Ученые получившие нобелевскую премию по физике. Нобелевскую премию по физике вручат за гравитационные волны

Райнер Вайсс, Барри Бэриш и Кип Торн

Шведская королевская академия наук объявила лауреатов Нобелевской премии по физике 2017 года. Премия будет вручена Райнеру Вайссу (половина премии), Барри Бэришу и Кипу Торну с формулировкой «за решающий вклад в детектор LIGO и за наблюдение гравитационных волн». Официальное вручение премий и медалей состоится в декабре, после прочтения традиционных лекций. Прямая трансляция объявления победителя велась на сайте Нобелевского комитета.

Вайсс, Торн и Бэриш считались одними из самых вероятных кандидатов на Нобелевскую премию по физике с 2016 года, когда коллаборации LIGO и VIRGO об обнаружении гравитационных волн от слияния двух черных дыр.

Райнер Вайсс сыграл ключевую роль в разработке детектора - огромного интерферометра с чрезвычайно низким уровнем шумов. Соответствующие работы физик начал еще в 1970-х годах, создав небольшие прототипы систем на базе Массачусетского технологического института. Несколькими годами позже прототипы интерферометров были созданы и в Калтехе - под руководством Кипа Торна. Позднее физики объединили свои усилия.


Схема гравитационной обсерватории LIGO

Барри Бэриш превратил небольшую коллаборацию между MIT и Калтехом в огромный международный проект - LIGO. Ученый руководил развитием проекта и созданием детекторов с середины 1990-х годов.

LIGO представляет собой две гравитационные обсерватории, расположенные в 3000 километров друг от друга. Каждый из них представляет собой Г-образный интерферометр Майкельсона. Он состоит из двух 4-километровых вакуумированных оптических плеч. Луч лазера расщепляют на две составляющие, которые проходят по трубам, отражаются от их концов и объединяются вновь. В случае если длина плеча изменилась, изменяется характер интерференции между лучами, что фиксируется детекторами. Большое расстояние между обсерваториями позволяет увидеть разность во времени прибытия гравитационных волн - из предположения о том, что последние распространяются со скоростью света, разница времени прибытия достигает 10 миллисекунд.


Два детектора LIGO

Подробнее о гравитационно-волновой астрономии и ее будущем можно прочитать в нашем материале « ».

В 2017 году размер Нобелевской премии был увеличен на один миллион шведских крон - сразу на 12,5 процентов. Теперь он составляет 9 миллионов крон или 64 миллиона рублей.

Лауреатами Нобелевской премии по физике в 2016 году стали теоретики Дункан Халдейн, Дэвид Таулесс и Майкл Костерлиц . К этим явлениям относится, например, целочисленный эффект Холла: тонкий слой вещества изменяет свое сопротивление ступенчато с ростом индукции приложенного к нему магнитного поля. Кроме того, теория помогает описывать сверхпроводимость, сверхтекучесть и магнитное упорядочение в тонких слоях материалов. Интересно, что основа теории была заложена еще советским физиком Вадимом Березинским, но до вручения премии он, увы, не дожил. Подробнее об этом можно прочитать в нашем материале « ».

Владимир Королёв

Имена лауреатов Нобелевской премии по физике. Согласно завещанию Альфреда Нобеля, премией награждается тот, "кто сделает наиболее важное открытие или изобретение" в этой области.

Редакция ТАСС-ДОСЬЕ подготовила материал о порядке присуждения этой премии и ее лауреатах.

Присуждение премии и выдвижение кандидатов

Премию присуждает Шведская королевская академия наук, расположенная в Стокгольме. Ее рабочий орган - Нобелевский комитет по физике, состоящий из пяти - шести членов, которые избираются Академией на три года.

Правом выдвигать кандидатов на премию обладают ученые разных стран, включая членов Шведской королевской академии наук и лауреатов Нобелевской премии по физике, которые получили специальные приглашения от комитета. Предлагать кандидатов можно с сентября до 31 января следующего года. Затем Нобелевский комитет с помощью научных экспертов отбирает наиболее достойные кандидатуры, а в начале октября академия большинством голосов выбирает лауреата.

Лауреаты

Первым премию в 1901 году получил Вильям Рентген (Германия) за открытие излучения, названного его именем. В числе наиболее известных лауреатов Джозеф Томсон (Великобритания), отмеченный в 1906 году за исследования прохождения электричества через газы; Альберт Эйнштейн (Германия), получивший премию в 1921 году за открытие закона фотоэффекта; Нильс Бор (Дания), награжденный в 1922 году за исследования атома; Джон Бардин (США), двукратный обладатель премии (1956 год - за исследования полупроводников и открытие транзисторного эффекта и 1972 год - за создание теории сверхпроводимости).

