се дава и парична сума, когато получават Нобеловата награда под формата на документ, потвърждаващ размера на наградата; през 2009 г. паричният бонус беше 10 милиона шведски крони (1,4 милиона щатски долара). Сумите може да варират в зависимост от това колко пари може да отпусне Нобеловата фондация тази година. Ако има двама победители в категория, безвъзмездната помощ се разделя поравно между получателите. Ако има трима получатели, комисията по присъждането има възможност да раздели безвъзмездната помощ на равни части или да присъди половината от сумата на един получател и по една четвърт на другите двама.

Церемония

Комисията и институциите, служещи като комисия за избор на наградата, обикновено обявяват имената на получателите през октомври. След това наградата се присъжда на официална церемония, провеждана ежегодно в кметството на Стокхолм на 10 декември, годишнината от смъртта на Нобел. Лауреатите получават диплом, медал и документ, потвърждаващ паричната награда.

Лауреати

Бележки

„Какво получават Нобеловите лауреати“. Посетен на 1 ноември 2007 г. Архивиран на 30 октомври 2007 г. на Wayback Machine
„Процесът за избор на Нобелова награда“, Енциклопедия Британика, достъпен на 5 ноември 2007 г. (блок-схема).
ЧЗВ nobelprize.org
Приносът на Фин Кидланд и Едуард Прескот към динамичната макроикономика: Времевата последователност на икономическата политика и движещите сили зад бизнес циклите (недефиниран) (PDF). Официален сайт на Нобеловата награда (11 октомври 2004 г.). Посетен на 17 декември 2012 г. Архивиран на 28 декември 2012 г.
Гинграс, Ив. Уолъс, Матю Л.Защо стана по-трудно да се предскажат носителите на Нобелова награда: библиометричен анализ на номинираните и носителите на наградите по химия и физика (1901–2007) // Scientometrics. - 2009. - № 2. - С. 401. - DOI:10.1007/s11192-009-0035-9.
Благородна награда (английски) // Nature Chemistry: списание. - DOI:10.1038/nchem.372. - Bibcode: 2009NatCh...1..509..
Том Ривърс. Нобеловите лауреати за 2009 г. получават своите отличия | Европа| Английски (недефиниран) . .voanews.com (10 декември 2009 г.). Посетен на 15 януари 2010 г. Архивиран на 14 декември 2012 г.
Сумите на Нобеловата награда (недефиниран) . Nobelprize.org. Посетен на 15 януари 2010 г. Архивиран на 3 юли 2006 г.
"Нобелова награда - награди" (2007), в Енциклопедия Британика, посетен на 15 януари 2009 г., от Енциклопедия Британика онлайн:
Medal – ett tradicionalellt hantverk(шведски). Myntverket. Посетен на 15 декември 2007 г. Архивиран на 18 декември 2007 г.
„Нобеловата награда за мир“ Архивирано на 16 септември 2009 г. на Wayback Machine, „Linus Pauling: Awards, Honors, and Medals“, Линус Полинг и природата на химическата връзка: документална история, библиотеката на долината, Орегонския държавен университет. Посетен на 7 декември 2007.