分享

量子光学之父:走进神奇的量子光学

 释怀斋 2019-04-12

  11月23日下午3点,“云南科学大讲坛”第37场讲座(2012年第4讲)将在云南大学科学馆举行。本场讲座由中共云南省委宣传部、云南省科学技术厅、中国工程院共同主办,邀请美国哈佛大学物理学教授、美国国家科学院院士、美国艺术与科学院院士罗伊·杰·格劳伯(Roy?J?Glauber)先生主讲,演讲题目为《走进神奇的量子光学》。

罗伊·杰·格劳伯(Roy. Jay. Glauber)

罗伊·杰·格劳伯(Roy. Jay. Glauber)

  罗伊·杰·格劳伯(Roy. Jay. Glauber)简介

  罗伊·杰·格劳伯(Roy. J. Glauber)是美国哈佛大学物理学教授、美国国家科学院院士、美国艺术与科学院院士、伦敦皇家学会荣誉外籍会员,新西兰科学院荣誉外籍会员。

  罗伊·杰·格劳伯教授1925年出生于美国纽约市,在大学二年级时他被招募到洛斯阿拉莫斯实验室参与曼哈顿计划,年仅18岁,是当时参与的科学家中最年轻的一位。1946年和1949年获得哈佛大学的硕士和博士学位。

“量子光学之父”、2005年诺贝尔物理学奖获得者

  他获得过许多荣誉,获得费城富兰克林学会的迈克尔逊奖章(A. A. Michelson Medal)、美国光学学会的马克斯玻恩奖(Max Born Award),美国物理学会的丹妮海涅曼数学物理奖(Dannie Heineman Prize)等。

  20世纪60年代,激光技术有了很大的发展,但是如何解释一些新的现象,如何对光本身的一些特性进行描述还缺少理论基础。1963年,Glauber教授通过自己先驱性的工作,成功地应用量子理论来解释一些光学现象,诺贝尔物理学奖评委会赞言道,Glauber教授是能够回答蜡烛和激光到底有什么本质区别的人。他创造性地提出了“相干性量子理论”,成功地描述了光粒子的运行原理,展示了光粒子的特性在一定条件下是如何影响它的运行方式。Glauber教授指明,量子物理学观察到的激光与自然光相比,具有方向性、单色性和相干性好而亮度极强等特点。激光的这些特点正是有别于自然光之处,20世纪后半叶众多科学家也正是利用激光的这些特点把它广泛地应用于自然科学的各个领域,为人类造福。Glauber教授提出的“相干性量子理论”,不仅解决了现代光学的一些基础性问题,而且奠定了量子光学的基础,开创了一门全新的物理学学科——量子光学,因此他被誉为“量子光学之父”

  2005年,他80岁高龄获得了诺贝尔物理学奖。有趣的是,他也是搞笑诺贝尔奖(the Ig Nobel Prizes)颁奖典礼的扫帚保管员,自1991年来,典礼结束后的现场他都去清扫台上的纸飞机。

  讲座要点

  光一直被认为是最小的物质,虽然它是个最特殊的物质,但可以说探索光的本性也就等于探索物质的本性。历史上,整个物理学正是围绕着物质究竟是波还是粒子而展开的。光的波动学说的建立,是19世纪科学取得的巨大成功之一。特别在麦克斯韦的光的电磁理论建立后,在解释光的反射、折射、干涉、衍射和偏振等与光的传播有关的现象时,光的波动理论取得了完全的成功。19世纪末和20世纪初发现了黑体辐射规律和光电效应等另一类光学现象,普朗克和爱因斯坦等人在解释这些涉及光的产生及光与物质相互作用的现象时,引进光量子(光子)的概念,发现光子不仅具有能量,而且与普通实物粒子一样具有质量和动量,这使得旧的波动理论遇到了无法克服的困难。然而,理论的发展过程中遇到了许多核心争论。

  物理学家们经过了大量艰苦而卓有成效地探索和实验,在量子物理取得重大突破的基础之上,激光技术也取得了长足的发展,但是在对光本身特性的描述上则遇到了一些困难。解决这些问题必须等待能够普遍解释类似于光的波动性的各种颗粒的行为的更广泛的量子力学理论。

  Glauber教授认为量子化的电磁场并不能代表光的一切性质,大量光子的集体行为于普通光子有很大的区别,应该更好地发展量子理论来探索光的本质,从而开创了建立“量子光学”的里程碑式的研究工作。他提出“光子的相干性量子理论”,这是首次提出用量子本性解释光宏观现象,该理论成功的描述了光量子的运动规律。回顾整个量子光学发展的历史,回顾当初遇到的各种问题和困境,仍然会给我们带来许多鼓舞和激励,乃至为当代众多科技成果的取得和新学科的发展提供了理论依据。

2005年,他80岁高龄获得了诺贝尔物理学奖。有趣的是,他也是搞笑诺贝尔奖(the Ig Nobel Prizes)颁奖典礼的扫帚保管员,自1991年来,典礼结束后的现场他都去清扫台上的纸飞机。

  讲座要点

  光一直被认为是最小的物质,虽然它是个最特殊的物质,但可以说探索光的本性也就等于探索物质的本性。历史上,整个物理学正是围绕着物质究竟是波还是粒子而展开的。光的波动学说的建立,是19世纪科学取得的巨大成功之一。特别在麦克斯韦的光的电磁理论建立后,在解释光的反射、折射、干涉、衍射和偏振等与光的传播有关的现象时,光的波动理论取得了完全的成功。19世纪末和20世纪初发现了黑体辐射规律和光电效应等另一类光学现象,普朗克和爱因斯坦等人在解释这些涉及光的产生及光与物质相互作用的现象时,引进光量子(光子)的概念,发现光子不仅具有能量,而且与普通实物粒子一样具有质量和动量,这使得旧的波动理论遇到了无法克服的困难。然而,理论的发展过程中遇到了许多核心争论。

  物理学家们经过了大量艰苦而卓有成效地探索和实验,在量子物理取得重大突破的基础之上,激光技术也取得了长足的发展,但是在对光本身特性的描述上则遇到了一些困难。解决这些问题必须等待能够普遍解释类似于光的波动性的各种颗粒的行为的更广泛的量子力学理论。

  Glauber教授认为量子化的电磁场并不能代表光的一切性质,大量光子的集体行为于普通光子有很大的区别,应该更好地发展量子理论来探索光的本质,从而开创了建立“量子光学”的里程碑式的研究工作。他提出“光子的相干性量子理论”,这是首次提出用量子本性解释光宏观现象,该理论成功的描述了光量子的运动规律。回顾整个量子光学发展的历史,回顾当初遇到的各种问题和困境,仍然会给我们带来许多鼓舞和激励,乃至为当代众多科技成果的取得和新学科的发展提供了理论依据。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多