五位诺奖得主共聚申城论道科技前沿

发布时间:2017-12-18


1

2

12月17日,第2届“复旦-中植科学奖”颁奖典礼暨第3届“复旦科技创新论坛”在上海举行。本次颁奖典礼星光闪闪,5名诺奖得主齐聚申城,与现场的上海学者们一起分享相关领域最前沿的科学研究和创新成果。

2017“复旦-中植科学奖”获奖人、本年度诺贝尔物理学奖得主雷纳·韦斯、基普·索恩和巴里·巴里什共同出席颁奖典礼并发表联合报告《LIGO与引力波的发现》。另外,著名实验物理学家、1976年诺贝尔物理学奖得主、“复旦-中植科学奖”评奖委员会主席丁肇中宣读第2届“复旦-中植科学奖”获奖者名单,并对几位科学家的贡献进行了点评。1985年诺贝尔物理学奖得主克劳斯·冯·克里青以《2018,重新定义“1000克”:计量学将迎来法国大革命以来最大变革》为题发表主旨报告。

此次“复旦-中植科学奖”的评选结果在今年7月已经公布,而3位科学家获得2017年诺贝尔物理学奖在今年10月,“复旦-中植科学奖”无疑已经成为诺奖评选的风向标。

丁肇中:获奖者解决了引力波探测中的关键问题

3

丁肇中教授宣读了3位获奖者的名单,并言简意赅地介绍了3位科学家在引力波探索中的贡献。雷纳·韦斯教授是提出悬挂质量仪干涉系统的第一人,该系统的灵敏度可以高达10的负21次方,这个精度相当于质子大小的千分之一。基普·索恩教授在早期就发现了引力波的巨大科学潜力,发现了可能发射引力波的天体物理系统,描述了引力波信号的特点,估计了这种信号的强度;并且推动了在广义相对论支持下,引力波信号的计算和分析工具的研究。巴里·巴里什教授的贡献是他所领导的大规模实验项目不但建设了激光干涉引力波天文台,还将它的灵敏度提高到可成功探测引力波的水平,这是成功发现了30倍太阳质量级的双黑洞合并的关键。

4

雷纳·韦斯:引力波探测器为何如此灵敏?

雷纳·韦斯向大家分享了引力波探测器的灵敏之谜。他介绍了隔绝噪音的方法:可以通过悬挂的方式,把镜子作为一个钟摆似的垂挂物。“如说这里是钟摆,这里是地球,如果在上面只是缓慢地移动,钟摆和这根线会一起动;如果你上面扯线的这只手很快地运动,其实钟摆并不会跟着运动。我们通过这个原理,做出了一个隔震的设备。然后,我们把另外一个非常复杂的装置挂在了上面讲的钟摆隔震系统的终端,这是一个主动隔震装置。主动隔震装置会测量地面的振动,并对系统主动施加反向的作用,从而很好地把这些不需要的噪音给隔除掉。两套系统配合起来,就可以做引力波的探测。”雷纳·韦斯说。

5

基普·索恩:双黑洞是如何合二为一的?

基普·索恩向在场的观众们演示了双黑洞共舞的场景。双黑洞互相旋进,并且在互相进行合并之后,开始合二为一。他说,从爱因斯坦的广义相对论的角度来讲,这是由质量和能量所构成的,但是我们需要有一个方法来更好地对这样一个过程进行可视化的展现。比如说,把黑洞的运动轨迹进行展现,从上面进行观察,会出现一个什么情况?你会看到两个像漏洞状的物体,两个重质量的物体,在时空当中构成了扭曲,或者实现了内凹,这个内凹之前你没有办法看到,也是违背我们经典物理学的原理。两个黑洞在互相内旋过程中,形成了巨大漩涡。从更加广义的角度来看,可以看见在合并的过程中,会形成引力波。在整个的合并过程当中,有一些质量可以被保留;但是有大部分的质量将会被抛出,并且被转化成能量,以引力波的形式向外辐射。可能整个的能量释放是持续的,在短短的几毫秒之内,就能够释放出巨大的能量。引力波就带着这么大的能量向地球进行传播。

巴里·巴里什:超重金属的诞生与中子星合并有关

6

62017年10月16日22时,全球多国科学家同步举行新闻发布会,宣布人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。巴里·巴里什说,这次中子星的合并解决了困扰了我们很长一段时间的问题,比如说,黄金、铂金,这种非常重的元素是如何出现在地球上的?在自然界,它们一开始是如何被制造出来的?我们可以从元素周期表上面,预测这种元素的出现;我们也可以在实验室当中,制造这种元素。后来发现,是中子星的合并和中子星的爆炸,产生这种超重金属。因此,很有可能,地球上的这些重金属和超重金属,都是来自中子星合并的产物。现在的检测结果也支持这个理论。

7

克劳斯·冯·克里青:量子单位将纳入计量领域

早在2007年,克劳斯·冯·克里青就当选为中国科学院外籍院士,他在1980年发现了量子霍尔现象。他向大家介绍了量子计量学的未来趋势:下一次国际度量衡大会会议于2018年10月举行,此次大会将会批准一项新的标准。

为什么要改变标准呢?重要的原因是存储在巴黎的标准1公斤原型出现物质损失,不能精确地表示出1公斤。标准的1公斤原型内有一些气体,这些气体可能在一定程度上慢慢挥发。事实上,量子单位都可以极高的精度进行测量。克劳斯·冯·克里青说,过去这些单位没有被纳入到最基本的7个标准的物理单位中。现在将要统一这两组单位,量子单位会被完全纳入到国际标准化委员会的物理单位中去,成为一些常用的物理量的新的定义的基础。7个基本的物理常量可以和7个相对应的基本的量子常量进行对应,可以用普朗克常数定义质量、用光速来定义米、用量子电压来定义秒,还可以用基本的电量来定义安培。

“在古代,不同地方有不同计量单位;而现在,我们拥有全球性的计量单;在未来,我们的计量单位将可以在全宇宙适用。因此,我们把它称之为是法国大革命之后,在计量界最大的一次变革。” 克劳斯·冯·克里青说。

       【来源】上海科技报

分享到: