培养了7位诺贝尔奖得主的实验室,是为什么会这么牛呢?

2024-05-10

1. 培养了7位诺贝尔奖得主的实验室,是为什么会这么牛呢?


培养了7位诺贝尔奖得主的实验室,是为什么会这么牛呢?

2. 一个大学实验室产生了三个诺贝尔奖?

 在物理中,如果没有高速带电粒子,我们甚至连原子的结构是什么都不清楚——自1909年开始,英国科学家卢瑟福用速度为2 10 7 m/s的高速α粒子束轰击金属箔(α粒子散射实验),人类才逐渐揭开了原子的面纱。通过分析实验结果,卢瑟福先后发现了原子核和质子,并且预言了中子的存在。
   粒子加速器能够产生很强的电磁场,通过电场力和磁场力,为其内部的带电粒子加速,产生高速、高能带电粒子。位于斯坦福大学校园里的美国SLAC国家加速器实验室,专门致力于粒子加速器的建造和高速粒子的相关研究。这座实验室自建造以来,取得了包括三项获得诺贝尔奖的重大发现在内的累累硕果!
   夸克在这里被发现!
   1911年和1918年,卢瑟福分别发现了原子核和质子。1932年,卢瑟福的弟子——英国科学家詹姆斯·查德威克发现了中子。至此,人类认为基本粒子(基本粒子是指人们认知的构成物质的最小或最基本的单位)就是光子、电子、质子和中子,其中的质子和中子是组成物质的最重要的粒子。但真的没有比质子和中子更小的粒子了吗?20世纪30年代产生的粒子加速器放大了人们的疑问——高速粒子相互碰撞产生了许多人类未知的粒子,这些粒子居然比质子和中子还小,而且它们的种类超过了100种,科学家们把它们与质子、中子一起称为强子。但是,这么多的粒子不可能都是基本粒子。
   有科学家表示强子由更小的粒子——夸克构成。20世纪60年代初,美国科学家默里·盖尔曼就提出了夸克理论,认为质子和中子分别由3个夸克构成。夸克一共有3种,包括上夸克(u)、下夸克(d)和奇夸克(s)。但如何验证夸克的存在?很明显,我们需要将强子撞得粉碎,才能暴露出其最小的组成单位。这就需要建造更大的加速器。
      于是,SLAC国家加速器实验室应运而生。SLAC国家加速器实验室(简称SLAC)位于美国加利福尼亚州斯坦福大学校园内,是美国能源部下属的国家实验室,由斯坦福大学负责运行管理。它始建于1962年,一开始它的名称是“斯坦福直线加速器中心”(Stanford Linear Accelerator Center,同样简称SLAC) ,因为当时实验室打算建造一个超级巨大的直线加速器。直线加速器,顾名思义,它提供给带电粒子前进并加速的轨道是直线型的。与此相对应的是回旋加速器,回旋加速器里面供带电粒子前进并加速的轨道是呈圆环状的,粒子绕圆心做圆周运动。
   历经四年,一个长达3.2千米的世界上最大的直线加速器于1966 年建成,被称为 “世界上最直的物体”。SLAC的直线加速器能将电子加速到光速的99.9999999%(光速是物体在空间运动的极限速度),能量达到50 GeV。具有如此高能量的电子能直接将质子和中子撞个粉碎,并且将夸克完全暴露出来。
   20世纪六七十年代,美国物理学家弗里德曼·肯德尔、理查德·泰勒和亨利·肯德尔利用SLAC的直线加速器做了电子碰撞质子和中子的大量实验,通过对碰撞的结果分析,以及长时间的探讨,最终在实验上证明了上(u)、下(d)、奇(s)三种夸克的存在,他们三位也因此获得了1990年的诺贝尔物理学奖。
   然而,盖尔曼的夸克理论是不完善的。虽然中子和质子确实是由3个夸克组成,但夸克可不止3种,而是一共有6种——上(u)、下(d)、奇(s)、粲(c)、底(b)及顶(t)。第4种粲夸克,很快也将在SLAC内被发现。而这个夸克的发现,也诞生了一个诺贝尔物理学奖。
   J粒子和τ粒子!
   即使不知道J粒子是什么,很多中国人也不会对这个名字感到陌生,因为该粒子是我们所熟悉的诺贝尔奖获得者——美籍华人丁肇中先生发现并命名的。然而很多人不知道的是,几乎在丁肇中发现J粒子的同一时间,美国物理学家伯顿·里希特也发现了这种粒子,他称为ψ粒子。该粒子最终被命名为J/ψ粒子。作为J/ψ粒子的发现者,丁肇中和伯顿·里希特共同获得了1976年的诺贝尔物理学奖。令我们骄傲的是,丁肇中先生的获奖感言是用中文发表的,使得诺贝尔奖的颁奖典礼上第一次出现了“华夏之声”!
   为什么J粒子如此重要?因为J粒子由1个粲(c)夸克和1个反粲(c)夸克组成。由J粒子,人们发现了第4种夸克——粲(c)夸克!后面人们又陆续发现了底(b)夸克及顶(t)夸克,夸克理论体系被逐渐完善。
   里希特发现J/ψ粒子的地方,就是在SLAC内。不过他依靠的不是直线加速器,而是利用了一台于1970年起建,1972年建成并开始运行的名为“SPEAR”的正负电子加速环。正负电子加速环也叫电子环加速器(回旋加速器的一种),电子环加速器能产生正、负电子并将它们加速,然后碰撞,并产生许多怪异的结果。1974年,里希特领导的实验小组在SPEAR上开展物质与反物质(正电子就是反物质)的对撞研究。当正、负电子对撞时,它们在微小的爆炸中消失。在这一过程中,里希特小组利用复杂的探测器发现了一种以前未知的基本粒子,这就是轰动全球科学界的J/ψ粒子。
      然而,SPEAR的能耐可不只是这一个诺贝尔奖,它还产生了另外一个诺贝尔物理学奖——1975年,马丁·佩尔利用SPEAR做物理实验,发现正、负电子对撞后产生了一种被称为τ子的新粒子,为此他荣获1995年的诺贝尔物理学奖。τ子属于第三代轻子,第一代轻子是1897年发现的电子,第二代轻子是1937年发现的μ介子。τ子是唯一可以衰变成强子的轻子,τ子的发现使得人类对轻子的研究又进了一步。而轻子和夸克,正是组成这个世界的基本粒子。可以说,SLAC在寻找基本粒子方面,做出了不可磨灭的贡献。
   大众化的斯坦福同步辐射光源
   带电粒子在接近光速的高速状态下沿弧形轨道运动时会发出电磁辐射,被称为同步辐射。很长时间以来,同步辐射一直不受科学家的欢迎,因为它消耗了加速器中的粒子的能量,影响了加速效果。但人们很快便了解到同步辐射是一种非常好的脉冲光源,它包含了从远红外到X光范围内的连续光谱,具有高强度、高度准直、高度极化、特性可精确控制等优异性能。同步辐射可以被用来开展其它光源无法实现的科学研究——例如测定蛋白质的三维机构、测定材料中原子的电磁结构参数、动态观测分子水平上的生命活动等。
      1973年,以SPEAR为基础,SLAC开始建造同步辐射光源。该同步辐射光源被命名为斯坦福同步辐射光源,简称SSRL。1977年,SSRL竣工并投入使用。在此之前,SLAC一直以粒子物理实验为主,此后,同步辐射实验成为SLAC的重要工作内容。如果说SLAC的直线加速器和电子环加速器只是供极其高端的科学研究使用的话,SSRL则非常的“亲民”,因为其应用的广泛性,它有偿开放给民间的各种研究机构、研究部门使用。SSRL一年内约有9个月为用户运行,它里面有32个实验站供来自大学、工业部门、政府实验室和国外研究机构的用户进行实验。目前,已经接近有100家美国公司使用过SSRL,并且每年用户的数量还在增加。
      当然,不止直线加速器、SPEAR和SSRL,SLAC还有很多非常先进的加速器,例如电子对撞机、直线对撞机等,这些都显示了SLAC非常强大的科研实力。

