Нобелевская премия по физике 2010

Нобелевскую премию по физике присудили за открытие экзопланеты и космологию

Нобелевскую премию по физике 2019 года присудили Джеймсу Пиблсу (James Peebles), за «теоретические открытия в области космологии», Мишелю Майору (Michel Mayor) и Дидье Кело (Didier Queloz) за «открытие экзопланеты на орбите вокруг солнцеподобной звезды». По словам Нобелевского комитета, оба этих открытия позволили по-новому взглянуть на место человека во Вселенной. Прямая трансляция объявления победителя ведется на сайте Нобелевского комитета. Подробнее о заслугах ученых можно узнать из пресс-релиза Нобелевского комитета.

Лауреаты Нобелевской премии по физике за 2019 год: Джеймс Пиблс, Мишель Майор и Дидье Кело

Ill. Niklas Elmedhed // Nobel Media

В основном предсказания Джеймса Пиблза были посвящены спектру реликтового излучения — одного из немногих объектов, которые напрямую связаны с ранней эпохой жизни Вселенной. Вообще говоря, реликтовое излучение было теоретически предсказано в 1948 году, а в 1965 году его случайно зарегистрировали Арно Пензиас и Роберт Вильсон, которые впоследствии получили за это открытие Нобелевскую премию по физике. Однако предсказания Пиблса связаны не с фактом существования реликтового излучения, а с его свойствами. Во-первых, нобелевский лауреат показал, что реликтовое излучение играет важную роль в формировании галактик. Во-вторых, Пиблс рассчитал спектр флуктуаций реликтового излучения — в частности, оценил, как излучение будет выглядеть, если добавить к обычной материи холодную темную материю, и показал, что в такой модели относительная амплитуда колебаний температуры излучения находится на уровне 5×10 −6 . В-третьих, физик добавил в модель темную энергию с отрицательной плотностью и снова пересчитал спектр излучения. Кроме того, Пиблс изучил, как введенные им гипотетические сущности сказываются на эволюции Вселенной в целом и формировании галактик в частности.

Схематическое изображение эволюции Вселенной, включая момент, начиная с которого до нас доходит реликтовое излучение

Вторую половину премию получили Мишель Майор и Дидье Кело, открывшие первую экзопланету на орбите солнцеподобной звезды — горячий Юпитер, вращающийся вокруг желтого карлика Гельветиоса в созвездии Пегаса. Для этого ученым пришлось разработать сверхточный спектрометр, который чувствовал слабые смещения спектра звезды, сопровождающие вращение планеты. После этого открытия астрономы, поверившие в возможности измерительных приборов, открыли более 4000 «новых миров», разбросанных по Млечному пути (интересное совпадение: количество открытых экзопланет примерно равно числу цитирований статьи Майора и Кело). Некоторые из этих миров даже какое-то время считались потенциально обитаемыми.

Метод, с помощью которого астрономы нашли экзопланету, был основан на эффекте Доплера. Чтобы понять, как работает этот метод, рассмотрим упрощенный пример звездной системы с одной массивной планетой. В такой системе и звезда, и планета будут обращаться вокруг общего центра масс. Если представить, что орбита планеты лежит в плоскости наблюдений, звезда в разные моменты времени будет двигаться с ненулевой скоростью по направлению к Земле и от Земли. Следовательно, из-за эффекта Доплера спектр ее излучения будет «краснеть» или «синеть». Чем тяжелее планета и чем ближе к звезде она расположена, тем быстрее она будет двигаться и тем заметнее будут сдвиги спектра. В частности, Майор и Кело зарегистрировали сдвиги примерно на 59 метров в секунду при погрешности спектрометра около 13 метров в секунду.

Принцип, благодаря которому была открыта первая экзопланета на орбите звезды солнечного типа

Незадолго до вручения Нобелевской премии агентство Clarivate Analytics пытается предсказать возможных кандидатов, ранжируя ученых по числу цитирований. В этом году агентство предложило трех кандидатов-физиков. Первый кандидат — Артур Эккерт, работавший в области квантовой криптографии и предложивший применять квантовую запутанность в шифровании. Второй кандидат — Тони Хайнц из Стэнфорда, внесший вклад в исследования наноразмерных материалов. Третий кандидат — Джон Пердью из Темпльского университета, разработавший широко известную теорию функционала плотности. Впрочем, обычно прогноз опережает решение нобелевского комитета на несколько лет. В частности, в 2013 году Clarivate Analytics выдвигала Майора и Кело в качестве возможных кандидатов.

