首次观察宇称时间 人类首次观察宇宙是什么时候

2025-02-26 12:54 - 立有生活网

物理学中的科学家资料

帕斯卡:压强

1、胡克:英国物理学家;发现了胡克定律(F弹=kx)

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● 1929年 派尔斯提出禁带,空穴的概念同年贝特提出了费米面的概念

2、伽利略:意大利的物理学家;伽利略时代的仪器、设备十分简陋,技术也比较落后,但伽利略巧妙地运用科学的推理,给出了匀变速运动的定义,导出S正比于t2 并给以实验检验;推断并检验得出,无论物体轻重如何,其自由下落的快慢是相同的;通过斜面实验,推断出物体如不受外力作用将维持匀速直线运动的结论.后由牛顿归纳成惯性定律.伽利略的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一.

3、牛顿:英国物理学家; 动力学的奠基人,他总结和发展了前人的发现,得出牛顿定律及万有引力定律,奠定了以牛顿定律为基础的经典力学.

4、开普勒:丹麦天文学家;发现了行星运动规律的开普勒三定律,奠定了万有引力定律的基础.

5、卡文迪许:英国物理学家;巧妙的利用扭秤装置测出了万有引力常量.

6、布朗:英国植物学家;在用显微镜观察悬浮在水中的花粉时,发现了“布朗运动”.

7、焦耳:英国物理学家;测定了热功当量J=4.2焦/卡,为能的转化守恒定律的建立提供了坚实的基础.研究电流通过导体时的发热,得到了焦耳定律.

8、开尔文:英国科学家;创立了把-273℃作为零度的热力学温标.

9、库仑:法国科学家;巧妙的利用“库仑扭秤”研究电荷之间的作用,发现了“库仑定律”.

11、欧姆:德国物理学家;在实验研究的基础上,欧姆把电流与水流等比较,从而引入了电流强度、电动势、电阻等概念,并确定了它们的关系.

12、奥斯特:丹麦科学家;通过试验发现了电流能产生磁场.

13、安培:法国科学家;提出了的分子电流说.

15、劳伦斯:美国科学家;发明了“回旋加速器”,使人类在获得高能粒子方面迈进了一步.

16、法拉第:英国科学家;发现了电磁感应,亲手制成了世界上台发电机,提出了电磁场及磁感线、电场线的概念.

17、楞次:德国科学家;概括试验结果,发表了确定感应电流方向的楞次定律.

18、麦克斯韦:英国科学家;总结前人研究电磁感应现象的基础上,建立了完整的电磁场理论.

19、赫兹:德国科学家;在麦克斯韦预言电磁波存在后二十多年,次用实验证实了电磁波的存在,测得电磁波传播速度等于光速,证实了光是一种电磁波.

20、阿尔贝群在电磁场中的局域规范对称得到了推广,并在此研究中推导制定出了一个框架,这便是 杨-米尔斯理论 。惠更斯:荷兰科学家;在对光的研究中,提出了光的波动说.发明了摆钟.

21、托马斯·杨:英国物理学家;首先巧妙而简单的解决了相干光源问题,成功地观察到光的干涉现象.(双孔或双缝干涉)

22、伦琴:德国物理学家;继英国物理学家赫谢耳发现线,德国物理学家里特发现紫外线后,发现了当高速电子打在管壁上,管壁能发射出X射线—伦琴射线.

23、普朗克:德国物理学家;提出量子概念—电磁辐射(含光辐射)的能量是不连续的,E与频率υ成正比.其在热力学方面也有巨大贡献.

24、爱因斯坦:德籍犹太人,后加入美国籍,20世纪最伟大的科学家,他提出了“光子”理论及光电效应方程,建立了狭义相对论及广义相对论.提出了“质能方程”.

26、卢瑟福:英国物理学家;通过α粒子的散射现象,提出原子的核式结构;首先实现了人工核反应,发现了质子.

27、玻尔:丹麦物理学家;把普朗克的量子理论应用到原子系统上,提出原子的玻尔理论.

28、查德威克:英国物理学家;从原子核的人工转变实验研究中,发现了中子.

29、威尔逊:英国物理学家;发明了威尔逊云室以观察α、β、γ射线的径迹.

30、贝克勒尔:法国物理学家;首次发现了的天然放射现象,开始认识原子核结构是复杂的.

