Ученые нобелевские лауреаты по физике. Названы лауреаты нобелевской премии по физике. Лауреаты Нобелевской премии по физике
Всё наше понимание процессов, происходящих во Вселенной, представления о ее структуре сложились на основе изучения электромагнитного излучения, другими словами — фотонов всех возможных энергий, доходящих до наших приборов из глубин космоса. Но фотонные наблюдения имеют свои ограничения: электромагнитные волны даже самых высоких энергий не доходят до нас из слишком далёких областей космоса.
Есть и другие формы излучения — потоки нейтрино и гравитационные волны. Они могут рассказать о том, чего никогда не увидят приборы, регистрирующие электромагнитные волны. Для того, чтобы «увидеть» нейтрино и гравитационные волны, нужны принципиально новые приборы. За создание детектора гравитационных волн и экспериментальное доказательство их существование в этом году удостоились Нобелевской премии по физике трое американских физиков — Райнер Вайс, Кип Торн и Барри Бэрриш.
Слева направо: Райнер Вайсс, Бэрри Бэрриш и Кип Торн.
Существование гравитационных волн предусмотрено общей теорией относительности и было предсказано Эйнштейном еще в 1915 году. Они возникают, когда очень массивные объекты сталкиваются друг с другом и порождают возмущения пространства-времени, расходящиесясо скоростью света во все стороны от места зарождения.
Даже если событие, породившее волну, огромно — например, столкнулись две чёрные дыры — воздействие, которое волна оказывает на пространство-время крайне мал, поэтому зарегистрировать его сложно, для этого нужны очень чувствительные приборы. Сам Эйнштейн считал, что гравиволна, проходя через материю, влияет на нее так мало, что не поддаётся наблюдению. Действительно, самый эффект, который волна оказывает на материю, уловить довольно сложно, зато можно зарегистрировать косвенные эффекты. Именно это сделали в 1974 году американские астрофизики Джозеф Тейлор и Рассел Халс, измерившие излучение двойной звезды-пульсара PSR 1913+16 и доказавшие, что отклонение периода ее пульсации от расчётного объясняется потерей энергии, унесенной гравитационной волной. За это они получили Нобелевскую премию по физике в 1993 году.
14 сентября 2015 года LIGO — лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория — впервые напрямую зарегистрировала гравитационную волну. К тому моменту, когда волна достигла Земли, она очень ослабела, но даже этот слабый сигнал означал революцию в физике. Для того, чтобы это стало возможным, потребовался труд тысячи учёных из двадцати стран, построивших LIGO.
На то, чтобы проверить результаты пятнадцатого года, ушло несколько месяцев, поэтому обнародованы они были только в феврале 2016 года. Кроме главного открытия — подтверждения существования гравиволн — в результатах скрывалось еще несколько: первое свидетельство существования чёрных дыр средней массы (20−60 солнечных) и первое доказательство того, что они могут сливаться.
Чтобы добраться до Земли, гравиволне потребовалось больше миллиарда лет Далеко-далеко, за пределами нашей галактики две чёрных дыры врезались друг в друга, прошло 1,3 миллиарда лет — и LIGO сообщил нам об этом событии.
Энергия гравитационной волны огромна, но амплитуда невероятна мала. Почувствовать ее — всё равно что измерить расстояние до далёкой звезды с точностью до десятых долей миллиметра. LIGO на это способен. Концепцию разработал Вайсс: еще в 70-е он подсчитал, какие земные явления могут исказить результаты наблюдений, и как от них избавиться. LIGO — это две обсерватории, расстояние между которым — 3002 километра. Гравитационная волна проходит это расстояние за 7 миллисекунд, поэтому два интерферометра во время прохождения волны уточняют показатели друг друга.
Две обсерватории LIGO, в Ливингстоне (штат Луизиана) и в Хэнфорде (штат Вашингтон) находятся на расстоянии 3002 км друг от друга.
У каждой обсерватории есть два четырехкилометровых плеча, исходящие из одной точки под прямым углом друг к другу. Внутри у них — почти идеальный вакуум. В начале и в конце каждого плеча — сложная система зеркал. Проходя через нашу планету, гравитационная волна чуть-чуть сжимает пространство там, где проложен один рукав, и растягивает второй (без волны длина рукавов строго одинакова). Из перекрестья плечей выпускают луч лазера, разделяют его надвое и пускают отражаться по зеркалам; пройдя свою дистанцию, лучи встречаются в перекрестье. Если это происходит одновременно, значит, пространство-время спокойно. А если одному из лучей потребовалось на прохождение плеча больше времени, чем другому — значит, гравитационная волна удлинила его путь и сократила путь второго луча.
Схема работы обсерватории LIGO.
LIGO разработал Вайсс (и, конечно, его коллеги), Кип Торн — ведущий мировой эксперт в теории относительности — выполнил теоретические расчёты, Барри Бэриш присоединился к команде LIGO в 1994 году и превратил небольшую — всего из 40 человек — группу энтузиастов в огромную международную коллаборацию LIGO/VIRGO, благодаря слаженной работе участников которой и стал возможен фундаментальный пропыв, осуществлённый двадцать лет спустя.
Работа на детекторах гравитационных волн продолжается. За первой зарегистрированной волной последовали вторая, третья и четвертая ; последнюю «поймали» не только детекторы LIGO, но и недавно запущенный европейский VIRGO. Четвертая гравитационная волна, в отличие от трёх предыдущих, родилась не в абсолютной тьме (в результате слияния чёрных дыр), а при полной иллюминации — при взрыве нейтронной звезды; космические и наземные телескопы зарегистрировали и оптический источник излучения в том районе, откуда пришла волна гравитационная.
Альберт ЭЙНШТЕЙН . Нобелевская премия по физике, 1921 г.
Самый знаменитый из ученых XX в. и один из величайших ученых всех времен, Эйнштейн обогатил физику с присущей только ему силой прозрения и непревзойденной игрой воображения. Он стремился к поиску объяснения природы с помощью системы уравнений, которая обладала бы большой красотой и простотой. Был удостоен премии за открытие закона фотоэлектрического эффекта.
Эдуард ЭПЛТОН . Нобелевская премия по физике, 1947 г.
