The Nobel Prize KUNGL. VETENSKAPS- in Physics AKADEMIEN THE ROYAL SWEDISH ACADEMY OF SCIENCES 罗杰彭罗斯 莱因哈德根泽尔 安德里亚格兹 Roger Penrose Reinhard Genzel Andrea Ghez Prize share:1/2 Prize share:1/4 Prize share:1/4 2020年 2020年诺贝尔物理学奖一半授予英国科学家罗杰彭 罗斯(Roger Penrose),，“因为发现黑洞的形成是对广义相对论 的有力预测”。另外一半授予德国科学家莱因哈德根泽尔( Reinhard Genzel)和美国科学家安德里亚：格兹(Andrea Ghez) ,因为在银河系中心发现了一个超大质量的致密天体
in Physics 罗杰·彭罗斯 Roger Penrose Prize share: 1/2 莱因哈德·根泽尔 Reinhard Genzel Prize share: 1/4 安德里亚·格兹 Andrea Ghez Prize share: 1/4 2020年 2020年诺贝尔物理学奖一半授予英国科学家罗杰·彭 罗斯（Roger Penrose） ， “因为发现黑洞的形成是对广义相对论 的有力预测” 。另外一半授予德国科学家莱因哈德·根泽尔（ Reinhard Genzel）和美国科学家安德里亚·格兹（Andrea Ghez） ，因为在银河系中心发现了一个超大质量的致密天体
The Nobel Prize KUNGL VETENSKAPS- in Physics AKADEMIEN THE ROYAL SWEDISH ACADEMY OF SCIENCES 詹姆斯皮布尔斯 米歇尔马约尔 迪迪埃奎洛兹 James Peebles Michel Mayor Didier Queloz Prize share:1/2 Prize share:1/4 Prize share:1/4 2019年 2019年诺贝尔物理学奖授予美国普林斯顿大学)ames Peebles教授，以表彰他"在物理宇宙学的理论发现”，以及瑞士日 内瓦大学的Michel Mayor教授和瑞士日内瓦大学教授兼英国剑桥大 学教授Didier Queloz,以表彰他们“发现了一颗围绕类太阳恒星运 行的系外行星”。 ANDROMEDA PEGASUS 51 Pegasi Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences
in Physics 詹姆斯·皮布尔斯 James Peebles Prize share: 1/2 米歇尔·马约尔 Michel Mayor Prize share: 1/4 迪迪埃·奎洛兹 Didier Queloz Prize share: 1/4 2019年 2019年诺贝尔物理学奖授予美国普林斯顿大学James Peebles教授，以表彰他“在物理宇宙学的理论发现” ，以及瑞士日 内瓦大学的Michel Mayor教授和瑞士日内瓦大学教授兼英国剑桥大 学教授Didier Queloz，以表彰他们“发现了一颗围绕类太阳恒星运 行的系外行星”
NS The Nobel Prize KUNGL VETENSKAPS- in Physics AKADEMIEN THE ROYAL SWEDISH ACADEMY OF SCIENCES 亚瑟·阿斯金 杰哈·莫罗 唐娜斯特里克兰 Arthur Ashkin Gerard Mourou Donna Strickland Prize share:1/2 Prize share:1/4 Prize share:1/4 2018年1 诺贝尔物理学奖被授予“激光物理学领域开创性的发 明”，其中一半奖金授予美国贝尔实验室科学家亚瑟阿斯金，因其 在“光学镊子及其在生物系统中的应用”领域所做的工作；另一半 奖金由法国巴黎综合理工学院科学家杰哈莫罗和加拿大滑铁卢大学 科学家唐娜斯特里克兰共同分享，以表彰他们在“产生高强度、超 短光脉冲方法”方面的工作
