曾诺贝尔物理学奖得主、理论物理学家罗伊·J·格劳伯(Roy J. Glauber)

文章作者:管理一号 | 2019-01-10
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2018年12月26日,2005年诺贝尔物理学奖得主、理论物理学家罗伊·J·格劳伯(Roy J. Glauber)在马萨诸塞州牛顿市(Newton)逝世,享年93岁。他曾因运用量子理论来解说光学问题,以及光与物质间的彼此作用而取得诺贝尔奖,还为量子电动力学(quantum electrodynamics)奠定了根底。

他的儿子杰弗里(Jeffrey)证明了这一音讯。杰弗里说,当天早上,他的父亲因呼吸困难而被送进牛顿韦尔斯利医院(Newton Wellesley Hospital),但他没有阐明详细的过世原因。

格劳伯从事的研讨十分具有开拓性,他重视的是被量子物理学所忽视的一个研讨范畴。在20世纪上半叶的大部分时间里,大多数物理学家因一向专心于企图了解物质的实质而疏忽了光学范畴。1960年,跟着激光技能的开展,这种状况才开端发作改变。物理学家想要了解激光的作业原理和量子力学有何联系,也想弄清楚操控亚原子粒子(subatomic particles)的奥秘规律。

1956年,英国天文学家罗伯特·汉伯里·布朗(Robert Hanbury Brown)和理查德·Q·特威斯(Richard Q.Twiss)做了一项丈量可见恒星的表观角直径(apparent angular diameter)的试验。(角直径能从实质上反应出夜空中光点的实在尺度。)其时,这两位科学家安装了两个探测器来接纳光子,并把它们发送到一个中心设备进行丈量。格劳伯对这项试验发生了稠密的爱好。

该项试验的成果证明了量子物理学的一个中心观念:光尽管是由粒子组成的,但它会像接连波相同运动。不过,其时缺少一个数学结构来解说发作原理,所以格劳伯开端针对这一问题进行了研讨。

1963年,他宣布了一篇具有里程碑含义的论文——《光学相干的量子理论》(The Quantum Theory of Optical Coherence),使用杂乱的技能将量子力学使用在不同方式的光上面。而在此之前,科学家只会用前量子物理学(pre-quantum physics)的经典办法和数学来剖析光的实质。

格劳伯得出的一部分结论是:粒子的能量会对互相一同发生有利和有害的搅扰,就像一向以来人们对波能量的知道相同,并且这一观念自身并不存在内涵的对立。

英国理论物理学家保罗·迪拉克(Paul Dirac)创建的方程式为量子物理学奠定了数学根底,但格劳伯得出的光子彼此作用理论却与他的部分研讨彼此对立。格劳伯在取得诺贝尔奖后的讲演中解说说,迪拉克以为光子只会搅扰它们自己。

“嗯,请原谅我说一句,尽管这是量子力学的经典学说,但它是在胡言乱语,”格劳伯说。

格劳伯的理论不只可以解说灯泡漫射光(由不同频率的电磁辐射组成)和强激光束(其频率和相位都是稳定的)之间的差异,还为量子计算机及量子密码学的开展、用量子力学进行加密使用等方面奠定了根底。

“格劳伯的理论是这些学科的根底,”麻省理工学院物理学教授丹尼尔·克莱普纳(Daniel Kleppner)说。“不需求用格劳伯的理论来创造激光,但需求用他的理论来了解激光的性质。”

2005年,格劳伯凭仗这一发现取得了诺贝尔奖。除此之外,因研讨精细光谱学而遭到认可的美国学者约翰·L·霍尔(John L. Hall)和德国学者特奥多尔·W·亨施(Theodre W. Hansch)也取得了当年的诺贝尔物理学奖。

罗伊·杰伊·格劳伯(Roy Jay Glauber)于1925年9月1日出生在纽约。他的父亲伊曼纽尔(Emanuel)是一名巡回推销员,带着受过小学教师训练的妻子费利西亚·(福克斯)·格劳伯[Felicia (Fox) Glauber]和儿子一向在四处奔波。