Эдуард Эплтон удостоен премии за исследования физики верхних слоев атмосферы, в особенности за открытие так называемого слоя Эплтона. Измерив высоту ионосферы Эплтон открыл второй непроводящий слой, сопротивление которого позволяет отражать коротковолновые радиосигналы. Этим открытием Эплтон установил возможность прямого радиовещания на весь мир.
Лео ЭСАКИ . Нобелевская премия по физике, 1973 г.
Лео Эсаки получил премию вместе с Айвором Джайевером за экспериментальные открытия туннельных явлений в полупроводниках и сверхпроводниках. Эффект туннелирования позволил достичь более глубокого понимания поведения электронов в полупроводниках и сверхпроводниках, макроскопических квантовых явлений в сверхпроводниках.
Хидэки ЮКАВА . Нобелевская премия по физике, 1949 г.
Хидэки Юкава за предсказание существования мезонов на основе теоретической работы по ядерным силам был удостоен премии. Частица Юкавы стала известна как пи-мезон, затем просто пион. Гипотеза Юкавы была принята, когда Сесил Ф. Пауэлл обнаружил частицу Ю. с помощью ионизационной камеры, помещенной на больших высотах, затем мезоны были искусственно получены в лаборатории.
Чжэньнин ЯНГ . Нобелевская премия по физике, 1957 г.
За предвидение при изучении так называемых законов четности, которое привело к важным открытиям в области элементарных частиц Чжэньнин Янг получил премию. Решена была наиболее тупиковая проблема в области физики элементарных частиц, после чего экспериментальная и теоретическая работа забила ключом.
Нобелевские лауреаты в области физики - реферат
ВВЕДЕНИЕ 2
1. НОБЕЛЕВСКИЕ ЛАУРЕАТЫ 4
Альфред Нобель 4
Жорес Алферов 5
Генрих Рудольф Герц 16
Петр Капица 18
Мария Кюри 28
Лев Ландау 32
Вильгельм Конрад Рентген 38
Альберт Энштейн 41
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 51
В науке нет откровения, нет постоянных догматов; всё в ней, напротив того, движется и совершенствуется.
А. И. Герцен
ВВЕДЕНИЕ
В наше время знание основ физики необходимо каждому., чтобы иметь
правильное представление об окружающем мире – от свойств элементарных
частиц до эволюции Вселенной. Тем же, кто решил связать свою будущую
профессию с физикой, изучение этой науки поможет сделать первые шаги на
пути к овладению профессией. Мы можем узнать, как даже абстрактные на
первый взгляд физические исследования рождали новые области техники, давали
толчок развитию промышленности и привели к тому, что принято называть НТР.
Успехи ядерной физики, теории твердого тела, электродинамики,
статистической физики, квантовой механики определили облик техники конца ХХ
века, такие ее направления, как лазерная техника, ядерная энергетика,
электроника. Разве можно представить себе в наше время какие-нибудь области
науки и техники без электронных вычислительных машин? Многим из нас после
окончания школы доведется работать в одной из этих областей, и кем бы мы ни
стали – квалифицированными рабочими, лаборантами, техниками, инженерами,
врачами, космонавтами, биологами, археологами, - знание физики поможет нам
лучше овладеть своей профессией.
Физические явления исследуются двумя способами: теоретически и эксперимен-тально. В первом случае (теоретическая физика) выводят новые соотношения, пользуясь математическим аппаратом и основываясь на известных ранее законах физики. Здесь главные инструменты – бумага и карандаш. Во втором случае (экспериментальная физика) получают новые связи между явлениями с помощью физических измерений. Здесь инструменты гораздо разнообразнее – многочисленные измерительные приборы, ускорители, пузырьковые камеры и т.п.
Какую из многочисленных областей физики предпочесть? Все они тесно связаны между собой. Нельзя быть хорошим экспериментатором или теоретиком в области, скажем, физики высоких энергий, не зная физики низких температур или физики твердого тела. Новые методы и соотношения, появившиеся в одной области, часто дают толчок в понимании другого, на первый взгляд далекого раздела физики. Так, теоретические методы, развитые в квантовой теории поля, произвели революцию в теории фазовых переходов, и наоборот, например, явление спонтанного нарушения симметрии, хорошо известное в классической физике, было заново «открыто» в теории элементарных частиц и совершенно изменен даже сам подход к этой теории. И разумеется, прежде чем окончательно выбрать какое-либо направление, нужно достаточно хорошо изучить все области физики. Кроме того, время от времени по разным причинам приходится переходить из одной области в другую. Особенно это относится к физикам – теоретикам, которые не связаны в своей работе с громоздкой аппаратурой.
Большинству физиков-теоретиков приходится работать в различных
областях науки: атомная физика, космические лучи, теория металлов, атомное
ядро, квантовая теория поля, астрофизика – все разделы физики интересны.
Сейчас наиболее принципиальные проблемы решаются в теории элементарных
частиц и в квантовой теории поля. Но и в других областях физики есть много
интересных нерешенных задач. И конечно, их очень много в прикладной физике.
Поэтому необходимо не только поближе познакомиться с различными разделами
физики, но, главное, почувствовать их взаимосвязь.
Я не случайно выбрала тему «Нобелевские лауреаты», ведь, чтобы познавать новые области физики, чтобы понимать суть современных открытий, необходимо хорошо усвоить уже устоявшиеся истины. Мне было очень интересно в процессе моей работы над рефератом узнавать что-то новое не только о великих открытиях, но и о самих ученых, об их жизни, рабочем пути, судьбе. На самом деле это так интересно и увлекательно узнавать, как же произошли открытия. И я еще раз убедилась, что многие открытия происходят совершенно случайно, под час даже в процессе совсем иной работы. Но, не смотря на это, открытия не становятся менее интересными. Мне кажется, я вполне достигла своей цели – приоткрыть для себя некоторые тайны из области физики. И, как я думаю, изучение открытий через жизненный путь великих ученых, лауреатов Нобелевской премии, является оптимальным вариантом. Ведь всегда лучше усваиваешь материал, когда знаешь, какие цели перед собой ставил ученый, чего он хотел и чего же он, наконец, добился.