in Physics 亚瑟·阿斯金 Arthur Ashkin Prize share: 1/2 杰哈·莫罗 Gérard Mourou Prize share: 1/4 唐娜·斯特里克兰 Donna Strickland Prize share: 1/4 2018年 诺贝尔物理学奖被授予“激光物理学领域开创性的发 明” ，其中一半奖金授予美国贝尔实验室科学家亚瑟·阿斯金，因其 在“光学镊子及其在生物系统中的应用”领域所做的工作；另一半 奖金由法国巴黎综合理工学院科学家杰哈·莫罗和加拿大滑铁卢大学 科学家唐娜·斯特里克兰共同分享，以表彰他们在“产生高强度、超 短光脉冲方法”方面的工作
The Nobel Prize KUNGL VETENSKAPS- in Physics AKADEMIEN THE ROYAL SWEDISH ACADEMY OF SCIENCES 光镊 聚焦的激光除了可以将颗 粒困在激光的中心轴上，还可 以将它困在光轴上的特定位置： 无论颗粒在激光聚焦点之前 （左图)或之后（右图），动 量的传递都会对颗粒产生一个 指向激光聚焦，点的合力。因此， 颗粒会被固定于聚焦点稍微偏 后一点的位置。（稍微偏后是 laser light in laser light in 因为颗粒会由于光的散射而受 intensity profile intensity profile 到沿着光传播方向的力) 光镊、光学镊子或光钳(optical tweezers)是一种通过高度聚焦激光束产 生力（量级通常为皮牛顿级）移动微小透明物体的装置。其中把持物体的区域也 称为光阱(optical trap),相应的技术称作光学捕捉(optical trapping)。这 种技术可以用于移动细胞或病毒颗粒，把细胞捏成各种形状，或者冷却原子。由 于光镊的力可以精准地直接作用于细胞甚至更小的目标，因此在生物学方面的应 用变得越来越广泛。 啁啾脉冲放大 首先利用展宽器（例如衍 射光栅、棱镜等色散器件)在 初始脉冲进入增益介质之前将 其展宽，降低峰值功率；随后， 展宽脉冲进入增益介质进行放 大，由于脉冲已被展宽，可以 提取更多的能量而不致使增益 介质发生损伤；最后，放大脉 冲进入压缩器，压缩器的色散 与展宽器的色散极性相反，此 时放大脉冲中的啁啾可被部分 或全部补偿，放大脉冲被压缩 pair,a 设定脉宽（甚至是傅里叶变换 极限脉宽)，脉冲峰值功率便 能得到极大的提高。 “啁啾脉冲放大(Chirped Pulse Amplification)”技术被用作激光放大。激光 物质有一个临界功率，在很长时间内一直是激光放大的极限。啁愀放大技术的原 理是放大前分散激光种子脉冲的能量，放大后再集中。此技术使激光功率提高了 1000倍到TW级，并得以从此稳步提高。该技术已经普遍被应用于超强超短脉冲激 光系统中
in Physics 光镊、光学镊子或光钳（optical tweezers）是一种通过高度聚焦激光束产 生力（量级通常为皮牛顿级）移动微小透明物体的装置。其中把持物体的区域也 称为光阱 (optical trap)，相应的技术称作光学捕捉 (optical trapping)。这 种技术可以用于移动细胞或病毒颗粒，把细胞捏成各种形状，或者冷却原子。由 于光镊的力可以精准地直接作用于细胞甚至更小的目标，因此在生物学方面的应 用变得越来越广泛。 光镊 聚焦的激光除了可以将颗 粒困在激光的中心轴上，还可 以将它困在光轴上的特定位置： 无论颗粒在激光聚焦点之前 （左图）或之后（右图），动 量的传递都会对颗粒产生一个 指向激光聚焦点的合力。