В прошлом году Нобелевскую премию по физике присудили Артуру Эшкину (½ премии), Жерару Муру (¼ премии) и Донне Стрикленд (¼ премии) за «новаторские изобретения в области лазерной физики». Если точнее, Эшкина наградили за создание оптического пинцета, а Муру и Стрикленд — за разработку метода генерации ультракоротких высокоинтенсивных лазерных импульсов. В настоящее время оба метода широко применяются не только в физике, но и в сопредельных науках — например, в биологии и медицине. Подробнее про работу нобелевских лауреатов можно прочитать в тексте «Скальпель и пинцет».

В 2017 году Нобелевскую премию по физике разделили Райнер Вайсс (½ премии), Барри Бэриш (¼ премии) и Кип Торн (¼ премии), награжденные «за решающий вклад в детектор LIGO и за наблюдение гравитационных волн». Благодаря работе ученых астрономы получили еще один канал наблюдений за Вселенной, с помощью которого можно проверить несколько недоступных ранее гипотез. Например, уточнить уравнение состояния нейтронных звезд и измерить скорость расширения Вселенной еще одним независимым способом. Более подробно про историю и работу детектора LIGO, а также про будущее гравитационной астрономии можно прочитать в материалах «Тоньше протона», «За волной волна» и «Ботаники в неведомой стране».

Чтобы компенсировать «потери» от вручения Нобелевских премий, организации церемонии награждения и содержания административного аппарата, фонд Нобеля вкладывает свои средства в ценные бумаги. В разные года соотношение доходов и расходов фонда получается разным, поэтому и размер премии строго не фиксирован. Например, в 2001 году лауреаты получили около 12 миллионов шведских крон, в 2007 году — около 10 миллионов, в 2012 — 8 миллионов. В этом году, как и в прошлом, премия составляет 9 миллионов крон (около 900 тысяч долларов или около 60 миллионов рублей по текущему курсу).

Кроме того, нужно учитывать, что лауреатам придется разделить 9 миллионов крон между собой, так что размер выплаты каждому награжденному физику сильно меньше заветного миллиона долларов. Таким образом, Нобелевская премия — это далеко не самая прибыльная, хотя и самая престижная премия по физике. Своеобразной альтернативой этой премии в последние годы стал Breakthrough Prize, который составляет три миллиона долларов для каждого лауреата.

Нобелевская премия по физике за 2019 год присуждена за революционные открытия в астрономии

Поделиться сообщением в

Внешние ссылки откроются в отдельном окне

Внешние ссылки откроются в отдельном окне

Шведская королевская академия наук объявила во вторник, что Нобелевская премия по физике в 2019 году будет вручена Джеймсу Пиблсу – за теоретические открытия в области физической космологии, а также Мишелю Майору и Дидье Кело – за открытие экзопланеты, вращающейся вокруг звезды солнечного типа.

Шведская королевская академия назвала открытия ученых революционными для астрономии. Так был оценен их вклад в изучение эволюции Вселенной и места Земли в ней.

Космическое излучение и тысячи экзопланет

Половину денежного приза, за теоретические открытия в физической космологии, получил канадский и американский ученый Джеймс Пиблс, профессор Принстонского университета.

Он был одним из тех, кто предсказал существование реликтового излучения, заполнившего вселенную после Большого взрыва.

Вторую часть, за открытие экзопланеты, вращающейся вокруг звезды солнечного типа, разделили швейцарские астрофизики Мишель Майор и Дидье Кело.

Они открыли экзопланету 51 Пегаса b в 1995 году. С тех пор больше четырех тысяч экзопланет были обнаружены в Млечном Пути.

Общая сумма денежной премии – девять миллионов шведских крон (909 тысяч долларов США).

Во время пресс-конференции в Стокгольме Пиблс подчеркнул, что открытия были сделаны усилиями многих ученых. Он также дал совет молодым людям, которые думают о научной карьере: делать этот шаг из любви к науке.

“Имеет смысл заниматься наукой, если она вас восхищает”, – сказал Джеймс Пибс.

Три женщины за всю историю

Год назад Нобелевской премии в этой дисциплине были удостоены трое ученых: Артур Эшкин из США, Жерар Мору (Франция) и Донна Стрикленд (Канада).