1. НОБЕЛЕВСКИЕ ЛАУРЕАТЫ
Альфред Нобель
АЛЬФРЕД НОБЕЛЬ, шведский химик-экспериментатор и бизнесмен,
изобретатель динамита и других взрывчатых веществ, пожелавший основать
благотворительный фонд для награждения премией своего имени, принесшего ему
посмертную известность, отличался невероятной противоречивостью и
парадоксальностью поведения. Современники считали, что он не соответствовал
образу преуспевающего капиталиста эпохи бурного промышленного развития
второй половины ХIХв. Нобель тяготел к уединению, покою, не мог терпеть
городской суматохи, хотя большую часть жизни ему довелось прожить именно в
городских условиях, да и путешествовал он тоже довольно часто. В отличие от
многих современных ему воротил делового мира Нобеля можно назвать скорее
«спартанцем», так как он никогда не курил, не употреблял спиртного, избегал карт и других азартных игр.
На своей вилле в Сан-Ремо, возвышающейся над Средиземным морем, утопающей в апельсиновых деревьях, Нобель построил маленькую химическую лабораторию, где работал, как только позволяло время. Среди прочего он экспериментировал в области получения синтетического каучука и искусственного шелка. Нобель любил Сан-Ремо за его удивительный климат, но хранил также и теплые воспоминания о земле предков. В 1894г. он приобрел железоделательный завод в Вермланде, где одновременно выстроил поместье и обзавелся новой лабораторией. Два его последних летних сезона своей жизни он провел в Вермланде. Летом 1896г. скончался его брат Роберт. В это же время Нобеля начали мучить боли в сердце.
На консультации у специалистов в Париже он был предупрежден о развитии
грудной жабы, связанной с недостаточным снабжением сердечной мышцы
кислородом. Ему было рекомендовано отправится на отдых. Нобель вновь
переехал в Сан-Ремо. Он постарался завершить неоконченные дела и оставил
собственноручную запись предсмертного пожелания. После полуночи 10 декабря
1896г. от кровоизлияния в мозг он скончался. Кроме слуг-итальянцев, которые
не понимали его, с Нобелем не оказалось никого из близких в момент ухода из
жизни, и его последние слова остались неизвестными.
Истоки завещания Нобеля с формулировкой положения о присуждении наград
за достижения в различных областях человеческой деятельности оставляют
много неясностей. Документ в окончательном виде представляет собой одну из
редакций прежних его завещаний. Его предсмертный дар для присуждения премий
в области литературы и области науки и техники логически вытекает из
интересов самого Нобеля, соприкасавшегося с указанными сторонами
человеческой деятельности: физикой, физиологией, химией, литературой.
Имеются также основания предположить, что установление премий за
миротворческую деятельность связано с желанием изобретателя отмечать людей,
которые, подобно ему, стойко противостояли насилию. В 1886 году он,
например, сказал своему английскому знакомому, что имеет «все более и более
серьезное намерение увидеть мирные побеги красной розы в этом
раскалывающемся мире».
Итак, изобретение динамита принесло Нобелю огромное состояние. 27 ноября 1895 года за год до смерти Нобель завещал свое состояние в 31 миллион долларов для поощрения научных исследований во всем мире и для поддержания наиболее талантливых ученых. Согласно завещанию Нобеля, шведская академия наук каждый год осенью называет имена лауреатов после внимательного рассмотрения предложенных крупными учеными и национальными академиями кандидатур и тщательной проверки их работ. Вручение премий происходит 10 декабря в день смерти Нобеля.
Жорес Алферов
Я не уверен даже, что в ХХI веке удастся освоить
«термояд» или, скажем, победить рак
Борис Стругацкий,
писатель
ЖОРЕС АЛФЕРОВ родился 15 марта 1930 года в Витебске. В 1952 году с
отличием окончил Ленинградский электротехнический институт имени В. И.
Ульянова (Ленина) по специальности «электровакуумная техника».
В Физико-техническом институте имени А. Ф. Иоффе АН СССР работал
инженером, младшим, старшим научным сотрудником, заведующим сектором,
заведующим отделом. В 1961 году защитил кандидатскую диссертацию по
исследованию мощных германиевых и кремниевых выпрямителей В 1970 году
защитил по результатам исследований гетеропереходов в полупроводниках
диссертацию на соискание ученой степени доктора физико-математических наук.
В 1972 году был избран членом-корреспондентом, в 1979-м – действительным
членом Академии наук СССР. С 1987 года – директор Физико-технического
института АН СССР. Главный редактор журнала «Физика и техника
полупроводников».
Ж. Алферов – автор фундаментальных работ в области физики
полупроводников, полупроводниковых приборов, полупроводниковой и квантовой
электроники. При его активном участии были созданы первые отечественные
транзисторы и мощные германиевые выпрямители. Основоположник нового
направления в физике полупроводников полупроводниковой электронике –
полупроводниковые гетероструктуры и приборы на их основе. На счету ученого
50 изобретений, три монографии, более 350 научных статей в отечественных и
международных журналах. Он – лауреат Ленинской (1972) и Государственной
(1984) премий СССР.
Франклиновский институт (США) присудил Ж. Алферову золотую медаль С.
Баллантайна, Европейское физическое общество удостоило его премии «Хьюлетт-
Паккард». Физику присуждены также премия имени А. П. Карпинского, золотая
медаль Х. Велькера (ФРГ) и Международная премия Симпозиума по арсениду
галлия.
С 1989 года Алферов – председатель президиума Ленинградского – Санкт-
Петербургского научного центра РАН. С 1990 года – вице-президент Академии
наук СССР (РАН). Ж. Алферов – депутат Государственной Думы Российской
Федерации (фракция КПРФ), член комитета по образованию и науке.
Ж. Алферов разделил премию с двумя зарубежными коллегами – Гербертом
Кремером из Калифорнийского университета в Санта-Барбарее и Джеком С.Килби
из фирмы Texas Instruments в Далласе. Ученые удостоены награды за открытие
и разработку опто- и микроэлектронных элементов, на основе которых
впоследствии разрабатывались детали современных электронных устройств. Эти
элементы были созданы на базе так называемых полупроводниковых
гетероструктур – многослойных компонентов быстродействующих диодов и
транзисторов.
Один из «соратников» Ж. Алферова, американец немецкого происхождения
Г. Кремер, в далеком 1957 году разработал гетероструктурный транзистор.
Шестью годами позже он и Ж. Алферов независимо друг от друга предложили
принципы, которые были положены в основу конструкции гетероструктурного
лазера. В том же году Жорес Иванович запатентовал свой знаменитый
оптический инжекционный квантовый генератор. Третий физик-лауреат – Джек
С.килби внес огромный вклад в создание интегральных схем.