因此， 颗粒会被固定于聚焦点稍微偏 后一点的位置。（稍微偏后是 因为颗粒会由于光的散射而受 到沿着光传播方向的力） 啁啾脉冲放大 “啁啾脉冲放大（Chirped Pulse Amplification）”技术被用作激光放大。激光 物质有一个临界功率，在很长时间内一直是激光放大的极限。啁啾放大技术的原 理是放大前分散激光种子脉冲的能量，放大后再集中。此技术使激光功率提高了 1000倍到TW级，并得以从此稳步提高。该技术已经普遍被应用于超强超短脉冲激 光系统中。 首先利用展宽器(例如衍 射光栅、棱镜等色散器件)在 初始脉冲进入增益介质之前将 其展宽，降低峰值功率；随后， 展宽脉冲进入增益介质进行放 大，由于脉冲已被展宽，可以 提取更多的能量而不致使增益 介质发生损伤；最后，放大脉 冲进入压缩器，压缩器的色散 与展宽器的色散极性相反，此 时放大脉冲中的啁啾可被部分 或全部补偿，放大脉冲被压缩 设定脉宽（甚至是傅里叶变换 极限脉宽），脉冲峰值功率便 能得到极大的提高
NS The Nobel Prize KUNGL VETENSKAPS- in Physics AKADEMIEN THE ROYAL SWEDISH ACADEMY OF SCIENCES 莱纳魏斯 巴里巴里什 基普索恩 Rainer Weiss Barry C.Barish Kip S.Thorne Prize share:1/2 Prize share:1/4 Prize share:1/4 2017年 诺贝尔物理学奖授予三名美国科学家莱纳魏斯、巴 里·巴里什和基普·索恩，以表彰他们“在LGO探测器和引力波观测 方面做出的决定性贡献
in Physics 莱纳·魏斯 Rainer Weiss Prize share: 1/2 巴里·巴里什 Barry C. Barish Prize share: 1/4 基普·索恩 Kip S. Thorne Prize share: 1/4 2017年 诺贝尔物理学奖授予三名美国科学家莱纳·魏斯、巴 里·巴里什和基普·索恩，以表彰他们“在LIGO探测器和引力波观测 方面做出的决定性贡献”
The Nobel Prize KUNGL VETENSKAPS in Physics AKADEMIEN THE ROYAL SWEDISH ACADEMY OF SCIENCES 激光干涉引力波天文台 引力波是时空的“涟漪”，由宇宙中例如致密星体碰撞并合这样剧烈 变化的物理过程产生。爱因斯坦于1916年预言了它的存在。他证明做加速 运动的大质量天体可以剧烈地撼动时空，并且空间扭曲的波动将从波源辐 射出去。这些以光速传播的涟漪携带了天体源激烈动荡的信息以及关于引 力本质的线索。在过去的几十年中，天文学家通过观测银河系中密近双星， 已经间接地证明了引力波的存在。但是科学家们一直在热切地期望在地球 上对引力波的直接探测的机会，因为这为我们提供了更极端的条件来更严 格地验证广义相对论，同时开启一条探索字宙的全新途径。 LIG0汉福德(H1,左)和利文斯顿(L1,右)LIG0位于华盛顿州汉福德的探测器，其两 探测器所观测到的GW150914引力波事件。 个千涉臂的方位分别为N36°W与W36°S。 激光千涉引力波天文台(Laser Interferometer Gravitational- Wave Observatory,.缩写：LIG0)是探测引力波的一个大规模物理实验和 天文观测台。其在美国华盛顿州的汉福德与路易斯安那州的利文斯顿，分 别建有激光千涉仪。利用两个几乎完全相同的千涉仪共同进行筛检，可以 大幅度减少误判假引力波的可能性。 LIG0千涉仪由两条分别长达四公里并且互相垂直的千涉臂构成。沿着 每条臂传播的激光束在末端反光镜（悬挂的测试质量）处被反射。