的物理学家 你认识哪些的物理学家吗?在九年义务教育阶段,我们接触过很多物理学家的理论并加以学习。我已经为大家搜集和整理好了的物理学家的相关信息,一起来了解一下吧,巩固巩固对这些物理学家的认识。 的物理学家1 世界十大杰出物理学家分别为牛顿,爱因斯坦,霍金,麦克斯韦,法拉第,卡文迪许,伽利略,焦耳,普朗克和安培,这十位的物理学家是物理学发展的重要奠定者之一,没有这十位物理学家的贡献,当今的物理学发展就不可能有如此辉煌的成就。 一、牛顿 牛顿是一位非常伟大的物理学家,作为全球七大影响力名人之一,他是很具有影响力的。他提出了的经典力学三定律和万有引力定律是世界上研究物理的基础,牛顿独特的思想和站在巨人的肩膀上,成就了他不平凡的一身。 二、爱因斯坦 爱因斯坦是因为智商很高的物理学家,爱因斯坦从来不在乎自己的外貌,只在乎自己的物理成就,相对论是爱因斯坦的财富。 三、霍金 的时间简史就是霍金所撰写的科学书籍,但是霍金对于整个地球呈现非常明显的.悲观主义思想,不被当今的科学家所认同。 四、麦克斯韦 麦克斯韦是当今电磁学和电学的鼻祖,没有麦克斯韦,就没有当代人对于这些困难的物理学的研究。 五、法拉第 的法拉第电磁感应现象就是法拉第通过反复的研究所得出来的,现在每一位用户能用上电都应该感谢法拉第。 六、卡文迪许 卡文迪许的扭称实验直接测出了万有引力的常量,没有卡文迪许的实验,牛顿的万有引力定律,就不能够实现。 七、伽利略 伽利略是当时思想非常创新的物理学家,他用自己独特的物理学思想抨击的,当时封建礼教的毒害,比萨斜塔的实验是他一生的成就。 八、焦耳 世界上所有的一切都处于不断的活动当中,物理学渗透着相关的能量转变,而能量值的测量是以焦耳命名。 九、普朗克 普朗克是的量子物理的探索者之一,量子物理和宏观的经典物理同样重要,都是探究物体的本质。 十、安培 当今物理学的飞速发展,都是因为有了电的出现,安培发现了很多关于电磁关系的定理,推动的电学和磁学发展到了新的台阶。 的物理学家2 理论物理学家 杨振宁能够说是华人中,论题性的物理学家。但同样是物理学家,实践上有许多类别。像牛顿、爱因斯坦这类的物理学被咱们称为理论物理学家; 像居里夫人,卢瑟福这样的物理学家,其实便是被咱们称为试验物理学家。 除了理论物理学家和试验物理学家,还有一些是把理论进行拓宽使用的科学家,比方:造,火箭的科学家,钱学森便是这类科学家的杰出代表,这类科学家更倾向于工程技术类,或许咱们也说是科技类。 杨振宁实践上并没有从事工程技术类的研讨,他的试验水平也十分糟糕。所以,他在读博士时,就现已决议从事理论物理学的研讨,因而,他是一个理论物理学家。

物理学家有牛顿、爱因斯坦、麦克斯韦、玻尔等人物。牛顿,他在1687年发表的论文《自然定律》里,对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点,并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性,展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律;为太阳中心说提供了强有力的理论支持,并推动了科学革命。爱因斯坦似乎就是那个将构建崭新的物理学大厦的人。爱因斯坦认真研究了麦克斯韦电磁理论,特别是经过赫兹和洛伦兹发展和阐述的电动力学。爱因斯坦坚信电磁理论是完全正确的,但是有一个问题使他不安,这就是参照系以太的存在。他阅读了许多著作发现,所有人试图证明以太存在的试验都是失败的。物理成就麦克斯韦的另一项重要工作是筹建了剑桥大学的个物理实验室——的卡文迪许实验室。该实验室对整个实验物理学的发展产生了极其重要的影响,众多科学家都曾在该实验室工作过。卡文迪许实验室甚至被誉为诺贝尔物理学奖获得者的摇篮。作为该实验室的任主任,麦克斯韦在1871年的就职演说作了精彩的论述,是科学史上一个具有重要意义的演说。1927年初,海森堡、玻尔、约尔丹、薛定谔、狄拉克等成功地创立了原子内部过程的全新理论量子力学,玻尔对量子力学的创立起了巨大的促进作用。1927年9月,玻尔首次提出了"互补原理",奠定了哥本哈根学派对量子力学解释的基础,并从此开始了与爱因斯坦持续多年的关于量子力学意义的论战。

瓦特:蒸气机

牛顿:万有引力

爱因斯坦:相对论

欧姆:电阻

伦琴:X射线

伏特:电压

物理学的初步形成到现在的近代物理经过什么发展,各个时期的代表人物是谁?

