开辟量子物理学实验领域的新时代——2012年诺贝尔物理学奖揭晓

2012年诺贝尔物理学奖授予法国科学家塞尔日·阿罗什和美国科学家大卫·维因兰德，以表彰他们 “提出了突破性的实验方法，使测量和操控单个量子体系成为可能．”瑞典皇家科学院认为：“单个粒子很难从周围环境中隔离观测，一旦它们与外界发生交互，通常会失去神秘的量子性质，使得量子物理学中很多奇特现象无法被观测到．但两位获奖者通过实验，能够直接观察单个粒子却不对其产生破坏，开辟了量子物理学实验领域的新时代．”

塞尔日·阿罗什(Serge Haroche)，法国．1944年出生于摩洛哥卡萨布兰卡．1971年从巴黎第六大学获得博士学位．现为法兰西学院和巴黎高等师范学院教授．

大卫·维因兰德(David J. Wineland)，美国．1944年出生于美国威斯康星洲密尔沃基．1970年从哈佛大学获得博士学位．现供职于美国国家标准与技术研究院和科罗拉多大学波尔得分校．

对于单个微粒(电子、光子或其他物质粒子)来说，经典物理学已不适用．但要从环境中分离出单个微粒非常困难，而且，微粒一旦融入外在世界，其神秘的量子性质便会消失．因此，许多通过量子物理学推测出来的现象看似荒诞，也不能被直接观测到，研究人员只能进行一些猜想实验，试图从原理上证明这些荒诞的现象(测不准关系、量子几率特性、量子关联性等)．所以，一个世纪以来，关于量子世界的性质一直争论不休，特别是爱因斯坦与玻尔的争论．

阿罗什和维因兰德与研究小组一起，创建了一种巧妙的实验方法：阿罗什的工作是打造出一个微波腔，借助单个原子在微波腔中会辐射或吸收单个光子的特性，实现了操纵单个光子．而维因兰德则制造出了一个离子阱，先用光来俘获离子，然后用激光冷却离子，进而对离子进行测量和控制．

利用上述实验方法，他们成功地实现了对量子碎片的测量和控制，突破了以前人们认为单个微粒无法被直接观测到的看法．这套方法允许他们检验、控制并计算粒子．

阿罗什和维因兰德的研究成果，开辟了量子物理学实验领域的新时代．使科学日益接近描述一个真实的量子世界．