诺贝尔物理学奖介绍（1981-1990）

1981年，奖励布隆姆贝根、肖洛建立激光光谱学和西格班建立电子能谱学

布隆姆贝根、肖洛和西格班，

致力激光和电子能谱学领域。

为更好探究物质的内部结构，

他们研发出能力更强的仪器。

不相干的光像闹市上的人群，

随意的漫步无法形成凝聚力。

相干光像群训练有素的士兵，

向同一个方向前进步调一致。

激光是一种强大的相干光源，

是研究原子分子固体新工具。

高精度确定它们的能级结构，

能解普通光谱学面临的难题。

当光子电子等照射到样品时，

会释放出电子或者带电粒子。

研究它们的能量和空间分布，

能了解这些样品的基本性质。

1982年 威尔逊建立相变临界的重整化群理论

你去记录观众的运动状态。

这是一个多么简单的任务，

电影上演前观众都在运动，

上演后所有观众井然秩序。

在入场或者散场的时间段，

观众有站有坐还进进出出。

记录此时观众的各种状态，

对你而言绝对是一个难题。

研究物质相变临界状态时，

威尔逊也面对经典的问题。

相变时物质的密度会涨落，

人们要标出涨落大小数值。

物理学家用一系列线或点，

标度液滴或气泡的值容易。

临界时液滴和气泡的混合，

标度所有的涨落复杂艰巨。

威尔逊找到了优美的方法，

重整化理群理论发挥威力。

一步步地对涨落进行标度，

描述相变临界态方便简易。

1983年 奖励钱德拉塞卡的恒星结构和演变和福勒的宇宙中核反应理论

宇宙中漂浮气体和尘埃云，

在引力作用下收缩成恒星。

能量释放使恒星温度升高，

恒星内部发生剧烈核反应。

最初的元素氢燃烧成为氦，

大的压力使恒星不再缩紧。

持续数亿年到核燃料燃尽，

核反应中重元素不断形成。

星内气体压力会逐渐变小，

重元素的引力便逐渐递增。

恒星演化到此就开始坍缩，

质量决定恒星的不同命运。

质量较小的坍缩为白矮星，

它由电子云和原子核组成。

质量较大的坍缩导致爆炸，

产生的是超新星或中子星。

质量更大的恒星缩为黑洞，

它让被吸进物质失去个性。

它内部的光无法逃到外面，

黑洞的引力之强无物能赢。

许多科学家研究恒星演化，

钱德拉塞卡和福勒是巨星。

用开拓性工作和理论描述，

茫茫星空的有趣物理过程。

1984年，奖励传播子W±和Z0的发现

正电子与电子在碰撞中产生J/φ粒子，

科学家相信质子反质子也会撞出奇迹。

科学家要为粒子的碰撞创造必要条件，

使用能量足够高和数量足够多的粒子。

质子在快速的奔跑中才能超大的能量，

卢比亚领导人们建造大型质子对撞机。

反质子像那些调皮家伙只做短暂停留，

范德梅尔想方设法让很多反质子聚集。

加速的质子和反质子一次次迎面碰撞，

三种全新的粒子最终露出了蛛丝马迹。

被科学家命名W±和Z0的古怪家伙，

它们的任务是传递原子内较弱的核力。

虽然这些家伙一点不带电而且寿命短，

个个质量比质子高出百倍重过铁原子。

是谁给了这三个家伙的这么大的质量，

物理学家说是久未找到的希格斯粒子。

1985年，奖励量子霍尔效应

给金属片加电压才会流过电流，

不同电阻的金属有着不同表现。

欧姆说电压除以电流等于电阻，

电压只存在于电流方向的两端。

奥斯特发现电流改变磁针方向，

电场力磁场力关系首次被发现。

给通电金属片施加垂直的磁场，

磁力把运动电荷吸引偏向一边。

大量电荷累积后形成额外电压，

这是一八七九年霍尔的新发现。

电压除以电流得到霍尔电阻值，

电阻与磁通量大小呈线性相关。

半导体层与层界面是二维系统，

二维系统中电子也有不同表现。

霍尔电阻与磁通存在阶梯关系，

经典理论的线性表达不再圆满。

霍尔电阻是一个常数的整数倍，

这是冯克钦一九八零年的发现。