Фундаментальные работы этих ученых сделали принципиально возможным
создание волоконно-оптических коммуникаций, в том числе Интернета. Лазерные
диоды, основанные на гетероструктурной технологии, можно обнаружить в
проигрывателях CD-дисков, устройстве для прочтения штрих-кодов.
Быстродействующие транзисторы используются в спутниковой связи и мобильных
телефонах.
Размер премии составляет 9млн. шведских крон (около девятисот тысяч
долларов). Половину этой суммы получил Джек С.Килби, другую поделили Жорес
Алферов и Герберт Кремер.
Каковы же прогнозы нобелевского лауреата на будущее? Он убежден, что
ХХI век будет веком атомной энергетики. Углеводородные источники энергии
исчерпаемы, атомная же энергия пределов не знает. Безопасная атомная
энергитика, как говорит Алферов, возможна.
Квантовая физика, физика твердого тела – вот, по его мнению, основа прогресса.. Ученые научились укладывать атомы один к одному, в буквальном смысле строить новые материалы для уникальных приборов. Уже появились потрясающие лазеры на квантовых точках.
Чем полезно и опасно нобелевское открытие Алферова?
Исследования нашего ученого и его коллег-лауреатов из Германии и США являются крупным шагом на пути освоения нанотехнологии. Именно ей, по убеждению мировых авторитетов, будет принадлежать ХХI век. В нанотехнологию ежегодно инвестируются сотни миллионов долларов, исследованиями заняты десятки фирм.
Нанороботы – гипотетические механизмы размером в десятки нанометров
(это миллионные доли миллиметра), разработка которых начата не так давно.
Наноробот собирается не из привычных нам деталей и узлов, а из отдельных
молекул и атомов. Как и обычные роботы, нанороботы смогут двигаться,
производить различные операции, они будут управляться извне или встроенным
компьютером.
Основные задачи нанороботов – собирать механизмы и создавать новые
вещества. Такие устройства называются ассемблер (сборщик) или репликатор.
Венцом станут нанороботы, самостоятельно собирающие свои копии, то есть
способные к размножению. Сырьем для размножения послужат самые дешевые,
буквально валяющиеся под ногами материалы – опавшие листья или морская
вода, из которых нанороботы будут выбирать нужные им молекулы, как лисица
отыскивает себе пропитание в лесу.
Идея этого направления принадлежит нобелевскому лауреату Ричарду
Фейнману и была высказана в 1959 году. Уже появились приборы, способные
оперировать с отдельным атомом, например, переставить его в другое место.
Созданы отдельные элементы нанороботов: механизм шарнирного типа на основе
нескольких цепочек ДНК, способный сгибаться и разгибаться по химическому
сигналу, образцы нанотранзисторов и электронных переключателей, состоящие
из считанного числа атомов.
Нанороботы, введенные в организм человека, смогут очистить его от
микробов или зарождающихся раковых клеток, кровеносную систему – от
отложений холестерина. Они смогут исправить характеристики тканей и клеток.
Так же как молекулы ДНК при росте и размножении организмов складывают свои
копии из простых молекул, нанороботы смогут создавать различные объекты и
новые виды материи – как «мертвой», так и «живой». Трудно представить все
возможности, которые откроются перед человечеством, если оно научится
оперировать с атомами, как с винтами и гайками. Изготовление вечных деталей
механизмов из атомов углерода, выстроенных в алмазную решетку, создание
молекул, редко встречаю-щихся в природе, новых, сконструированных
соединений, новых лекарств…
Но что если в устройстве, предназначенном для очистки промышленных отходов, произойдет сбой и оно начнет уничтожать полезные вещества биосферы? Самым неприятным окажется то, что нанороботы способны к самовоспроизводству. И тогда они окажутся принципиально новым оружием массового поражения. Нетрудно представить себе нанороботы, запрограммированные на изготовление уже известного оружия. Овладев секретом создания робота или каким-то образом достав его, даже террорист-одиночка сможет штамповать их в неимоверном количестве. К неприятным последствиям нанотехнологии относится создание устройств, селективно разрушительных, например, воздействующих на определенные этнические группы или географические районы.
Некоторые считают Алферова мечтателем. Что ж, он любит мечтать, но его мечты строго научны. Потому что Жорес Алферов – настоящий ученый. И нобелевский лауреат.
В 2000 году лауреатами Нобелевской премии по химии стали американцы
Алан Хигер (Калифорнийский университет в Санта – Барбаре) и Алан
Макдайармид (Пенсильванский университет), а также японский ученый Хидэки
Сиракава (Университет Цукубы). Они удостоились высшей научной награды за
открытие электропроводимости пластмасс и разработку электропроводящих
полимеров, получивших широкое применение в производстве фотопленки,
компьютерных мониторов, телеэкранов, отражающих свет окон и прочих
высокотехнологичных продуктов.
Из всех теоретических троп, тропа Бора была самой значительной.
П. Капица
НИЛЬС БОР (1885-1962) - крупнейший физик современности, создатель первоначальной квантовой теории атома, личность поистине своеобразная и неотразимая. Он не только стремился познать законы природы, расширяя пределы человеческого познания, не только чувствовал пути развития физики, но и старался всеми доступными ему средствами заставить науку служить миру и прогрессу. Личные качества этого человека - глубокий ум, величайшая скромность, честность, справедливость, доброта, дар предвидения, исключительное упорство в поисках истины и ее отстаивании - не менее притягательны, чем его научная и общественная деятельность.
Эти качества сделали его лучшим учеником и соратником Резерфорда, уважаемым и незаменимым оппонентом Эйнштейна, противником Черчилля и смертельным врагом немецкого фашизма. Благодаря этим качествам, он стал учителем и наставником большого числа выдающихся физиков.
Яркая биография, история гениальных открытий, полная драматизма борьба против нацизма, борьба за мир и мирное использование атомной энергии - все это привлекало и будет привлекать внимание к великому ученому и прекраснейшему человеку.
Н. Бор родился 7 октября 1885 г. Он был вторым ребенком в семье профессора физиологии Копенгагенского университета Христиана Бора.