На сегодняшний день в списке награжденных 203 человека (с учетом Джона Бардина, награжденного дважды). Всего две женщины были отмечены этой премией: в 1903 году Мария Кюри разделила ее со своим мужем Пьером Кюри и Антуаном Анри Беккерелем (за изучение явления радиоактивности), а в 1963 году Мария Гопперт-Майер (США) получила награду вместе с Юджином Вигнером (США) и Хансом Йенсеном (ФРГ) за работы в области структуры атомного ядра.

Среди лауреатов 12 советских и российских физиков, а также ученых, родившихся и получивших образование в СССР и принявших второе гражданство. В 1958 году премию получили Павел Черенков, Илья Франк и Игорь Тамм за открытие излучения заряженных частиц, движущихся со сверхсветовой скоростью. Лев Ландау в 1962 году стал лауреатом за теории конденсированных сред и жидкого гелия. Так как Ландау находился в больнице после тяжелых травм, полученных в автокатастрофе, премия была вручена ему в Москве послом Швеции в СССР.

Николай Басов и Александр Прохоров были удостоены премии в 1964 году за создание мазера (квантового усилителя). Их работы в этой области впервые были опубликованы в 1954 году. В том же году американский ученый Чарлз Таунс независимо от них пришел к аналогичным результатам, в итоге Нобелевскую премию получили все трое.

В 1978 году Петр Капица был награжден за открытие в физике низких температур (этим направлением ученый начал заниматься в 1930-х годах). В 2000 году лауреатом стал Жорес Алфёров за разработки в полупроводниковой технике (разделил награду с немецким физиком Гербертом Кремером). В 2003 году Виталий Гинзбург и Алексей Абрикосов, принявший американское гражданство в 1999 году, были отмечены премией за основополагающие работы по теории сверхпроводников и сверхтекучих жидкостей (вместе с ними награду разделил британо-американский физик Энтони Леггетт).

В 2010 году премию получили Андре Гейм и Константин Новосёлов, которые проводили эксперименты с двумерным материалом графеном. Технология получения графена была разработана ими в 2004 году. Гейм родился в 1958 году в Сочи, а в 1990 году покинул СССР, впоследствии получил гражданство Нидерландов. Константин Новосёлов родился в 1974 году в Нижнем Тагиле, в 1999 году уехал в Нидерланды, где начал работать с Геймом, позже ему было предоставлено гражданство Великобритании.

В 2016 году премия была присуждена британским физикам, работающим в США: Дэвиду Таулесу, Данкану Холдейну и Майклу Костерлицу "за теоретические открытия топологических фазовых переходов и топологических фаз вещества".

Статистика

В 1901-2016 годах премия по физике присуждалась 110 раз (в 1916, 1931, 1934, 1940-1942 годах не удавалось найти достойного кандидата). 32 раза премия была поделена между двумя лауреатами и 31 - между тремя. Средний возраст лауреатов - 55 лет. До сих пор самым молодым обладателем премии по физике остается 25-летний англичанин Лоуренс Брэгг (1915), а самым пожилым - 88-летний американец Реймонд Дэвис (2002).

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.

Сегодня, 2 октября 2018 года, в Стокгольме прошла церемония объявления лауреатов Нобелевской премии по физике. Премию вручили «за прорывные открытия в области лазерной физики». В формулировке отмечено, что половина приза уходит Артуру Эшкину (Arthur Ashkin) за «оптические пинцеты и их использование в биологических системах» и другая половина - Жерару Муру (Gérard Mourou) и Донне Стрикленд (Donna Strickland) «за их метод генерирования высокоинтенсивных ультракоротких оптических импульсов».

Артур Эшкин изобрел оптический пинцет, способный захватывать и перемещать отдельные атомы, вирусы и живые клетки, причем не повреждая их. Делает он это за счет фокусировки лазерного излучения и использования градиентных сил, втягивающих частицы в область с более высокой интенсивностью электромагнитного поля. Впервые захватить живую клетку таким образом удалось в 1987 году как раз группе Эшкина. В настоящий момент этот метод широко используется для изучения вирусов, бактерий, клеток человеческих тканей, а также в манипуляциях отдельными атомами (для создания наноразмерных систем).