另一条思路是利用超冷原子配对形成超冷分子,这需要运用Feshbach共振技术。原子态和分子态通常有不同的能量,利用磁场和磁矩的相互作用可以移动它们的能级。当磁场调节到特定的强度(称为共振点)时,原子态与分子态能量相同,可以发生显著的耦合,从而使一部分原子转化为分子。

物理学是人们对无生命自然界中物质的转变的知识做出规律性的总结。这种运动和转变应有两种。一是早期人们通过感官视觉的延伸,二是近代人们通过发明创造供观察测量用的科学仪器,实验得出的结果,间接认识物质内部组成建立在的基础上。物理学从研究角度及观点不同,可分为微观与宏观两部分,宏观是不分析微粒群中的单个作用效果而直接考虑整体效果,是最早期就已经出现的,微观物理学随着科技的发展理论逐渐完善。

其次,物理又是一种智能。

诚如诺贝尔物理学奖得主、德国科学家玻恩所言:“如其说是因为我发表的工作里包含了一个自然现象的发现,倒不如说是因为那里包含了一个关于自然现象的科学思想方法基础。”物理学之所以被人们公认为一门重要的科学,不仅仅在于它对客观世界的规律作出了深刻的揭示,还因为它在发展、成长的过程中,形成了一整套独特而卓有成效的思想方法体系。正因为如此,使得物理学当之无愧地成了人类智能的结晶,文明的瑰宝。

● 牛顿力学 (Mechanics)研究物体机械运动的基本规律及关于时空相对性的规律

● 电磁学 (Electromagneti)研究电磁现象,物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律

● 热力学 (Thermodynamics)研究物质热运动的统计规律及其宏观表现

● 相对论 (Relativity)研究物体的高速运动效应以及相关的动力学规律

● 量子力学 (Quantum mechanics)研究微观物质运动现象以及基本运动规律二.物理学的基本理论物理学是一门最基本的科学;是最古老,但发展最快的科学;它提供最多,最基本的科学研究手段.物理学是一切自然科学的基础物理学派生出来的分支及交叉学科物理学构成了化学,生物学,材料科学,地球物理学等学科的基础,物理学的基本概念和技术被应用到所有自然科学之中.物理学与数学之间有着深刻的内在联系粒子物理学原子核物理学原子分子物理学固体物理学凝聚态物理学激光物理学等离子体物理学地球物理学生物物理学天体物理学宇宙射线物理学三. 物理学是构成自然科学的理论基础四. 物理学与技术20世纪,物理学被公认为科学技术发展中最重要的带头学科

● 热机的发明和使用,提供了种模式:

● 电气化的进程,提供了第二种模式:核能的利用激光器的产生层析成像技术(CT)超导电子技术技术—— 物理—— 技术物理—— 技术—— 物理粒子散射实验X 射线的发现受激辐射理论低温超导微观理论电子计算机的诞生

● 1962年 发明了集成电路

● 70年代后期 出现了大规模集成电路

● 1926年 建立了费米 狄拉克统计

● 1927年 建立了布洛赫波的理论

● 1928年 索该框架下确定了对称决定相互作用, 只需要选择一个 对称性便能在“群”中被确定。这 了 物理界以往的研究方法,过去人们是先确定一种现象,再从中去解释。末菲提出能带的猜想

● 1957年 皮帕得测量了个费米面超晶格材料纳米材料光子晶体晶体管的发明大规模集可以说这样的研究发现即使是诺贝尔奖也很难为其衡量贡献,但值得一提的是,该研究除了杨振宁外,还有他的研究生助手米尔斯同样也是该理论的 贡献者 ,并且还有众多物理学家为其 添砖加瓦 ,最终糅合各家所长完成的 一个统一定论 。成电路电子计算机信息技术与工程

● 几乎所有的重大新(高)技术领域的创立,事先都在物理学中经过长期的酝酿.