当引力波 经过时，时空的伸缩导致一条臂长变长的同时另一条臂长变短。当两条臂 的长度变得不同时，激光束在两臂传播时间不再相同，也就是说两束激光 束的相位不再同步，产生干涉条纹。干涉仪的灵敏度极高，即使臂长为4 千米的干涉臂的长度发生任何变化小至质子的电荷直径的万分之一，都能 够被精确地察觉。 在2016年2月11日，L1G0和Virg0协作共同发表论文表示，在2015年9 月14日检测到引力波信号，其源自于距离地球约13亿光年处的两个质量分 别为36太阳质量与29太阳质量的黑洞并合。因为“对LIG0探测器及重力波 探测的决定性贡献”，索恩、魏斯和LIG0主任巴里·巴里什荣获2017年诺 贝尔物理学奖
in Physics 激光干涉引力波天文台 激光干涉引力波天文台（Laser Interferometer GravitationalWave Observatory，缩写：LIGO）是探测引力波的一个大规模物理实验和 天文观测台。其在美国华盛顿州的汉福德与路易斯安那州的利文斯顿，分 别建有激光干涉仪。利用两个几乎完全相同的干涉仪共同进行筛检，可以 大幅度减少误判假引力波的可能性。 LIGO干涉仪由两条分别长达四公里并且互相垂直的干涉臂构成。沿着 每条臂传播的激光束在末端反光镜(悬挂的测试质量)处被反射。当引力波 经过时，时空的伸缩导致一条臂长变长的同时另一条臂长变短。当两条臂 的长度变得不同时，激光束在两臂传播时间不再相同，也就是说两束激光 束的相位不再同步，产生干涉条纹。干涉仪的灵敏度极高，即使臂长为4 千米的干涉臂的长度发生任何变化小至质子的电荷直径的万分之一，都能 够被精确地察觉。 在2016年2月11日，LIGO和Virgo协作共同发表论文表示，在2015年9 月14日检测到引力波信号，其源自于距离地球约13亿光年处的两个质量分 别为36太阳质量与29太阳质量的黑洞并合。因为“对LIGO探测器及重力波 探测的决定性贡献”，索恩、魏斯和LIGO主任巴里·巴里什荣获2017年诺 贝尔物理学奖。 LIGO位于华盛顿州汉福德的探测器，其两 个干涉臂的方位分别为N36°W与W36°S。 LIGO汉福德（H1，左）和利文斯顿（L1，右） 探测器所观测到的GW150914引力波事件。 引力波是时空的“涟漪”，由宇宙中例如致密星体碰撞并合这样剧烈 变化的物理过程产生。爱因斯坦于1916年预言了它的存在。他证明做加速 运动的大质量天体可以剧烈地撼动时空，并且空间扭曲的波动将从波源辐 射出去。这些以光速传播的涟漪携带了天体源激烈动荡的信息以及关于引 力本质的线索。在过去的几十年中，天文学家通过观测银河系中密近双星， 已经间接地证明了引力波的存在。但是科学家们一直在热切地期望在地球 上对引力波的直接探测的机会，因为这为我们提供了更极端的条件来更严 格地验证广义相对论，同时开启一条探索宇宙的全新途径
The Nobel Prize KUNGL VETENSKAPS- in Physics AKADEMIEN THE ROYAL SWEDISH ACADEMY OF SCIENCES 戴维索利斯 邓肯·霍尔丹 约翰科斯特利茨 David J.Thouless F.Duncan M.Haldane J.Michael Kosterlitz Prize share:1/2 Prize share:1/4 Prize share:1/4 2016年 诺贝尔物理学奖授予美国 华盛顿大学的戴维索利斯，美国普林斯 顿大学的邓肯·霍尔丹以及布朗大学的约 翰科斯特利茨。以表彰他们“在物质的 拓扑相变和拓扑相领域的理论性发现”。 三位诺奖得主使用的拓扑学概念，对他们的发现起到了决定性 作用。拓扑学是一个数学分支，研究的是物质在连续变化时，不连 续变化的属性。使用现代拓扑学作为工具，今年的三位诺奖得主发 现了令人惊讶的结果，开创了许多新的研究方向，使研究者在物理 学的多个领域里创造出了全新的重要概念