Донна Стрикленд – одна из трех женщин в истории, получивших Нобеля по физике.

Одним из самых заметных лауреатов этого века стал британец Питер Хиггс (вместе с бельгийцем Франсуа Энглером он еще в 1964 году теоретически обосновал существование бозона – частицы, благодаря которой остальные элементарные частицы обретают массу, но премию за это получил лишь в 2013-м). С тех пор эта частица известна в мире науки как бозон Хиггса.

Выпускники российского физтеха Андрей Гейм и Константин Новоселов в 2010 году были удостоены Нобеля за разработку новаторского материала – графена.

Графен состоит из одинарного слоя атомов углерода, невидим невооруженным глазом и обладает уникальной механической прочностью, тепло- и электропроводностью.

Нобелевская премия по физике вручается с 1901 года. С этого времени ее обладателями стали 207 ученых. Несколько раз – в 1916, 1931 и 1934-м годах, а также в начале Второй мировой войны – награда по физике не присуждалась.

Сумма награды составляет 9 млн шведских крон – 900 тыс. долларов США.

Самая советская из Нобелевских премий

В Советском Союзе больше всего лауреатов Нобелевской премии было именно по физике – 11 человек, в их числе Лев Ландау и Петр Капица. В 2003 году Нобеля получили Алексей Абрикосов и Виталий Гинзбург в коллективе с англичанином Энтони Леггеттом.

В марте 2019-го на 89-м году жизни в Петербурге скончался единственный из живших в России нобелевских лауреатов по физике – академик, депутат Госдумы, коммунист Жорес Алферов.

Высшую награду научного мира он получил в 2000 году вместе с немцем Гербертом Кремером и американцем Джеком Килби за разработку полупроводниковых гетероструктур и создание быстрых опто- и микроэлектронных компонентов.

Нобелевская премия по физике 2010

Университет Пенсильвании, Пенсильвания, США

Университет Токио, Токио, Япония

Associated Universities Inc., Вашингтон, США

род. 1931 г.
в Италии

Два новых окна во Вселенную

На Землю непрерывно льются потоки космических частиц и другие типы излучения. Нобелевские Лауреаты по физике этого года использовали эти самые мелкие “компоненты” Вселенной, чтобы улучшит наше понимание очень крупных ее частей: Солнца, звезда, галактик и сверхновых. Эти новые знания дали нам новые возможности “смотреть” на Вселенную.

Загадочная частица, названная нейтрино была предсказана в начале 30-х годов Вольфгангом Паули (Нобелевская Премия 1945 г.), но открыта только через 25 лет (Фредериком Рейнсом, Нобелевская Премия 1955 г.). Такая длительная задержка связана с тем, что нейтрино, которые порождаются в процессах термоядерных превращений водорода в гелий, которые идут в центре Солнца и других звезд, очень слабо взаимодействует с веществом и ее очень трудно зарегистрировать. Например, триллионы нейтрино ежесекундно проходят через наши тела, а мы этого даже не замечаем. Рэймонд Дэвис создал принципиально новый детектор, огромный бак заполненный 600 тоннами специальной жидкости, расположенный в шахте. В течение 30-летних наблюдений ему удалось зарегистрировать около 2000 нейтрино от Солнца. Это послужило прямым доказательством того факта, что в центре Солнца на самом деле идут термоядерные реакции.

Другой гигантский детектор, названный Камиоканде, был создан группой исследователей во главе с Масатоши Кошиба для того, чтобы подтвердить результаты Дэвиса. 23 февраля 1987 года, во время вспышки сверхновой 1987a этот детектор смог зарегистрировать поток нейтрино пришедшей к нам из соседней галактики – Большого Магелланова Облака. Детектор смог зарегистрировать 12 нейтрино из 10 16 , прошедших сквозь него.

Работы Дэвиса и Кошибы привели к неожиданным открытиям и создали новое поле деятельности для астрономов – нейтринную астрофизику.

Солнце и другие звезды испускают электромагнитное излучение с различными длинами волн, как видимое человеческим глазом, так и невидимое, в частности – рентгеновское. Чтобы исследовать космическое рентгеновское излучение, которое полностью поглощается Земной атмосферой, необходимо вынести инструмент в космос. Рикардо Джиаккони создал целую плеяду таких инструментов. При его участии впервые были обнаружены источники рентгеновского излучения вне Солнечной системы, им впервые было открыто рентгеновское фоновое излучение. Им также обнаружены рентгеновские источники которые, как считают сегодня большинство астрономов, содержат черные дыры. Джиаккони сконструировал первые рентгеновские телескопы, которые показали нам совершенно новые – и совершенно необычные – картины Вселенной. Его исследования и эксперименты заложили фундамент современной рентгеновской астрономии.