Семи лет Нильс пошел в школу. Учился он легко, был любознательным, трудолюбивым и вдумчивым учеником, талантливым в области физики и математики. Не ладилось только у него с сочинениями по родному языку: они были у него слишком короткими.
Бор с детства любил что-нибудь конструировать, собирать и разбирать.
Его всегда интересовала работа больших башенных часов; он готов был подолгу
наблюдать за работой их колес и шестерен. Дома Нильс чинил все, что
нуждалось в ремонте. Но прежде чем разобрать что-либо, тщательно изучал
функции всех частей.
В 1903 г. Нильс поступил в Копенгагенский университет, годом позже туда поступил и его брат Харальд. Вскоре за братьями укрепилась репутация очень способных студентов.
В 1905 г. Датская академия наук объявила конкурс на тему:
«Использование вибрации струи для определения поверхностного натяжения
жидкостей». Работа, рассчитанная на полтора года, была очень сложной и
требовала хорошего лабораторного оборудования. Нильс принял участие в
конкурсе. В результате напряженной работы была одержана первая победа: он
стал обладателем золотой медали. В 1907 г. Бор закончил университет, а в
1909 г. его работа «Определение поверхностного натяжения воды методом
колебания струи» была напечатана в трудах Лондонского Королевского
общества.
В этот период Н. Бор начал готовиться к сдаче магистерского экзамена.
Свою магистерскую диссертацию он решил посвятить физическим свойствам
металлов. На основе электронной теории он анализирует электро- и
теплопроводность металлов, их магнитные и термоэлектрические свойства. В
середине лета 1909 г. магистерская диссертация в 50 страниц рукописного
текста готова. Но Бор не очень ею доволен: в электронной теории он
обнаружил слабые места. Однако защита прошла успешно, и Бор получил степень
магистра.
После короткого отдыха Бор вновь берется за работу, решив написать
докторскую диссертацию по анализу электронной теории металлов. В мае 1911
г. он успешно ее защищает и в этом же году едет на годичную стажировку в
Кембридж к Дж. Томсону. Так как в электронной теории у Бора возник ряд
неясных вопросов, то он решил свою диссертацию перевести на английский
язык, чтобы Томсон мог ее прочитать. «Меня очень волнует мнение Томсона о
работе в целом, а также его отношение к моей критике»,- писал Бор.
Знаменитый английский физик любезно принял молодого стажера из Дании.
Он предложил Бору заняться положительными лучами, и тот принялся за сборку
экспериментальной установки. Установка вскоре была собрана, но дело дальше
не пошло. И Нильс решает оставить данную работу и заняться подготовкой к
изданию своей докторской диссертации.
Однако Томсон не спешил прочитать диссертацию Бора. Не только потому,
что вообще не любил читать и был страшно занят. Но и потому, что, будучи
ревностным приверженцем классической физики, почувствовал в молодом Боре
«инакомыслящего». Докторская диссертация Бора так и осталась
ненапечатанной.
Трудно сказать, чем бы все это кончилось для Бора и какой оказалась бы
его дальнейшая судьба, не будь рядом молодого, но уже ставшего лауреатом
Нобелевской премии профессора Эрнеста Резерфорда, которого Бор увидел
впервые в октябре 1911 г. на ежегодном Кавендишском обеде. «Хотя в этот раз
мне не удалось познакомиться с Резерфордом, на меня произвели глубокое
впечатление его обаяние и энергия - качества, с помощью которых ему
удавалось достичь почти невероятных вещей, где бы он ни работал»,-
вспоминал Бор. Он принимает решение работать вместе с этим удивительным
человеком, обладающим почти сверхъестественной способностью безошибочно
проникать в суть научных проблем. В ноябре 1911 г. Бор побывал в
Манчестере, встретился с Резерфордом, побеседовал с ним. Резерфорд
согласился принять Бора в свою лабораторию, но вопрос необходимо было
отрегулировать с Томсоном. Томсон без колебаний дал свое согласие. Он не
мог понять физических воззрений Бора, но, видимо, и не хотел ему мешать.
Это было, несомненно, мудро и дальновидно,со стороны знаменитого
«классика».
В апреле 1912 г. Н. Бор приехал в Манчестер, в лабораторию Резерфорда.
Свою главную задачу он видел в разрешении противоречий планетарной модели
атома Резерфорда. Своими мыслями он охотно делился с учителем, который
советовал ему более осторожно производить теоретическое построение на таком
фундаменте, каким он считал свою атомную модель. Близилось время отъезда,
а Бор работал все с большим энтузиазмом. Он понял, что разрешить
противоречия атомной модели Резерфорда в рамках чисто классической физики
не удастся. И он решил применить к планетарной модели атома квантовые
представления Планка и Эйнштейна. Первая часть работы вместе с письмом, в
котором Бор спрашивал Резерфорда, как ему удалось одновременно использовать
классическую механику и квантовую теорию излучения, была отправлена в
Манчестер 6 марта с просьбой ее опубликования в журнале. Суть теории Бора
была выражена в трех постулатах:
1. Существуют некоторые стационарные состояния атома, находясь в которых он не излучает и не поглощает энергии. Этим стационарным состояниям соответствуют вполне определенные (стационарные) орбиты.
2. Орбита является стационарной, если момент количества движения
электрона (L=m v r) кратен Ь/2(= h. т. е. L=m v r = n h, где n=1. 2, 3, ...
- целые числа.
3. При переходе атома из одного стационарного состояния в другое испускается или поглощается один квант энергии hvnm==Wn-Wm, где Wn, Wm - энергия атома в двух стационарных состояниях, h - постоянная Планка, vnm - частота излучения.При Wп>Wт происходит излучение кванта, при Wn
, Нобелевская премия мира и Нобелевская премия по физиологии и медицине . Первая Нобелевская премия по физике была присуждена немецкому физику Вильгельму Конраду Рентгену «в знак признания необычайно важных заслуг перед наукой, выразившихся в открытии замечательных лучей , названных впоследствии в его честь». Эта награда находится в ведении Нобелевского фонда и по праву считается самой престижной наградой, которую может получить физик. Она вручается в Стокгольме на ежегодной церемонии 10 декабря, в годовщину смерти Нобеля.
Назначение и выбор
На Нобелевскую премию по физике можно выбрать не более трех лауреатов. По сравнению с некоторыми другими Нобелевскими премиями, выдвижение и отбор на премию по физике - процесс длинный и строгий. Именно поэтому премия становилась всё авторитетнее на протяжении многих лет и в итоге стала важнейшей премией по физике в мире.