in Physics 戴维·索利斯 David J. Thouless Prize share: 1/2 邓肯·霍尔丹 F. Duncan M. Haldane Prize share: 1/4 约翰·科斯特利茨 J. Michael Kosterlitz Prize share: 1/4 2016年 诺贝尔物理学奖授予美国 华盛顿大学的戴维·索利斯，美国普林斯 顿大学的邓肯·霍尔丹以及布朗大学的约 翰·科斯特利茨。以表彰他们“在物质的 拓扑相变和拓扑相领域的理论性发现” 。 三位诺奖得主使用的拓扑学概念，对他们的发现起到了决定性 作用。拓扑学是一个数学分支，研究的是物质在连续变化时，不连 续变化的属性。使用现代拓扑学作为工具，今年的三位诺奖得主发 现了令人惊讶的结果，开创了许多新的研究方向，使研究者在物理 学的多个领域里创造出了全新的重要概念
The Nobel Prize KUNGL VETENSKAPS- in Physics AKADEMIEN THE ROYAL SWEDISH ACADEMY OF SCIENCES 梶田隆章 阿瑟麦克唐纳 Takaaki Kajita Arthur B.McDonald Prize share:1/2 Prize share:1/2 2015年 诺贝尔物理学奖授予日本科学 家梶田隆章与加拿大科学家阿瑟·麦克唐纳。 以表彰他们“发现了中微子震荡，并因此证 明了中微子具有质量”。 1998年，梶田隆章的团队证明，中微子似乎会发生“转化” 它们在飞向日本超级神冈探测器的路上变换了身份。被超级神冈探 测器捕获的中微子是在宇宙射线和地球大气层的相互作用中诞生的。 而在地球的另一边，加拿大萨德伯里中微子观测站的科学家们侧在 研究从太阳过来的中微子。2001年，阿瑟麦克唐纳所带领的研究小 组也证明了中微子会切换身份。这两项实验一同发现了一个被称为 “中微子振荡”的新现象。它带来了一个影响深远的结论：长期被 认为没有质量的中微子，其实必须是有质量的。这个结论无论是在 粒子物理领域，还是我们对宇宙本身的理解，都具有开创性的意义
in Physics 梶田隆章 Takaaki Kajita Prize share: 1/2 阿瑟·麦克唐纳 Arthur B. McDonald Prize share: 1/2 2015年 诺贝尔物理学奖授予日本科学 家梶田隆章与加拿大科学家阿瑟·麦克唐纳。 以表彰他们“发现了中微子震荡，并因此证 明了中微子具有质量” 。 1998年，梶田隆章的团队证明，中微子似乎会发生“转化” ， 它们在飞向日本超级神冈探测器的路上变换了身份。被超级神冈探 测器捕获的中微子是在宇宙射线和地球大气层的相互作用中诞生的。 而在地球的另一边，加拿大萨德伯里中微子观测站的科学家们则在 研究从太阳过来的中微子。2001年，阿瑟·麦克唐纳所带领的研究小 组也证明了中微子会切换身份。这两项实验一同发现了一个被称为 “中微子振荡”的新现象。它带来了一个影响深远的结论：长期被 认为没有质量的中微子，其实必须是有质量的。这个结论无论是在 粒子物理领域，还是我们对宇宙本身的理解，都具有开创性的意义
The Nobel Prize KUNGL VETENSKAPS- in Physics AKADEMIEN THE ROYAL SWEDISH ACADEMY OF SCIENCES 赤崎勇 天野浩 中村修二 Isamu Akasaki Hiroshi Amano Shuji Nakamura Prize share:1/3 Prize share:1/3 Prize share:1/3 2014年 诺贝尔物理学奖被授予了日本科学家赤崎勇、天野浩 和美籍日裔科学家中村修二，以表彰他们“发明有效率的蓝色发光 二极管，催生明亮而节省能源的白色光源”。这三位诺奖得主分别 来日本名城大学、名古屋大学和美国加州大学圣芭芭拉分校。 6e2 在20世纪90年代，红光和绿光LED已经问世很久，但是没有蓝 光LED的存在，白光灯就无法制造出来。尽管在科学界和工业界都 为此付出了巨大的努力，但蓝光LED都是一项艰巨的挑战。中村等 人发明的蓝光LED,补足了光谱上最后一块缺口，让基于LED的白光 照明和全彩色显示成为可能，为之后出现的所有LED照明灯，LED背 光液晶显示器，LED全色显示点阵铺平了道路