● 当今物理学和科学技术的关系两种模式并存,相互交叉,相互促进"没有昨日的基础科学就没有今日的技术革命". —— 李政道量子力学能带理论人工设计材料五. 物理学的方法和科学态度提出命题推测理论预言实验验证修改理论现代物理学是一门理论和实验高度结合的科学从新的观测事实或实验事实中提炼出来,或从已有原理中推演出来建立模型;用已知原理对现象作定性解释,进行逻辑推理和数学演算新的理论必须提出能够为实验所证伪的预言一切物理理论最终都要以观测或实验事实为准则当一个理论与实验事实不符时,它就面临着被修改或被推翻 六. 怎样学习物理学物理学家费曼说:科学是一种方法.它教导人们:一些事物是怎样被了解的,什么事情是已知的,现在了解到了什么程度,如何对待疑问和不确定性,证据服从什么法则;如何思考事物,做出判断,如何区别真伪和表面现象 .物理学家爱因斯坦说:发展思考和判断地一般能力,应当始终放在首位,而不应当把专业知识放在首位.如果一个人掌握了他的学科的基础理论,并且学会了思考和工作,他必定会找到自己的道路,而且比起那种主要以获得细节知识为其培训内容的人来,他一定会更好地适应进步和变化 .

● 物理学的本质:物理学并不研究自然界现象的机制(或者根本不能研究),我们只能在某些现象中感受某些自然界的规则,并试图以这规则来解释自然界所发生任何的事情。我们有限的智力总试图在理解自然,并试图改变自然,这是我们物理,甚至是所有学科,所共同追求的目标。

1600年前,物理学从哲学中分离出来,代表是加俐略。

冬天观察一下大自然有哪些变化?

大量事实表明,物理思想与方法不仅对物理学本身有价值,而且对整个自然科学,乃至科学的发展都有着重要的贡献。有人统计过,自20世纪中叶以来,在诺贝尔化学奖、生物及医学奖,甚至经济学奖的获奖者中,有一半以上的人具有物理学的背景;——这意味着他们从物理学中汲取了智能,转而在非物理领域里获得了成功。——反过来,却从未发现有非物理专业出身的科学家问鼎诺贝尔物理学奖的事例。这就是物理智能的力量。难怪国外有专家十分尖锐地指出:没有物理修养的民族是愚蠢的民族!

大自然的变化 一年四季的雨和风是非常神奇的,也藏有很多的奥秘。 春天的雨,是绵绵细雨。它带着一阵阵凉爽的风,轻轻地,轻轻地,把春天的大门打开了。

几十年来,超冷原子技术已经取得了长足发展。由于冷原子体系没有杂质和缺陷的特性及其非常灵活的调控能力,过去十几年,冷原子量子模拟、量子信息等方向已经取得了,特别是冷原子和光晶格的完美结合,大大地加深了人们们对量子强相互作用体系的理解。物理学家甚至在空间站和火箭上产生BEC;把BEC放进光学晶格,模拟晶体的性质;用BEC模拟宇宙学现象和弯曲时空的物理。

太阳晒了谢多少钱一个月

草木结霜,太阳发暗,空气发寒,植物枯黄

树木光树枝,天上飘弱作用左右对称性(宇称)等的破坏。力学和电磁学规律对于把惯性参考系(惯性系)从左手系变为右手系是不变的,把时间反号也是不变的。这些称为空间反演和时间反演不变的规律性与空间和时间的概念密切相关。同时,还存在与这些对称性相联系的正反电荷对称性。但在微观粒子的弱相互作用中,空间反演不变、时间反演不变和正反电荷反演不变这类规律性不再成立。从20世纪中期李政道和杨振宁提出宇称不守恒,并为实验证实开始,物理学正逐步认识到这一点。不过,至今还不清楚更深刻的本质是什么 。雪花

诺贝尔奖都难以衡量其贡献,杨振宁的杨-米尔斯理论,有多厉害?

200年前发展为经典物理学,代表牛顿。

不过今天许多令人熟知的一些理论概念,在过去却有着非常曲折的发展 历史 ,其中以 量子物理 的发展最为坎坷,这是为什么?

因为在当时的物理研究中,许多关键的研究和概念 并不被科学家认可,像费曼、爱因斯坦、泡利这样的物理学虽然都有接触过量子物理。

但这其中 缺乏一种统一 的理论可以对世界进行阐述,并且相关的 实验也非常少 。

究竟什么是宇称不守恒?当年物理界争议的问题到底是什么?物理学是如何走向统一的?被苦心钻研出的杨-米尔斯理论又是什么?