Нобелевские лауреаты выбираются Нобелевским комитетом по физике , который состоит из пяти членов, избираемых Шведской королевской академией наук . На первом этапе несколько тысяч людей предлагают кандидатов. Эти имена изучаются и обсуждаются экспертами до окончательного выбора.
Формы направляются приблизительно трём тысячам человек с предложением представить свои кандидатуры. Имена номинаторов не объявляются публично в течение пятидесяти лет, и также не сообщаются номинантам. Списки номинантов и представивших их номинаторов хранятся в запечатанном виде в течение пятидесяти лет. Впрочем, на практике некоторые кандидаты становятся известными ранее.
Заявки проверяются комиссией, и список, содержащий около двухсот предварительных кандидатов, направляется к выбранным экспертами в этих областях. Они урезают список до примерно пятнадцати имен. Комитет представляет доклад с рекомендациями соответствующим учреждениям. В то время как посмертная номинация не допускается, награду можно получить, если человек умер в течение нескольких месяцев между решением комитета премии (обычно в октябре) и церемонией в декабре. До 1974 года посмертные награды были разрешены, если получатель умер после того, как они были назначены.
Правила Нобелевской премии по физике требуют, чтобы значение достижения было «проверено временем». На практике это означает, что разрыв между открытием и премией, как правило, порядка 20 лет, а может быть гораздо больше. Например, половина Нобелевской премии по физике в 1983 году была присуждена С. Чандрасекару за его работу по строению и эволюции звезд, что была сделана в 1930 году. Недостаток этого подхода в том, что не все ученые живут достаточно долго, чтобы их работы были признаны. За некоторые важные научные открытия эта премия никогда не присуждалась, так как первооткрыватели умерли к тому времени, когда влияние их работ оценили .
Награды
Лауреат Нобелевской премии по физике получает золотую медаль, диплом с формулировкой награждения и денежную сумму. Денежная сумма зависит от доходов Нобелевского фонда в текущем году. Если премия присуждается более чем одному лауреату, деньги делятся поровну между ними; в случае трёх лауреатов деньги также могут разделить на половину и две четверти.
Медали
Медали Нобелевской премии, отчеканенные Myntverket в Швеции и Монетным двором Норвегии с 1902 года, являются зарегистрированными торговыми марками Нобелевского фонда. Каждая медаль имеет изображение левого профиля Альфреда Нобеля на лицевой стороне. Медаль Нобелевской премии по физике, химии, физиологии или медицины, литературе имеют одинаковую лицевую сторону, показывающую изображение Альфреда Нобеля и годы его рождения и смерти (1833-1896). Портрет Нобеля также появляется на лицевой стороне медали Нобелевской премии мира и медали премии в области экономики, но с несколько иным дизайном. Изображение на оборотной стороне медали варьируется в зависимости от учреждения, присуждающего награду. На оборотной стороне медали Нобелевской премии по химии и физике один и тот же дизайн.
Дипломы
Нобелевские лауреаты получают диплом из рук короля Швеции. Каждый диплом имеет уникальный дизайн, разработанный награждающим учреждением для лауреата. Диплом содержит изображение и текст, в котором содержится имя лауреата и, как правило, цитата о том, почему они получили премию.
Премиальные
Лауреатам также дается денежная сумма, когда они получают Нобелевскую премию в виде документа, подтверждающего сумму награды; в 2009 году денежная премия составляла 10 миллионов шведских крон (1,4 млн долл. США). Суммы могут отличаться в зависимости от того, сколько денег Нобелевский фонд может присудить в этом году. Если есть два победителя в той или иной категории, грант делится поровну между получателями. Если есть три лауреата, то награждающий комитет имеет возможность поделить грант на равные части или вручить половину суммы одному получателю и по одной четверти двум другим.
Церемония
Комитет и учреждения, выступающие в качестве отборочной комиссии для премии, обычно объявляют имена лауреатов в октябре. Премия вручается затем на официальной церемонии, которая проводится ежегодно в мэрии Стокгольма 10 декабря, в годовщину смерти Нобеля. Лауреаты получают диплом, медаль и документ, подтверждающий денежный приз.
Лауреаты
Примечания
- «What the Nobel Laureates Receive» . Retrieved November 1, 2007. Архивная копия от 30 октября 2007 на Wayback Machine
- «The Nobel Prize Selection Process» , Encyclopædia Britannica , accessed November 5, 2007 (Flowchart).
- FAQ nobelprize.org
- Finn Kydland and Edward Prescott’s Contribution to Dynamic Macroeconomics: The Time Consistency of Economic Policy and the Driving Forces Behind Business Cycles (неопр.) (PDF). Официальный сайт Нобелевской премии (11 октября 2004). Дата обращения 17 декабря 2012. Архивировано 28 декабря 2012 года.
- Gingras, Yves . Wallace, Matthew L. Why it has become more difficult to predict Nobel Prize winners: A bibliometric analysis of nominees and winners of the chemistry and physics prizes (1901–2007) // Scientometrics. - 2009. - № 2 . - С. 401 . - DOI :10.1007/s11192-009-0035-9 .
- A noble prize (англ.) // Nature Chemistry : journal. - DOI :10.1038/nchem.372 . - Bibcode : 2009NatCh...1..509. .
- Tom Rivers. 2009 Nobel Laureates Receive Their Honors | Europe| English (неопр.) . .voanews.com (10 декабря 2009). Дата обращения 15 января 2010. Архивировано 14 декабря 2012 года.
- The Nobel Prize Amounts (неопр.) . Nobelprize.org. Дата обращения 15 января 2010. Архивировано 3 июля 2006 года.
- «Nobel Prize - Prizes» (2007), in Encyclopædia Britannica , accessed 15 January 2009, from Encyclopædia Britannica Online :
- Medalj – ett traditionellt hantverk (швед.) . Myntverket. Дата обращения 15 декабря 2007. Архивировано 18 декабря 2007 года.
- «The Nobel Prize for Peace» Архивная копия от 16 сентября 2009 на Wayback Machine , «Linus Pauling: Awards, Honors, and Medals», Linus Pauling and The Nature of the Chemical Bond: A Documentary History , the Valley Library, Oregon State University. Retrieved 7 December 2007.