3. 3位科学家,斩获“中国诺贝尔奖”!历届获奖人都有谁?

3位科学家,斩获“中国诺贝尔奖”,历届获奖人都屠呦呦。

     今年的中国诺贝尔奖获奖的科学家总共有三位,对于三位科学家对科学界做出的突出贡献我们表示非常的高兴,因为这两年来很多人才在各方面都做出了一定程度的成就,甚至部分科技还出现了更为先进的发展,未来这样的发展速度其实也是很快的,然而对于中国的三位科学家荣获中国诺贝尔奖,我觉得是一件非常值得庆祝的事情,其实在往年的诺贝尔奖中,中国也有很多科学家甚至文学家入选,只不过因为各种各样的原因,能够真正被人们记住并且尊重的诺贝尔获得者仅仅只有几位,其中矛盾奖的获得者也就是莫言,莫言属于文学方面特别有突出贡献的文学人才,他对于一些历史的看法甚至是一些解析更为的通透,甚至在写文章方面能够让人看的茅塞顿开。

    对于我来说,文学最主要的就是能够将自己写的文章通俗易懂的,将自己想要表达的内容传达给读这本书的人,所以对于那些晦涩难懂的文言文,甚至是一些书籍大部分人看了之后都表示非常的难懂,甚至对于其中的含义也并不是特别感兴趣,而莫言的作品虽然文章的语言非常的简单朴实,却能够给人们描绘出一副非常壮丽的景色,甚至让读者有一种身临其境的感觉,正是因为这样的魅力,让莫言在文学界拥数一数二的位置,对于他的成就我觉得是非常具有实力的,而且对中国的文学界也起到了非常大的引领作用,因为很多作者在写文章或者写书的过程中可能存在各种各样的问题。

当然,有了一个目标之后,会让自己的成功道路变得更为简单。

3位科学家,斩获“中国诺贝尔奖”!历届获奖人都有谁?

4. 【请教】“诺贝尔奖”?为什么“诺贝尔奖”会这么有名?