本文接下来将从现代规范场论、粒子物理标准、杨-米尔斯理论来解答这些问题,一起来看看连诺贝尔奖都难以衡量的贡献,杨振宁的杨-米尔斯理论到底有多厉害?

20世纪初,当科学家们还在为电磁问题争得不可开交时, 爱因斯坦 已经着手准备自己的 电磁方程组研究 了。

尽管 麦克斯韦方程 揭示了电磁作用,但在引力系统中还是存在一些未知问题。

电磁相互作用、强相互、弱相互、引力相互,前三者科学家经过多次研究,基本已经明白了这之间的 运作原理 ,但是 引力的相互作用 还是没有弄明白。

即便是爱因斯坦本人,最终到他也没有完全明白引力相互作用,不过他提出的广义相对论算是做了一个 基本的开端 。

从爱因斯坦所处的这个时代开始,物理学家们就一直想要寻找一种完美的统一方案,这个方案可以把这四种基本相互作用进行统一,可以用来解释整个世界,也就是后来人们谈论的 “大一统”定律 。

想要统一整合这些问题 非常困难 ,这时的物理研究还有一些固执的观点并没有被打破。

从 历史 爱因斯坦的 相对论 给物理界带来了新的曙光,人们在相对论的框架下重新认识到了 时间与空间的关 系。发展来看,正是过去一些条条框框的束缚,让不少科学家没有踏出这关键性的一步,“ 宇称守恒性 ”正是那一个大框架。

诺特定理解释了能量守恒的对称性,即时间平移不变性、空间平移对称、空间旋转对称。这里给大家选取一个较为容易理解的一个特性, 时间平移不变性 。

也就是说,今天的实验和明天的实验中,两个相同的实验并不会因为 时间上 的变化,而出现 物理定律 的不同。

此外,空间平移对称性和空间旋转对称性分别对应动量守恒、角动量守恒,这里便不再仔细叙述。

总之,物理学家们认为这种对称性应该存在于整个宇宙中,不过有一个问题在于, 镜面世界 是否也遵循这种原则?换句话说,这种 对称性是否在镜像中存在 ?

在牛顿的运动定律中,整个物理研究基本上都严格遵循这个 对称不变性 。因此,当时大部分科学家都认为四种基本相互作用里,同样也遵循这样的定理。

但是电磁力、引力、强力都在后来的研究中证实了,而关于 弱力的实验 和研究少之又少。

由于宇称守恒给许多物理学家带来了新的研究,物理学中的体系也在不断地被丰富,尽管有些物理过程看起来并不是那么遵循这种 守恒定律 ,但是众多科学家并 没有怀疑 这种理论的 正确性 。

怀疑这种对称性原理的科学家并不多, 杨振宁 算一个, β衰变的研究 让杨振宁和李政道两人开始重新看待起宇称守恒的问题。

但经过前文的介绍,想必大家也明白,这样的论文想要 得到支持有多难 ,更别说像费曼、泡利这样的物理还曾严厉批评过这些相关的实验。

不过这时出现了一名 真正敢于尝试 的人物,同时也是极力支持杨振宁和李政道研究的人—— 吴健雄 。

吴健雄的 钴元素放射实验中 的β衰变证明了宇称守恒在弱相互作用下并没像定律展示的那样,宇称守恒 就此被打破 。

实验和论文完成的第二年,杨振宁和李政道两人就获得了 诺贝尔奖 。

不过这并不是说诺特定律就是 错的或是有问题 ,它并 不完全适用 整个物理世界,强弱相互作用不一定遵循这种对称性,诺特定理还是有它自身发挥的地方。

物理界在迎来一次大变化后,新的融合即将出现,这就是杨-米尔斯理论,也被称作“ 非阿贝尔规范场论 ”。

这里需要指明一点,也是需要 强调的一点 ,每一个相互作用力对应一个场,例如电磁作用对应电磁场,引力相互对应引力场。

宇称不守恒在被发现之前, 电磁理论的研究 也得到了进一步的解释。 外尔 在电磁的研究中发现,电荷守恒是由规范不变性出现,但规范不变性如果是在局域对称中,就必须 包含电磁场 。

这两种规范变换解释了电磁理论,这样的变换过程的推导是否能够应用在其他相互作用力上?外尔的研究吸引了杨振宁,既然相互作用有自身应对的 变换和特有 物理属性,那么其他作用力应该也会有, 弱力 会不会也像这样?