Нобелевская премия была в первый раз вручена в 1901 году. С начала века комиссия ежегодно выбирает лучшего специалиста, сделавшего важное открытие или создавшего изобретение, чтобы удостоить его почетной награды. Список лауреатов Нобелевской премии несколько превышает количество лет проведения церемонии вручения, так как иногда были отмечены одновременно два или три человека. Тем не менее, некоторых стоит отметить отдельно.
Игорь Тамм
Русский физик, родился в городе Владивостоке в семье инженера-строителя. В 1901 году семья переехала на Украину, именно там Игорь Евгеньевич Тамм окончил гимназию, после чего ездил учиться в Эдинбург. В 1918-м он получил диплом физфака МГУ.
После этого он стал преподавать, сначала в Симферополе, затем в Одессе, а потом и в Москве. В 1934 году получил пост заведующего сектором теоретической физики в институте имени Лебедева, где проработал до конца жизни. Игорь Евгеньевич Тамм изучал электродинамику твердых тел, а также оптические свойства кристаллов. В своих работах он впервые высказал идею о квантах звуковых волн. Релятивистская механика в те времена была крайне актуальна, и Тамму удалось экспериментальным образом подтвердить идеи, которые не были доказаны прежде. Его открытия оказались весьма значимыми. В 1958 году работы были признаны на мировом уровне: вместе с коллегами Черенковым и Франком он получил Нобелевскую премию.
Стоит отметить еще одного теоретика, проявившего незаурядные способности и к экспериментам. Немецко-американский физик, лауреат Нобелевской премии Отто Штерн появился на свет в феврале 1888 года в Сорау (теперь это польский город Зори). Школу Штерн окончил в Бреслау, а затем несколько лет занимался естественными науками в немецких университетах. В 1912 году он защитил докторскую диссертацию, руководителем его аспирантской работы стал Эйнштейн.
Во время Первой мировой Отто Штерн был мобилизован в армию, но и там продолжил теоретические исследования в сфере квантовой теории. С 1914 по 1921 год он работал во Франкфуртском университете, где занимался экспериментальным подтверждением молекулярного движения. Именно тогда ему удалось разработать метод атомных пучков, так называемый опыт Штерна. В 1923-м он получил должность профессора Гамбургского университета. В 1933-м выступил против антисемитизма и вынужден был переехать из Германии в США, где получил гражданство. В 1943 году пополнил список лауреатов Нобелевской премии за серьезный вклад в развитие молекулярно-лучевого метода и открытие магнитного момента протона. С 1945 года - член Национальной академии наук. С 1946 года проживал в Беркли, где и закончил свои дни в 1969 году.
О. Чемберлен
Американский физик Оуэн Чемберлен появился на свет 10 июля 1920 года в Сан-Франциско. Совместно с Эмилио Сегре он трудился в сфере Коллегам удалось добиться значительных успехов и совершить открытие: они обнаружили антипротоны. В 1959 году они были замечены на международном уровне и награждены как лауреаты Нобелевской премии по физике. С 1960-го Чемберлен был принят в Национальную академию наук Соединенных Штатов Америки. Трудился в Гарварде в качестве профессора, закончил свои дни в Беркли в феврале 2006 года.
Нильс Бор
Немногие лауреаты Нобелевской премии по физике так известны, как этот датский ученый. В каком-то смысле его можно назвать создателем современной науки. Кроме того, Нильс Бор основал институт теоретической физики в Копенгагене. Ему принадлежит теория атома, основанная на планетарной модели, а также постулаты. Им были созданы важнейшие работы о теории атомного ядра и ядерных реакций, по философии естествознания. Несмотря на интерес к строению частиц, выступал против использования их в военных целях. Образование будущий физик получал в грамматической школе, где прославился как заядлый футболист. Репутацию одаренного исследователя получил в двадцать три года, окончив Копенгагенский университет. Его был отмечен золотой медалью. Нильс Бор предложил определять поверхностное натяжение воды по вибрациям струи. С 1908 по 1911 год трудился в родном университете. Затем переехал в Англию, где работал с Джозефом Джоном Томсоном, а затем и с Эрнестом Резерфордом. Здесь провел свои важнейшие опыты, которые и привели его к получению награды в 1922-м. После этого вернулся в Копенгаген, где прожил до самой своей смерти в 1962 году.
Лев Ландау
Советский физик, лауреат Нобелевской премии, родился в 1908 году. Ландау создал потрясающие работы во многих сферах: он изучал магнетизм, сверхпроводимость, атомные ядра, элементарные частицы, электродинамику и многое другое. Совместно с Евгением Лифшицем создал классический курс теоретической физики. Его биография интересна необычайно быстрым развитием: уже в тринадцать лет Ландау поступил в университет. Какое-то время он обучался химии, но впоследствии решил заниматься физикой. С 1927 года являлся аспирантом Ленинградского института имени Иоффе. Современники запомнили его как увлеченного, резкого человека, склонного к критичным оценкам. Строжайшая самодисциплина позволили Ландау добиться успеха. Он работал над формулами так много, что видел их даже ночью во сне. Сильно повлияли на него и научные поездки за границу. Особенно важным стало посещение Института теоретической физики Нильса Бора, когда ученый смог обсудить интересующие его проблемы на высочайшем уровне. Ландау считал себя учеником известного датчанина.
В конце тридцатых годов ученому пришлось столкнуться со сталинскими репрессиями. Физику довелось бежать из Харькова, где он жил с семьей. Это не помогло, и в 1938 году его арестовали. Ведущие ученые мира обратились к Сталину, и в 1939 году Ландау был освобожден. После этого долгие годы он занимался научной работой. В 1962-м был зачислен в лауреаты Нобелевской премии по физике. Комитет выбрал его за новаторский подход к изучению конденсированных сред, особенно жидкого гелия. В том же году пострадал в трагической аварии, столкнувшись с грузовиком. После этого он прожил шесть лет. Российские физики, лауреаты Нобелевской премии редко достигали такого признания, какое было у Льва Ландау. Несмотря на тяжелую судьбу, он воплотил все свои мечты и сформулировал совершенно новый подход к науке.