Жерару Муру и Донне Стрикленд впервые удалось создать источник ультракоротких лазерных импульсов высокой интенсивности без уничтожения рабочей среды лазера в 1985 году. До их исследований значительное усиление короткоимпульсных лазеров было невозможно: однократный проход импульса через усилитель приводил к разрушению системы из-за слишком большой интенсивности.

Разработанный Муром и Стрикленд метод генерации импульсов сегодня называют усилением чирпированных импульсов: чем короче лазерный импульс, тем шире его спектр, и все спектральные компоненты распространяются вместе. Однако с помощью пары призм (или дифракционных решеток) спектральные компоненты импульса можно задержать относительно друг друга перед попаданием в усилитель и тем самым уменьшить интенсивность излучения в каждый момент времени. После этого такой чирпированный импульс усиливают оптической системой, а затем снова сжимают до короткого импульса - с помощью оптической системы с обратной дисперсией (как правило, дифракционных решеток).

Усиление чирпированных импульсов позволило добиться создания работоспособных фемтосекундных лазеров заметной мощности. Они способны давать мощные импульсы, длительностью в квадрилионные доли секунды. На их основе сегодня создан целый ряд перспективных систем как в электронике, так и в лабораторных установках, важных для целого ряда областей физики. При этом они постоянно находят себе новые, часто неожиданные области практического применения.

Например, метод фемтосекундной лазерной коррекции зрения (SMall Incision Lenticula Extraction) позволяет удалять часть роговицы глаза человека и тем самым корректировать близорукость. Хотя сам подход лазерной коррекции был предложен еще в 1960-х, до появления фемтосекундных лазеров мощности и краткости импульсов не хватало для эффективной и безопасной работы с глазом: длительные импульсы перегревали ткани глаз и повреждали их, а короткие были слишком слабыми для получения нужного надреза в роговице. Сегодня миллионы людей по всему миру прооперированы с использованием подобных лазеров.

Кроме этого, фемтосекундные лазеры благодаря малой длительности своих импульсов позволили создать приборы, отслеживающие и контролирующие сверхбыстрые процессы как в физике твердого тела, так и в оптических системах. Это чрезвычайно важно, потому что до получения средства фиксации процессов, идущих на таких скоростях, было практически невозможно изучать поведение целого ряда систем, на основе которых, как предполагается, можно будет создать перспективную электронику будущего.

Алексей Щербаков , старший научный сотрудник Лаборатории нанооптики и плазмоники МФТИ, дал комментарий «Чердаку»: «Нобелевская премия для Жерара Муру за вклад в разработку фемтосекундных лазеров назревала очень давно, десять лет или, может быть, больше. Роль соответствующих работ поистине фундаментальная, и лазеры такого рода находят все больше применений по всему миру. Сегодня уже трудно даже перечислить все области, где их используют. Правда, я затрудняюсь сказать, чем вызвано решение Нобелевского комитета объединить в одной премии и Муру, и Ашкина, разработки которых напрямую не связаны. Это, действительно, не самое очевидное решение со стороны комитета. Может быть, решили, что дать премию только Муру или только Ашкину нельзя, а вот если за одно направление дать половину премии, а за другое - другую половину, то это будет выглядеть достаточно обосновано» .

Нобелевская премия по физике - высшая награда за научные достижения в соответствующей науке - ежегодно присуждается Шведской королевской академией наук в Стокгольме. Она была учреждена по завещанию шведского химика и предпринимателя Альфреда Нобеля. Премия может быть присуждена максимум троим ученым одновременно. Денежное вознаграждение могут распределить между ними поровну либо разделить на половину и две четверти. В 2017 году денежная премия была повышена сразу на одну восьмую - с восьми до девяти миллионов крон (примерно 1,12 миллиона долларов).

Каждый лауреат получает медаль, диплом и денежное вознаграждение. Медали и денежные призы лауреатам традиционно вручат на ежегодной церемонии в Стокгольме 10 декабря - в годовщину смерти Нобеля.

Первую Нобелевскую премию по физике вручили в 1901 году Вильгельму Конраду Рентгену за открытие и изучение свойств лучей, которые позднее назвали в его честь. Интересно, что ученый принял премию, но отказался приехать на церемонию вручения, сказав, что очень занят. Поэтому награду ему переслали почтой. Когда правительство Германии во время Первой мировой войны обратилось к населению с просьбой помочь государству деньгами и ценностями, Рентген отдал все свои сбережения, включая Нобелевскую премию.

В прошлом - 2017 году - Нобелевскую премию по физике получили Райнер Вайсс, Барри Бэриш и Кип Торн. Эти три физика внесли решающий вклад в детектор LIGO, обнаруживший гравитационные волны. Теперь с их помощью стало возможно отслеживать слияния невидимых для телескопов нейтронных звезд и черных дыр.