in Physics 赤崎勇 Isamu Akasaki Prize share: 1/3 天野浩 Hiroshi Amano Prize share: 1/3 中村修二 Shuji Nakamura Prize share: 1/3 2014年 诺贝尔物理学奖被授予了日本科学家赤崎勇、天野浩 和美籍日裔科学家中村修二，以表彰他们“发明有效率的蓝色发光 二极管，催生明亮而节省能源的白色光源” 。这三位诺奖得主分别 来日本名城大学、名古屋大学和美国加州大学圣芭芭拉分校。 在20世纪90年代，红光和绿光LED已经问世很久，但是没有蓝 光LED的存在，白光灯就无法制造出来。尽管在科学界和工业界都 为此付出了巨大的努力，但蓝光LED都是一项艰巨的挑战。中村等 人发明的蓝光LED，补足了光谱上最后一块缺口，让基于LED的白光 照明和全彩色显示成为可能，为之后出现的所有LED照明灯，LED背 光液晶显示器，LED全色显示点阵铺平了道路
The Nobel Prize KUNGL VETENSKAPS- in Physics AKADEMIEN THE ROYAL SWEDISH ACADEMY OF SCIENCES 弗朗索瓦恩格勒 彼得·希格斯 Francois Englert Peter W.Higgs Prize share:1/2 Prize share:1/2 2013年 诺贝尔物理学奖授予比利时理论 物理学家弗朗索瓦恩格勒和英国理论物理学家 彼得·希格斯。他们预测的基本粒子一希格斯玻 色子，被欧洲核子研究中心运行的大型强子对 撞机通过实验发现。 希格斯玻色子又称上帝粒子，是粒子物理学标准模型预言的一 种自旋为零的玻色子，是标准模型中最后一种未被发现的粒子。希 格斯玻色子可以帮助解析为何其它粒子会有质量，1964年，恩格勒 特与已故的同事罗伯特·布鲁特提出了标准粒子模型理论，希格斯也 于同年提出一种粒子场的存在，预言一种能吸引其他粒子进而产生 质量的玻色子的存在，即希格斯玻色子。实验物理学家们一直试图 去证实这标准模型中最后一块拼图的存在，当欧洲核子研究中心通 过强子对撞实验获得证实之后，该理论预言也毫无争议地获得了 2013年度的诺贝尔物理学奖
in Physics 弗朗索瓦·恩格勒 François Englert Prize share: 1/2 彼得·希格斯 Peter W. Higgs Prize share: 1/2 2013年 诺贝尔物理学奖授予比利时理论 物理学家弗朗索瓦·恩格勒和英国理论物理学家 彼得·希格斯。他们预测的基本粒子—希格斯玻 色子，被欧洲核子研究中心运行的大型强子对 撞机通过实验发现。 希格斯玻色子又称上帝粒子，是粒子物理学标准模型预言的一 种自旋为零的玻色子，是标准模型中最后一种未被发现的粒子。希 格斯玻色子可以帮助解析为何其它粒子会有质量，1964年，恩格勒 特与已故的同事罗伯特·布鲁特提出了标准粒子模型理论，希格斯也 于同年提出一种粒子场的存在，预言一种能吸引其他粒子进而产生 质量的玻色子的存在，即希格斯玻色子。实验物理学家们一直试图 去证实这标准模型中最后一块拼图的存在，当欧洲核子研究中心通 过强子对撞实验获得证实之后，该理论预言也毫无争议地获得了 2013年度的诺贝尔物理学奖
