2018年诺贝尔物理奖今公布外媒热门预测出炉

2018年诺贝尔物理奖今公布外媒热门预测出炉

▲ 诺贝尔物理奖今公布。

2018年诺贝尔物理奖将于北京时间傍晚5点45分宣布获奖者。根据「科学内幕」(Inside Science)预测,获奖主题可能为量子纠缠(Quantum Entanglement)、钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cells)或是将光线给减速甚至冻结(Slowing and Stopping Light)。

2018年诺贝尔物理奖今公布外媒热门预测出炉

量子纠缠

2017年,中国「墨子号」量子卫星在世界上首次实现1203公里的量子纠缠,这代表着量子通信朝实用迈出一大步。文章指出,今年的物理奖很有可能颁给那些测试量子纠缠现象的科学家。

量子纠缠(Quantum Entanglement)是奇特的量子力学现象,这个现象说明一个亚原子粒子(比原子更小的诸如电子、中子、光子等粒子)的状态可以「瞬间」对另外一个亚原子粒子的状态产生影响的现象,如同心电感应一般,无论它们相距多远。爱因斯坦称之为「幽灵般的远程效应」(spooky action at a distance)。

1964年,物理学家约翰贝尔(John Bell)提出一种测试「幽灵行动」(spooky action)是否真实的方法。在过去几十年的时间里,科学家们对「贝尔不等式」进行越趋严格的测试。

到了2010年,科学家阿兰派拉(Alain Aspect)、约翰克劳泽尔(John Clauser)和安东齐林格(Anton Zeilinger)在该领域的杰出成绩让他们获得沃尔夫物理学奖,也就是被视为夺得诺贝尔奖指标性的奖项。

▼Nature网站介绍「墨子号」首次实现1203公里的量子纠缠。

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钙钛矿太阳能电池

钙钛矿太阳能电池发展潜力大,是19世纪在俄罗斯乌拉尔山脉发现的一种矿物。2009年,日本横滨东南大学教授宫坂力(Tsutomu Miyasaka)与同事首次提出在太阳能电池当中使用钙钛矿的想法;经数次改良,发电效果早已从3.8%增长至20%以上,可媲美传统的矽太阳能电池。

钙钛矿太阳能电池的优点相当多,包括制造成本较低、可吸收所有可见波长的太阳光能量,也能喷涂至各式各样的表面。但其目前仍有许多挑战需要克服,像是钙钛矿往往包含有毒金属「铅」,以及热能与水分会损毁电池组成物质,造成电池稳定性差等。如果能将不利因素一一排除,这种新兴技术的未来前景一片光明。

虽然诺贝尔奖通常会颁发给基础科学,但2014年获奖的蓝光LED破除此种不成文规定,钙钛矿太阳能电池仍有机会获奖。

▼ 宫坂力2017年9月26日手持钙钛矿太阳能电池受访。

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将光线给减速甚至冻结

在已知的物理学当中,光的行进速度是最快的,但近几十年来,科学家们先后利用特殊材料来减缓光的速度,甚至在某种情况下能把光线完全冻结。

1999年,丹麦物理学家莱娜豪(Lene Hau)与其哈佛大学的团队把光线通过冷却到绝对零度附近的钠原子气体,让光速减慢至每小时38英里,因原子形成一种被称作「玻色-爱因斯坦凝态」(Bose–Einstein condensate)的奇特物质状态。经过几年的研究,德国科学家在2013年成功把光线冻结在晶体内长达一分钟的时间。

这种实验未来也很有可能改革电脑通信网路的发展。此外,莱娜豪是该实验领域的先驱之一,若届时是她获得殊荣,将成为50年来首位女性物理奖得主。

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