“ 群论 ”是描述对称性的数学语言,之前关于电磁场研究的对应变换正是利用了 群论中“酉群” ,可以简单的把它理解成一种变换公式结果不变。

杨振宁在后来的推导中,和 米尔斯 一起完成了关于海森堡的同位旋守恒,以及同位旋规范不变性的研究。

而现在,可以直接 先设,再去解释 。

到了后来, 夸克模型 的建立进一步利用到了这种公式,成功描述了强力相互作用下的 量子色动主要包括经典物理学、近代物理学、现代物理学,经典物理学也就是牛顿力学、近代物理学包括原子论、量子力学、爱因斯坦的相对论,现代物理学主要侧重核能,等的研究力学的核心 。

并且到后来的量子色动力学中,杨-米尔斯给出的数学框架解释了强力、弱力的问题。“ 希格斯机制 ”的出现为整个理论框架完成了的建设,就此,人们利用该定理解释了 强力、弱力、电磁力 。

并且在现代的量子物理中,这套理论框架还为不少理论做出了贡献,可以说这是现代物理学的 一块基石 ,没有它的出现,现代物理不可能发展如此迅速。

尽管这只是一个数学体系,并不是什么实际的理论,但是只要利用该公式和相应的框架,就可以对未来的发现(例如 基本粒子 )进行预测。

正是有了他们这样 敢于质疑同时论 的学者,科学研究才能够不断更新变化, 物理研究 才走向今天。

什么是宇称守恒与宇称不守恒

物理学是研究自然界的物质结构、物体间的相互作用和物体运动最一般规律的自然科学。物理学研究的范围 —— 物质世界的层次和数量级物理学 (Physics)质子 10-15 m空间尺度:物 质 结 构物质相互作用物质运动规律微观粒子Microscopic介观物质mesoscopic宏观物质macroscopic宇观物质coological类星体 10 26 m时间尺度:基本粒子寿命 10-25 s宇宙寿命 1018 s绪 论E-15E-12E-09E-06E-031mE+03E+06E+09E+12E+15E+18E+21E+24E+27最小 的细胞原子原子核基本粒子DNA长度星系团银河系最近恒 星的距离太阳系太阳山哈勃半径超星系团人蛇吞尾图,形象地表示了物质空间尺寸的层次物理现象按空间尺度划分:量子力学经典物理学宇宙物理学按速率大小划分: 相对论物理学非相对论物理学按客体大小划分: 微观系统宏观系统 按运动速度划分: 低速现象高速现象 实验物理理论物理计算物理今日物理学物理学的发展。

据个例子,描述电磁相互作用的最基本31、同时,世界中的几大基本作用力也在后面有了清晰的认识。玛丽·居里夫妇:法国(波兰)物理学家,是原子物理的先驱者,“镭”的发现者.方程是麦克斯韦方程组。设我们在一面镜子里观测各种电磁现象,然后我们总结出一些基本规律,发现和那个麦克斯韦方程组符合,于是我们就说电磁相互作用是宇称守恒的。镜子中的各种力学过程,同样可以用牛顿的定律解释。自然界中的四中基本力,已发现引力,电磁力,强作用这三种是宇称守恒的,只有弱作用是宇称不守恒的,也就是说在镜子中观察总结弱相互作用得出的规律与真实世界不同。

量子物理里程碑:华人科学家制备分子BEC

● 1925 26年 建立了量子力学

近日,华人物理学家在量子物理领域取得了重大突破。来自芝加哥大学与山西大学的研究人员,首次通过 原子 玻色-爱因斯坦凝聚体产生了具有固有角动量的 分子 玻色-爱因斯坦凝聚体。在这种方法下,数千个分子 共享同一个量子态 ,步履一致地翩翩起舞。该成果突破了学界攻坚数十年的技术难题,具有巨大的基础应用价值,有科学家将其称誉为“量子工程的绘图纸”。

论文于2021年4月28日发表在nature上,通讯作者为芝加哥大学金政;单位为芝加哥大学14、汤姆生:英国科学家;研究阴极射线,发现电子,测得了电子的比荷e/m;汤姆生还提出了“枣糕模型”,在当时能解释一些实验现象.,第二单位为山西大学;