Макс Борн
Немецкий физик, лауреат Нобелевской премии, теоретик и создатель квантовой механики родился в 1882 году. Будущий автор важнейших работ по теории относительности, электродинамике, философским вопросам, кинетике жидкости и многим другим трудился в Британии и на родине. Первое обучение получил в гимназии с языковым уклоном. После школы поступил в Бреславский университет. В процессе учебы посещал лекции известнейших математиков того времени - Феликса Клейна, и Германа Минковского. В 1912 году получил в Геттингене место приват-доцента, а в 1914-м отправился в Берлин. С 1919 года трудился во Франкфурте в качестве профессора. В числе его коллег был и Отто Штерн, будущий лауреат Нобелевской премии, о котором мы уже рассказали. В своих работах Борн описывал твердые тела и квантовую теорию. Пришел к необходимости особенного истолкования корпускулярно-волновой природы материи. Он доказал, что законы физики микромира можно назвать статистическими и что волновую функцию необходимо толковать как комплексную величину. После прихода к власти фашистов переехал в Кембридж. Вернулся в Германию только в 1953 году, а премию Нобеля получил в 1954-м. Навсегда остался в как один из самых влиятельных теоретиков двадцатого века.
Энрико Ферми
Не многие лауреаты Нобелевской премии по физике были родом из Италии. Однако именно там появился на свет Энрико Ферми, важнейший специалист двадцатого века. Он стал создателем ядерной и нейтронной физики, основал несколько научных школ и являлся членом-корреспондентом Академии наук Советского Союза. Кроме того, Ферми принадлежит большое количество теоретических работ в сфере элементарных частиц. В 1938-м он переехал в США, где открыл искусственную радиоактивность и построил первый в истории человечества ядерный реактор. В том же году получил Нобелевскую премию. Интересно, что Ферми отличала благодаря которой он не только оказался невероятно способным физиком, но и быстро изучал иностранные языки при помощи самостоятельных занятий, к которым подходил дисциплинированно, согласно собственной системе. Такие способности выделили его еще в университете.
Сразу же после обучения он начал читать лекции по квантовой теории, которую на тот момент в Италии практически не изучали. Его первые исследования в области электродинамики тоже заслужили всеобщее внимание. На пути Ферми к успеху стоит отметить профессора Марио Корбино, который оценил таланты ученого и стал его покровителем в Римском университете, обеспечив юноше прекрасную карьеру. После переезда в Америку работал в Лас-Аламосе и в Чикаго, где и умер в 1954-м.
Эрвин Шредингер
Австрийский физик-теоретик родился в 1887 году в Вене, в семье фабриканта. Состоятельный отец был вице-президентом местного ботанико-зоологического общества и с ранних лет привил сыну интерес к науке. До одиннадцати лет Эрвин обучался дома, а в 1898 году он поступил в академическую гимназию. Блестяще окончив ее, поступил в Венский университет. Несмотря на то что выбрана была физическая специальность, Шредингер проявил и гуманитарные таланты: он знал шесть иностранных языков, писал стихи и разбирался в литературе. Достижения в точных науках были вдохновлены Фрицем Газенролем, талантливым учителем Эрвина. Именно он помог студенту понять, что физика является его главным интересом. Для докторской диссертации Шредингер выбрал экспериментальную работу, которую ему удалось блестяще защитить. Началась работа в университете, в процессе которой ученый занимался атмосферным электричеством, оптикой, акустикой, теорией цветов и квантовой физикой. Уже в 1914 году его утвердили доцентом, что позволило ему читать лекции. После войны, в 1918-м, начал работать в Йенском физическом институте, где трудился с Максом Планком и Эйнштейном. В 1921 году начал преподавать в Штутгарте, но после одного семестра переехал в Бреслау. Через какое-то время получил приглашение от политехникума в Цюрихе. В период с 1925 по 1926 год выполнил несколько революционных экспериментов, опубликовав работу под названием «Квантование как задача о собственных значениях». Создал важнейшее уравнение, актуальное и для современной науки. В 1933 году получил Нобелевскую премию, после чего вынужден был покинуть страну: к власти пришли нацисты. После войны вернулся в Австрию, где прожил все оставшиеся годы и умер в 1961-м в родной Вене.
Вильгельм Конрад Рентген
Известный немецкий физик-экспериментатор родился в Леннепе, что под Дюссельдорфом, в 1845 году. Получив образование в Цюрихском политехникуме, планировал стать инженером, но понял, что заинтересован в теоретической физике. Стал ассистентом кафедры в родном университете, потом переехал в Гиссен. С 1871 по 1873 год работал в Вюрцбурге. В 1895 году открыл рентгеновские лучи и тщательно изучил их свойства. Был автором важнейших трудов по пиро- и пьезоэлектрическим свойствам кристаллов и по магнетизму. Стал первым в мире лауреатом Нобелевской премии по физике, получив ее в 1901 году за выдающийся вклад в науку. Кроме того, именно Рентген работал в школе Кундта, став своего рода основателем целого научного течения, сотрудничая с современниками - Гельмгольцем, Кирхгофомом, Лоренцом. Несмотря на славу успешного экспериментатора, вел достаточно замкнутый образ жизни и общался исключительно с ассистентами. Поэтому воздействие его идей на тех физиков, что не были его учениками, оказалось не слишком значимым. Скромный ученый отказывался от названия лучей в свою честь, всю жизнь называя их X-лучами. Свои доходы он отдал государству и жил в весьма стесненных обстоятельствах. Скончался 10 февраля 1923 года в Мюнхене.
Всемирно известный физик родился в Германии. Он стал создателем теории относительности и написал важнейшие труды по квантовой теории, являлся иностранным членом-корреспондентом Российской академии наук. С 1893 года жил в Швейцарии, а в 1933-м переехал в Соединенные Штаты. Именно Эйнштейн ввел понятие фотона, установил законы фотоэффекта и предсказал открытие индуцированного излучения. Он развил теорию и флуктуаций, а также создал квантовую статистику. Трудился над проблемами космологии. В 1921 году получил Нобелевскую премию за открытие законов фотоэффекта. Кроме того, Альберт Эйнштейн входит в число основных инициаторов основания государства Израиль. В тридцатые годы выступал против фашистской Германии и старался удержать политиков от безумных действий. Его мнение насчет атомной проблемы не было услышано, что стало главной трагедией жизни ученого. В 1955 году он умер в Принстоне от аневризмы аорты.