1986年 奖励鲁斯卡发明电子显微镜，宾尼希和罗雷尔发明隧道扫描显微镜

（1）鲁斯卡

列文虎克用简陋的显微镜，

第一次观察到了到微生物。

显微镜一次次为人类展示，

微观物质世界的绚丽非富。

显微镜能力受制于光波长，

它无法看到小于波长之物。

原子尺寸比光波长小千倍，

新工具才能看清原子面目。

照射物体后也能放大成像，

电子束如同显微镜的光束。

电子波长远小于光的波长，

原子的结构在镜头前暴露。

发展电子显微镜众人努力，

德国人鲁斯卡成就最突出。

一九三三年率先完成首秀，

为提高分辨率一生不停步。

（2）宾尼希和罗雷尔，扫描隧道显微镜

电子可当光束观察物体，

这是电子显微镜的原理。

宾尼希罗雷尔另辟蹊径，

利用电子察物方法迥异。

物体表面存在自由电子，

加点电压它们就会跳离。

跳跃高度只是原子直径，

测定它扫描隧道显威力。

一颗探针靠近物体表面，

自由电子会将探针隧穿。

物体表面原子精细结构，

由显微镜仪器信号显示。

光学镜下平坦晶体表面，

隧道扫描下是起伏山峦。

我们的视觉触觉被扩展，

触看原子的梦想变现实。

1987年 奖励柏诺兹、缪勒对高温超导的研究

如给导体施加一定的电压，

电子在原子间穿梭成电流。

像一个人跑在拥挤的走廊，

摩擦中电子受阻耗能不休。

有没有一种物质有宽通道，

电子运动不受阻碍特自由？

电能传送过程中没有浪费，

电子的表现才会更加优秀。

翁内斯首次发现超导现象，

超低温下银电阻近乎没有。

苛刻的温度限制它的应用，

高温超导让物理学家追求。

从四开十开升高二三十开，

超导在一次次尝试中加油。

美国科学家柏诺兹和缪勒，

在非金属超导研究中携手。

在钇钡铜氧组成的材料中，

他们实现七十开超导电流。

超导在新材料展示新活力，

一大批科学家紧跟在后头。

1988年，奖励莱德曼、施瓦茨和斯塔博格对中微子的研究

科学家会告诉你一些稀奇事，

许多中微子穿过你不留痕迹。

它们从炙热的太阳内部出发，

除了携带能量似乎无所事事。

它们不带电且质量几乎为零，

以光速飞行无物能让它停止。

中微子和许多粒子混在一起，

观察它们先将别的粒子隔离。

莱德曼施瓦茨斯坦博格等人，

用质子加速器来产生中微子。

在巨厚钢板屏蔽的探测器里，

他们发现了预料之外的奇迹。

他们找到两种不同的中微子，

除电中微子外还有缪中微子。

新的工具发现新的自然规律，

可帮助认识夸克结构和弱力。

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1989年，奖励拉姆齐、德默尔特、保罗的原子钟与离子捕捉技术

电子或者原子总是聚在一起，

人们只能研究它们的总表现。

能否在特定条件做单个观测，

是物理学家梦寐以求的心愿。

保尔最先提出离子存储原理，

德默尔特成功地完成了实验。

抓住电子几个月测定出磁矩，

精度高达十一位和理论无偏。

拉姆齐也研发储存原子技术，

用于铯原子钟设计前景无限。

科学家创造的仪器精确精致，

几十万年时间误差眨眼瞬间。

1990年 奖励弗里德曼、肯德尔和泰勒首次探测到夸克

科学家们一步步剥开了原子，

发现深层的电子质子和中子。

物理学家做出进一步的猜测，

质子中子中一定隐藏着秘密，

夸克，夸克，多美妙的鸟叫，

盖尔曼用来命名核子内粒子。

夸克是真实的存在还是臆测，

理论家们等待实验家的证据。

美国人里德曼肯德尔和泰勒，

研究电子质子的非弹性碰撞。

碰撞中有的质子会岿然不动，

有的质子会碎裂成新的粒子。

质子内的粒子是硬的点状物，

与理论预言的夸克性质一致。

科学家发现核子内还有胶子，

把各种各样的夸克粘合一起。