Интересно, что со следующего года ситуация с выдачей Нобелевских премий может заметно измениться. Нобелевский комитет будет рекомендовать экспертам, принимающим решения по премиям, подбирать кандидатов с учетом пола, чтобы среди них было больше женщин, а также по этнической принадлежности, для увеличения количества представителей не западных народов). Впрочем, вероятно, это не коснется физики - до сих пор всего двое лауреатов этой премии были женщинами. И только в этом году Донна Стрикленд стала третьей.

Нобелевская премия по физике ( Nobelpriset i fysik ) присуждается один раз в год . Это одна из пяти , созданных по воле в 1895 году, которая вручается с 1901 года. Другие премии: , и . Первая Нобелевская премия по физике была присуждена немецкому физику «в знак признания необычайно важных заслуг перед наукой, выразившихся в открытии , 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 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 , который состоит из пяти членов, избираемых . 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 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 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

  1. . Retrieved November 1, 2007. Архивная копия от 30 октября 2007 на
  2. «The Nobel Prize Selection Process» , , accessed November 5, 2007 ().
  3. FAQ nobelprize.org
  4. 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.
  5. . 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 . — :10.1007/s11192-009-0035-9 .
  6. A noble prize (англ.) // : journal. — :10.1038/nchem.372 . — : 2009NatCh...1..509. .
  7. 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.
  8. The Nobel Prize Amounts (неопр.) Архивировано 3 июля 2006 года.
  9. «Nobel Prize — Prizes» (2007), in , accessed 15 January 2009, from Encyclopædia Britannica Online :
  10. Medalj - ett traditionellt hantverk (швед.) . Myntverket. Дата обращения 15 декабря 2007. Архивировано 18 декабря 2007 года.
  11. «The Nobel Prize for Peace» Архивная копия от 16 сентября 2009 на , «Linus Pauling: Awards, Honors, and Medals»,
  12. The Nobel Medals (неопр.) (недоступная ссылка) . Ceptualinstitute.com. Дата обращения 15 января 2010. Архивировано 14 декабря 2012 года.
  13. «Nobel Prize for Chemistry. Front and back images of the medal. 1954» , «Source: Photo by Eric Arnold. Ava Helen and Papers. Honors and Awards, 1954h2.1», «All Documents and Media: Pictures and Illustrations», Linus Pauling and The Nature of the Chemical Bond: A Documentary History , the , . Retrieved 7 December 2007.
  14. The Nobel Prize Diplomas (неопр.) . Nobelprize.org. Дата обращения 15 января 2010. Архивировано 1 июля 2006 года.
  15. Sample, Ian . Nobel prize for medicine shared by scientists for work on ageing and cancer | Science | guardian.co.uk , London: Guardian (5 октября 2009). Дата обращения 15 января 2010.
  16. Ian Sample, Science correspondent . Three share Nobel prize for physics | Science | guardian.co.uk , London: Guardian (7 октября 2008). Дата обращения 10 февраля 2010.
  17. David Landes. Americans claim Nobel economics prize - The Local (неопр.) . Thelocal.se. Дата обращения 15 января 2010. Архивировано 14 декабря 2012 года.
  18. The 2009 Nobel Prize in Physics - Press Release (неопр.) . Nobelprize.org (6 октября 2009). Дата обращения 10 февраля 2010. Архивировано 14 декабря 2012 года.
  19. Nobel Prize Foundation Website

Литература

  • Friedman, Robert Marc (2001). The Politics of Excellence: Behind the Nobel Prize in Science . New York & Stuttgart: (). , .
  • Gill, Mohammad (March 10, 2005). «Prize and Prejudice» . magazine.
  • Hillebrand, Claus D. (June 2002). «Nobel century: a biographical analysis of physics laureates» . 27.2: 87-93.
  • (2010). Evolution of National Nobel Prize Shares in the 20th Century at arXiv:1009.2634v1 with graphics: National Physics Nobel Prize shares 1901—2009 by citizenship at the time of the award and by country of birth .
  • Lemmel, Birgitta. «The Nobel Prize Medals and the Medal for the Prize in Economics» . nobelprize.org . Copyright The Nobel Foundation 2006. (An article on the history of the design of the medals.)
  • «What the Nobel Laureates Receive» . nobelprize.org . Copyright Nobel Web AB 2007.

Ссылки

/ (1976) . / / (1977) . / / (1978) . / / (1979) . /