玻色-爱因斯坦凝聚态 (Bose-Einstein Condensation,BEC)是爱因斯坦在1924年预言的一种物质形态,是一种十分神奇的物态。BEC要求在理想气体中将玻色所提出的光子量子统计规律推广到原子层面,且只发生在 全同玻色子 之中。所谓"全同"不仅指这些玻色子的内禀属性一样(如具有相同质量,相同数量的电荷等),它还要求原子内部的能态也一样。当温度十分低、每个粒子的德布罗意波长足够长的时候,这些粒子的物质波分布会发生重叠,粒子会开始“彼此不分”。因此,处在BEC状态的原子云,其每个原子都将按照相同的方式同步运动,因此可将它们视作一个巨大的单一原子,用同一个波函数来描述其状态,这就是所谓的 共享同一量子态 。

在 历史 上,科学家们首先通过稀薄碱金属气体实现了爱因斯坦的这一推论,在原子层面制备出了BEC。但是,由于分子具有复杂的转动自由度和丰富的内部结构,制备分子BEC难度要大得多。目前制备分子BEC的思路有二:一是采用激光冷却技术冷却分子,但这需要设置比制备原子BEC时更复杂的冷却光束,而且分子更多的能级结构也带来了更多的损耗通道,因此对分子稳定现代物理学 的发展不过百年的时间,不断延伸出去的分支理论进一步 丰富了整个物理体系 。性提出了较高的要求。科学家们已经沿着这一思路进行了许多巧妙的尝试。

金政

本次研究采取的是第二种思路。 研究人员首先制备了准二维的原子BEC,其温度为10纳开(仅比零度高一亿分之一度),然后令扫描磁场强度经过19.87高斯这一Feshbach共振点,在该过程中约有15%的原子形成了分子(数量约6000个)。势阱的几何形状和低温有效减少了非弹性损失,是分子BEC成功制备的关键因素之一。金政还设计了一些方法增加这些分子BEC的稳定性:“分子通常会向各个方向移动,如果放任不管,其稳定性就会很低。因此我们限制了分子,令其处于一个二维平面,只能朝两个方向运动。” 该研究最终首次实现了原子BEC向分子BEC的转化,这些得到的分子行动几乎完全一致,秩序井然。

分子BEC的图像

这组行动“整齐划一”的分子,令金政十分兴奋,他表示他在学生时代就以此作为目标。更有科学家称誉分子BEC就类似于量子工程的绘图纸,其基础应用价值不言而喻。金政说:“这是一个理想的起点。比如,设你要构建存储信息的量子系统,那么在订制、记录信息之前,首先需要的是一个干净的书写平台。”

超冷原子分子物理成为物理热门已有几十年。1986年,朱棣文与William D. Phillips成功捕捉、冷却中性原子,为原子物理开启了新的纪元。这项成就与Claude Cohen-Tannoudji作出的理论贡献一起,被授予了1997年的诺贝尔物理奖。1995年,科学家将具有玻色子性质的原子进一步冷却,首次观察到了原子玻色-爱因斯坦凝聚体。这是一项里程碑式的发现,主导该实验的Eric A. Cornell、Carl E. Wieman与Wolfgang Ketterle则因此获得了2001年的诺贝尔物理奖。五年之间摘获两项诺贝尔奖,这样的成绩已足以令超冷原子分子物理在学界站稳脚跟。

但是,原子间的相互作用通常是很弱且短程的范德华作用,这些特性带来了一些限制, 很多凝聚态体系中非常重要的问题,目前在超冷原子体系中还很难实现。这正是一些科学家们不再满足于超冷原子,转而向分子层面的分子量子气体(Molecular quantum gases)发起挑战的原因。

相较原子,分子拥有较原子更丰富的内部能级构型,在很多领域的应用前景都非常广阔。首先,对于分子的实验研究可以扩展对于量子体系的控和精密测量,利用其丰富的内部结构,可以检验诸如基本常数对称性和宇称标准模型的各种扩展等很基本的物理问题;再则,极性分子气体能够提供一类新的量子多体系统,它具有很强的各向异性的偶极相互作用,并且可以很容易地通过外电场来调节相互作用;第三,简并分子气体还使得研究极低温的化学反应成为可能。

概括而言,传统研究领域如光频标、量子信息、物质波干涉仪和量子简并特性等,新的研究方向如分子间的可控相互作用、电场诱导的电偶极距、手性分子光谱和超冷化学等,都是分子量子气体的用武之地。而本次研究成果无疑带有敲门砖的性质,为后续研究给予启发。我们能够看到,华人物理学家朱棣文曾经在该领域作出巨大贡献,并得到了诺奖的肯定;而今天,华人科学家再度凭借卓越智慧,为世界科学发展锦上添花。

甘宇称失联17天靠吃野果生存,他经历了哪些难题?

