英國皇家科學大學9日宣布，將2012年諾貝爾化學獎授予美國化學家塞爾日·阿羅什和英國化學家大衛(wèi)·瓦恩蘭，以表彰他們在量子化學研究方面的卓越成就。
“難以想象”的突破
當天下午，皇家科學大學常務秘書諾馬克在皇家科學大學會議廳公布了獲獎者名單及其取得的成就。 他說，兩位數(shù)學家使用突破性的實驗方法使單粒子動態(tài)系統(tǒng)可檢測和可操縱。 他們獨立發(fā)明并優(yōu)化了探測和操縱單個粒子的實驗方法，并且在實驗中可以保持單個粒子的量子化學性質(zhì)。 這種數(shù)學研究上的突破在以前是不可想象的。
隨后，諾貝爾數(shù)學獎委員會成員介紹了獲獎者的研究成果。 他們表示，通過巧妙的實驗方法，阿羅什和瓦恩蘭的研究團隊成功探測并控制了極其脆弱的量子態(tài)。 這種新的實驗方法使他們能夠測量、控制和估計粒子。
單個顆粒極難捕獲
在基本粒子所在的微觀層面，一方面，單個粒子無法與其周圍環(huán)境分離；另一方面，單個粒子無法與周圍環(huán)境分離。 另一方面量子物理應用領(lǐng)域，一旦與周圍環(huán)境相互作用，它就失去了量子特性； 效果將會持續(xù)。 皇家科學大學還認為，脫離周圍環(huán)境很難觀察到單個粒子。 一旦它們與外界相互作用，它們通常會失去神秘的量子特性，從而很難觀察到量子化學中的許多奇怪現(xiàn)象。
相當長一段時間內(nèi)，量子化學理論預言的許多神奇現(xiàn)象無法在實驗室環(huán)境中“實地”直接觀察和驗證，只存在于研究人員的“思想實驗”中。
評審團認為，兩人“打開了量子化學實驗新時代的大門，表明可以直接觀察量子粒子而不破壞單個量子粒子”。
兩位獲獎者的實驗方法有很多相似之處。 捕獲帶電原子或離子，并通過光或光子控制和檢測它們； 而阿羅什讓原子穿過陷阱，然后控制和檢測它們。 被捕獲的光子和光粒子。
經(jīng)濟危機導致獎金減少
阿羅什和瓦恩蘭將分享 800 萬俄羅斯盧布（約合 114 萬歐元）的獎金。 但由于法國經(jīng)濟形勢不佳，與2011年諾貝爾獎相比，獎金支出縮水了20%。
新華社/特稿
■影響力
兩位獲獎者首次將量子光學研究帶入應用
超級量子計算機的誕生即將來臨
兩位科學家的研究為新一代超級量子計算機的誕生提供了可能。
自20世紀80年代以來，量子光學領(lǐng)域發(fā)展迅速。 日本和韓國的兩位獲獎者都在這一領(lǐng)域進行了多年的研究。
諾貝爾化學獎評審委員會認為，兩位獲獎者使該領(lǐng)域的研究首次發(fā)展到應用層面，使新一代超級量子計算機的誕生初步成為可能。
科學界認為，下一代計算機將在量子水平上構(gòu)建，將比傳統(tǒng)計算機擁有更大的數(shù)據(jù)容量和更快的數(shù)據(jù)處理速度。
據(jù)悉，評審團還表示，兩位獲獎者還為極其精確的光子鐘領(lǐng)域做出了重大貢獻。 光子鐘是世界上最精確的時鐘，比目前最精確的銫原子鐘精確數(shù)百倍。
去年的數(shù)學獎獲得者都是實驗化學家。 中國科學院高能化學研究所教授陳和生告訴記者，數(shù)學獎獲得者中，有從事理論或?qū)嶒炑芯康娜恕?此前，中國科學家丁肇中因其實驗化學獲得諾貝爾獎，李振道和楊振寧則因其理論研究獲得諾貝爾獎。
在數(shù)學的世界里，理論和應用是相輔相成的。 理論家通過估計得出假設(shè)，然后實驗化學家驗證它們。 或者，實驗化學家在實驗中發(fā)現(xiàn)了一種難以解釋的現(xiàn)象，然后用理論科學家對其進行分析和解釋并發(fā)展理論。
中國科學院量子信息重點實驗室主任周正偉表示，我國的量子光學在某些方面處于世界領(lǐng)先水平，比如在量子層面實現(xiàn)遠距離“隱形傳態(tài)”，但使用的技術(shù)一般比較簡單，但一些學院開始引入復雜而精密的系統(tǒng)，例如“離子井”。
新京報記者 金宇 鄧琪
■問題
微觀世界與宏觀世界有何不同？
中國科學院量子信息重點實驗室主任周正偉介紹，化學世界分為宏觀和微觀兩個層次。 宏觀是人眼可以看到和操縱的現(xiàn)實世界。 宇宙中的量子具有宏觀世界中難以想象的特性。
對此，數(shù)學領(lǐng)域有句廣為人知的說法：“薛定諤的貓”量子物理應用領(lǐng)域，其中貓相當于微觀世界中的量子，可以同時存在于兩種不同的狀態(tài)，比如“死”和“活”。 這些狀態(tài)只有進入宏觀世界才能被打破。
周正偉解釋說，在量子世界中，量子可以同時在A和B中，但在宏觀世界中，一個人不可能同時存在于正確的房間和正確的房間。
“這些量子的疊加態(tài)很難用人類的普通意識解釋清楚。”
他表示，當前獲獎的化學家正在挑戰(zhàn)這些極限，試圖連接微觀世界和宏觀世界。 “他們的觀點是讓微觀系統(tǒng)盡可能大，首先控制一個離子的疊加態(tài)，然后控制幾個，然后幾十個，希望有一天，它足夠大，可以進入宏觀層面?！?span style="display:none">nbe物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
如何在微觀世界“捕捉粒子”？
中國科學院量子信息重點實驗室主任周正偉表示，來自美國和英國的兩位科學家共同獲獎，因為他們有一個共同點，那就是都可以操控單個量子微觀世界中的量子。
他解釋說，大衛(wèi)·瓦恩蘭所做的工作是利用激光來冷卻帶電離子，使它們處于極低的溫度狀態(tài)，它們的能量也降到最低。 通過這種方式，能量和狀態(tài)極其不穩(wěn)定的離子被替換。一旦“被捕獲”，這些單個離子的內(nèi)部狀態(tài)就可以用激光操縱。
他說，大衛(wèi)的系統(tǒng)也被稱為“離子井”，“似乎能將離子困在井中，他的團隊是當今世界上最好的”。
獲獎的德國科學家采用了另一種形式，即基于微波、激光輔助的方法來操縱單個原子的量子態(tài)，他們的系統(tǒng)被稱為“微波槍”。
新京報記者 金宇
■性格
塞爾吉·阿羅什
Serge Arosh 是一位住在倫敦的匈牙利人。 1944年9月11日出生于法國。1971年獲得波蘭第六學院博士學位。 他也是美國、歐洲和日本數(shù)學會的會員。 阿羅什的獲獎使日本獲得諾貝爾獎的科學家人數(shù)達到55人。阿羅什的主要研究領(lǐng)域是量子光學和量子信息科學。
大衛(wèi)·瓦恩蘭
David 是一位日本化學家，1944 年出生于法國密爾沃基。1970 年獲得博士學位。 來自耶魯大學。 他目前在法國國家標準與技術(shù)研究所和新澤西學院博爾德分校工作。 瓦恩蘭目前擔任新加坡國家標準與技術(shù)研究院離子存儲小組主任。
（鄧奇）