Названы лауреаты Нобелевской премии по физике

Награду разделят трое ученых: Джеймс Пиблз, Мишель Майор и Дидье Кело

08.10.2019 в 12:58, просмотров: 6796

Во вторник, 8 октября, Королевская Шведская академия наук огласила имена лауреатов Нобелевской премии по физике. Лауреатами-2019 «за вклад в наше понимание эволюции Вселенной и места Земли в космосе» стали трое ученых – Джеймс Пиблз, а также Мишель Майор и Дидье Кело.

Половина премии достанется канадско-американскому физику Джеймсу Пиблзу – за теоретические открытия в физической космологии. Другую половину разделят швейарский астрофизик Мишель Майор и швейцарский астроном Дидье Кело «за открытие экзопланеты, вращающейся вокруг звезды солнечного типа». Речь идет об экзопланете 51 Пегаса b. Сделанное двумя швейцарскими учеными открытие обозначило начало революции в астрономии. Проблема обнаружения экзопланет долгое время казалась неразрешённой, поскольку такие планеты чрезвычайно малы и тусклы по сравнению со звёздами, а сами звёзды находятся далеко от Солнца. Сейчас же достоверно подтверждено существование 4115 экзопланет в 3061 планетных системах.

Что касается Пиблза, то значение его работ хорошо описывает формулировка, прозвучавшая при присуждении ему международной премии Шао: «Он заложил основы почти для всех современных исследований в космологии, как теоретических, так и эмпирических, превратив высоко спекулятивное поле в точную науку».

Имена ставших в этом году лауреатами физиков звучали в прогнозах перед оглашением, сделанным Королевской академией. В преддверии оглашения имен новых «нобелевцев» издание Inside Science – в числе многих других – выступило с предположениями на тему того, кто и за что достоин получить премию по физике в этом году. По мнению издания, награды достойны ученые, занимающиеся проблемами обнаружения экзопланет и наблюдением за черными дырами. До того, как польский астроном Александр Вольщан и канадец Дейл Фрейл обнаружили первые экзопланеты в 1992 году, люди знали только восемь планет (девять, если учитывать Плутон), с тех пор астрономы обнаружили более 4000 экзопланет, что подтвердило интуитивное чувство, что существует много планет и звездных систем, что мы не одиноки. В 1995 году Мишель Майор вместе с Дидье Кело обнаружили первую экзопланету, вращающуюся вокруг солнечной звезды всего в 50 световых годах от Земли. Открытие было столь же новаторским, поскольку в нем использовался новый метод поиска экзопланет в звездных системах, похожих на нашу. Таким образом, прогноз издания в значительной мере оказался точным.

Также, по мнению Inside Science, награды заслуживают работы, позволившие открыть два новых класса сверхпроводников. В 1986 году Йоханнес Георг Беднорц и Александр Мюллер открыли класс материалов, содержащих оксиды меди, которые могут сохранять свою сверхпроводимость при температурах, превышающих допустимые теорией 1957 года. (Через год, в 1987-м, двое этих ученых получили Нобелевскую премию). Новый прорыв был совершен в 2008 году, когда команда исследователей из Японии во главе с Хидео Хосоно открыла новый класс железосодержащих материалов, которые демонстрируют сверхпроводимость при нетрадиционно высоких температурах. Затем в 2014 году группа из Германии во главе с Михаилом Еремецом (выходцем из СССР) обнаружила еще одно семейство сверхпроводящих материалов, на этот раз содержащих водород. Существование этих материалов было предсказано в 1960-х годах Нилом Эшкрофтом и нобелевским лауреатом 2003 года Виталием Гинзбургом. Открытие этих новых материалов открыло перед учеными новые возможности для лучшего понимания и работы с загадочным явлением, которое уже принесло нам много современных изобретений, таких как аппараты МРТ и ускорители частиц, и может найти будущее применение в термоядерных реакторах или энергосистемах без потерь.