“在长期开车穿过无穷无尽的农田今后,”格劳伯在为诺贝尔委员会(Nobel committee)编撰的自传文章中写道,“咱们会去路旁边挂着‘游客-有空位’(Tourists-Vacancy)标志的农房过夜——但从来不会在同一个当地接连住上两晚。那时分还没有呈现汽车旅馆。”

1929 年的股市大崩盘终结了这家人的活动式日子。他的父亲赋闲了,全家人不得不搬回纽约,曲折日子在曼哈顿、皇后区和布朗克斯(Bronx)。

格劳伯在十几岁的时分就对科学和天文学发生了爱好。他从前经过亲手磨自己的镜片来制作望远镜,还经常去天然历史博物馆里的海登天文馆(Hayden Planetarium at the Museum of Natural History)听讲座。

在1938年秋天,格劳伯进入了刚成立的布朗克斯科学高中(Bronx High School of Science)读书。他在三年后结业,并被哈佛大学选取。

1943年10月,也就是格劳伯念大二的时分,他被招募加入了一个绝密的项目——去新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯(Los Alamos),为有名的“曼哈顿方案”(Manhattan Project)制作原子弹。他先乘火车到了那里,然后和数学家约翰·冯·诺依曼(John Von Neumann)一同坐车去了试验室。

在洛斯阿拉莫斯,格劳伯担任测算炸弹爆破的临界质量。

项目完毕回到哈佛大学后,他于1946年取得学士学位,并在1949年取得哈佛的博士学位。博士论文指导老师是物理学家朱利安·施温格(Julian Schwinger),他曾凭仗量子电动力学方面的研讨于 1965 年取得诺贝尔奖。

格劳伯从哈佛大学结业后,遭到“曼哈顿方案”的前领导者 J·罗伯特·奥本海默(J. Robert Oppenheimer)之邀,去新泽西州普林斯顿的高级研讨学院(Institute For Advanced Study)作业了一段时间,而奥本海默自己是该学院的所长。在这儿,格劳伯还与 1945 年取得诺贝尔物理学奖的沃尔夫冈·保利(Wolfgang Pauli)合作过。

随后,格劳伯到帕萨迪纳(Pasadena)的加州理工学院教了一年书(在这段时间里,他顶替了未来的诺贝尔奖得主理查德·费曼[Richard Feynman]的作业,由于后者其时在巴西进行学术度假)。他在1952年回到哈佛任教,并在这儿度过了余下的职业生涯。

1960年,格劳伯与辛西娅·里奇(Cynthia Rich)成婚,但婚姻只继续到1975年。其时,他住在马萨诸塞州波士顿城外的阿灵顿(Arlington)。

除了儿子杰弗里之外,格劳伯现在还健在的亲属还包含:他的女儿瓦莱丽·格劳伯·弗莱施曼(Valerie Glauber Fleischman)、妹妹杰奎琳·戈登(Jacqueline Gordon)、与他相伴13年的伴侣阿托莉·罗塞特(Atholie Rosett)以及五个孙辈。

格劳伯的幽默感是众所周知的。他在取得诺贝尔奖之前,每年都会参与搞笑诺贝尔奖(Ig Nobel Prizes)——该颁奖礼在哈佛大学举行,是对诺贝尔颁奖礼的风趣仿照,会赞誉不同寻常或微乎其微的科学成果。格劳伯在仪式中扮演“执帚人”的人物,担任打扫舞台上的纸飞机。

格劳伯在取得真实的诺贝尔奖后,用这么一段话敞开了他的讲演:“当然,咱们在地球上发现光量子现已超越一百年了。事实上,自从天主说‘要有量子电动力学’开端,咱们就发现了光量子。当然,这句话是从希伯来语翻译过来的。

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