为了解释这种守恒是否存在于β衰变中,随后两人设计了几种实验来证明这种理论 不存在于β衰变中 ,并接着发表了“ 宇称不守恒 ”的论文。

他经历了很多的问题,因为处于失联的状态,没有吃的,没有喝的,他也没有一个稳定的住所,而且还受了伤。

10、密立根:美国科学家;利用带电油滴在竖直电场中的平衡,得到了基本电荷e .

如今发展为微观物理学,代表,爱因斯坦。当时他没有任何的食物和水,一直靠着山泉来维生。他也被困在了湾东村,一直在寻找救援。

他在中受伤,一个人身处荒郊野岭,没有可以果腹的东西,没有适合避风避雨的地方,路途遥远,体力不够。

时间反演对称性的微观现象:时间反演的不变性

牛顿给出的物理框架下,让后续的科学家发现了物理学中的连续对称性和守恒定律相对应,这个概念的创造人物就是 诺特 ,在后来被称作“ 诺特定理 ”。

因为大多数系统在时间反演下都不会保持不变,实际上问题变成是否能够找出一个系统具有时间反演对称性。在经典力学中,速度v在时间反演作T下反向,但是加速度在时间反演作下不变。分子BEC的背景与前景因此耗散系统中必然包含速度v的奇次方项。但是如果设计一个精巧的实验将耗散尽可能移除的话,力学定律被证明是时间反演不变的。耗散的出现源自热力学第二定律。

随着 宇称不守恒 的发现,到后来的 杨-米尔斯理论 的发展,物理学中的许多问题才得到统一,并 最终演化分支 出今天众多且复杂的物理研究。

物理学按时间的分类

由于强弱作用并没有像电磁场变换公式这样, 可以直接推导 利用群论,因此寻找一种群论公式是解开问题的 ● 学习的观点:从整体上逻辑地,协调地学习物理学,了解物理学中各个分支之间的相互联系. 关键所在 。

物理学的发展,经历了几次大的飞跃。十六世纪以后,物理学采用了系统的实验方法,在此基础上发现了许多前所未见的事实,很快建立了一套完整的理论,在科学上人们把它称为经典理论物理学,或叫古典理论物理学。经典物理学以经典力学、热力学和统计物理学、经典点动力学为基础,构成一个完整.严密的理论体系。这几个体系的建立,标志着人类对物理现象认识的一次巨大飞跃,它对生产和科学的发展起了很大的推动作用。

25、德布罗意:法国物理学家;提出一切微观粒子都有波粒二象性;提出物质波概念,任何一种运动的物体都有一种波与之对应.

到十九世纪末二十世纪初,物理学又发现了一系列新的实验事实,如电子和放射性现象;迈克耳逊—莫雷测量以太实验得出的负结果;黑体辐射实验等。这些事实冲击了经典物理理论,使得物理学经历了一次比以前更为深刻的变革,由此诞生了现代物理学。研究高速(接近光速)物理现象的相对论,和研究微观的量子力学,乃是现代物理学的两大基础理论。

现在,人类对物理现象的探索,已经在一条更为广阔更为深入的阵线上展开,原子核物理和“基本”粒子物理学,凝聚态物理学、统一场论,是现代物理学中最活跃的部门。

我就说说我自己的看法吧从公元前到十九世纪末都可以说是经典物理时期,其中包括经典力学、经典电磁学。一汤姆生提出原子结构为标志,进入近代物理学阶段。其中包括量子物理、原子物理、相对论等等。以二战结束为标志,现代物理学开始了。种类繁多,不胜枚举。其中影响力的应该栓得上同一物理学理论了,包括超弦理论、M理论等等

经典物理学是以牛顿力学体系为框架的物理学体系,一般研究宏观低速物体.现代物理学是以相对论和量子力学为基础的物理学体系,研究微观高速物体。而近代物理学则是指摆脱愚昧,成一个完整体系的物理学,不多和经典物理学同时开始。

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