Заслуживают внимания Нобелевского комитета, по мнению Inside Science, и работы в области квантовой физики: «В 2018 году ученые осуществили первый видеозвонок с квантовым шифрованием между Китаем и Австрией через спутник квантовой связи. Вскоре после этого США подписали закон «О Национальной квантовой инициативе», целью которого является инвестирование в исследования и обучение в области квантовой информатики из-за его огромного потенциала для коммерческих приложений и приложений национальной безопасности. Банки рассматривают возможность использования этой технологии для защиты своей информации, а технологические гиганты, такие как Google и IBM, разрабатывают квантовые компьютеры, которые могут выполнять определенные вычисления за считанные минуты, а не годы, используя классические суперкомпьютеры. Ничего из этого не было бы возможным без теоретической и экспериментальной базы, заложенной пионерами в этой области. В 1964 году физик Джон Стюарт Белл заложил теоретическую основу для решения парадокса в квантовой физике. Известная как теорема Белла, она впоследствии станет одним из наиболее важных понятий в области квантовой информатики. В последующие десятилетия ученые проводили все более сложные эксперименты, которые проверяли теорему Белла. Три физика, Ален Аспект, Джон Клаузер и Антон Цейлингер, были отмечены Призом Вольфа в 2010 году «за их фундаментальный концептуальный и экспериментальный вклад в основы квантовой физики, в частности во все более изощренную серию тестов неравенств Белла».

Именно Нобелевскую премию по физике получили в снятом в 2019 году последнем сезоне персонажи культового американского ситкома «Теория Большого взрыва» Шелдон Ли Купер и его жена Эми Фара Фаулер за свою «теорию суперасимметрии». Между прочим, фамилия Шелдона совпадает с фамилией известного лауреата Нобелевской премии по физике 1972 года Леона Нила Купера, а имя – с именем лауреата Нобелевской премии по физике за 1979 год Шелдона Ли Глэшоу. (Кстати, лауреат нынешнего года, Джеймс Пиблз внес большой вклад в развитие модели Большого взрыва).

В реальности же всего с 1901 по 2018 год Нобелевская премия по физике присуждалась 112 раз, причем только в 47 случаях награда доставалась единственному лауреату, в других же случаях ее делили между несколькими учеными. Таким образом за все это время премию получили 209 человека – среди них американский ученый Джон Бардин, который стал единственным в истории нобелевским лауреатом по физике дважды (сначала он получил премию совместно с Уильямом Брэдфордом Шокли и Уолтером Браттейном в 1956 году, а затем в 1972 г. Бардин стал лауреатом вместе с Леоном Нилом Купером и Джоном Робертом Шриффером – за основополагающую теорию обычных сверхпроводников).

Лауреатами премии по физике до последнего времени были лишь три женщины. Не считая награжденной в прошлом году Донны Стрикленд из Канады, физического «Нобеля» удостоились Мари Кюри (она, кстати, получила не только премию по физике в 1903 году, но также и Нобелевскую награду по химии в 1911 г.) и Мария Гёпперт-Майер, награжденная совместно с Хансом Йенсеном в 1963 г. «за открытия касающиеся оболочечной структуры ядра».

Средний возраст лауреатов Нобелевской премии по физике составляет 55 лет. При этом самым юным лауреатом в этой номинации уже более века остается 25-летний Лоуренс Брэгг из Австралии, получивший премию в 1915 году вместе со своим отцом Уильямом Генри Брэггом за заслуги в исследовании кристаллов с помощью рентгеновских лучей. Самым же пожилым из нобелевцев-физиков – в прошлом году стал 96-летний Артур Ашкин. Вместе с ним премию-2018 разделили также француз Жерар Муру и канадка Донна Стрикленд – за «поворотные изобретения в сфере лазерной физики».

В прошлом несколько физиков из Советского Союза и России получили Нобелевскую премию по физике. В 1958 г. награду получили трое советских ученых – Павел Черенков, Илья Франк и Игорь Тамм, в 1962 г. – Лев Ландау, а в 1964-м – Николай Басов и Александр Прохоров. В 1978 г. Нобелевскую премию по физике присудили Петру Капице. В 2000 г. нобелевским лауреатом стал российский ученый Жорес Алферов (он ушел из жизни 1 марта 2019 года). В 2003 г. премия по физике досталась Алексею Абрикосову и Виталию Гинзбургу. И в 2010 г. награду получили работающие на Западе выходцы из нашей страны Андрей Гейм и Константин Новосёлов.