诺贝尔在遗嘱中,把大约100万瑞典克朗赠与十多名亲友,余下部分(3100万瑞典克朗)用于设立诺贝尔奖,遗嘱中关于诺贝尔奖的内容如下:
我,签名人艾尔弗雷德·伯哈德·诺贝尔,经过郑重的考虑后特此宣布,下文是关于处理我死后所留下的财产的遗嘱:
在此我要求遗嘱执行人以如下方式处置我可以兑现的剩余财产:将上述财产兑换成现金,然后进行安全可靠的投资;以这份资金成立一个基金会,将基金所产生的利息每年奖给在前一年度中为人类作出杰出贡献的人。将此利息划分为五等份,分配如下:
一份奖给在物理界有最重大的发现或发明的人;
一份奖给在化学上有最重大的发现或改进的人;
一份奖给在医学和生理学界有最重大的发现的人;
一份奖给在文学界创作出具有理想倾向的最佳作品的人;
最后一份奖给为促进民族团结友好、取消或裁减常备军队以及为和平会议的组织和宣传尽到最大努力或作出最大贡献的人。
物理奖和化学奖由斯德哥尔摩瑞典科学院颁发;医学和生理学奖由斯德哥尔摩卡罗琳医学院颁发;文学奖由斯德哥尔摩文学院颁发;和平奖由挪威议会选举产生的5人委员会颁发。
对于获奖候选人的国籍不予任何考虑,也就是说,不管他或她是不是斯堪的纳维亚人,谁最符合条件谁就应该获得奖金,我在此声明,这样授予奖金是我的迫切愿望······
这是我的一切遗嘱中有效的遗嘱。在我死后,若发现以前任何有关财产处置的遗嘱,一概作废。诺贝尔奖不考虑国籍不考虑宗教不考虑意识形态等等,评选的都是为人类做出巨大贡献之人~评选标准皆以成就大小来评定。而且评定不受政府组织任何人干预,颁奖时间与装饰花朵都与诺贝尔有关,花朵来自诺贝尔逝世故居,颁奖时间是诺贝尔逝世时间,且颁奖时瑞典王室会出席,颁奖过程只颁布获奖者,不颁布候选者。所以,诺贝尔奖才会受到举世瞩目

5. 诺贝尔奖是谁在评?怎么比科学家还厉害,还懂?

遵照诺贝尔遗嘱,物理奖和化学奖由瑞典皇家科学院评定,生理或医学奖由瑞典皇家卡罗林医学院评定,文学奖由瑞典文学院评定,和平奖由挪威议会选出。经济奖委托瑞典皇家科学院评定。每个授奖单位设有一个由5人组成的诺贝尔委员会负责评选工作,该委员会三年一届。其评选过程为: 
  ——每年9月至次年1月31日,接受各项诺贝尔奖推荐的候选人。通常每年推荐的候选人有1000—2000人。 
  ——具有推荐候选人资格的有:先前的诺贝尔奖获得者、诺贝尔奖评委会委员、特别指定的大学教授、诺贝尔奖评委会特邀教授、作家协会主席(文学奖)、国际性会议和组织(和平奖)。 
  ——不得毛遂自荐。 
  ——瑞典政府和挪威政府无权干涉诺贝尔奖的评选工作,不能表示支持或反对被推荐的候选人。 
  ——2月1日起,各项诺贝尔奖评委会对推荐的候选人进行筛选、审定,工作情况严加保密。 
  ——10月中旬,公布各项诺贝尔奖获得者名单。 
  ——12月10日是诺贝尔逝世纪念日,这天在斯德哥尔摩和奥斯陆分别隆重举行诺贝尔奖颁发仪式,瑞典国王及王后出席并授奖。

诺贝尔奖是谁在评?怎么比科学家还厉害,还懂?

6. 诺贝尔奖那点事儿二:诺贝尔奖之前的世界科学大奖

上一回说了对科学家最大的奖赏就是以姓氏命名物理单位,那么还有没有真正的奖项呢?
  
 在诺贝尔奖之前,还有真正的科学大奖,不过不是土豪设立的,而是国家设立的。
  
 其中最负盛名的是法国科学院的学院征文大奖和英国皇家科学院的科普利奖章。
  
 法国科学院的学院征文大奖要略早于科普利奖章,可以说是世界上第一个世界性的科学大奖,成立于1721年,其主旨却不是为了探寻自然的奥秘,而是鼓励学者为国家做贡献,这就决定了大奖偏向于应用科学,一般由法国科学院出题,并限定交稿日期,最后由评审团决定大奖归属。
  
 最初法国科学院的学院征文大奖确实有点过于实用,例如“如何在船上放置桅杆”,这个问题有一个年轻人获得了三等奖,他就是著名的欧拉。拉瓦锡也曾就“路灯的改造方案”提出解决方案,很可惜并没有获奖。
  
 不过很快征文大奖就纠偏了,开始探讨一些基本的科学理论,而且也诞生了科学史上最大的打脸事件。
  
 1818年,征文大奖的题目定为光的衍射,在此之前,光的波动说微粒说已经争了近百年,微粒说的代表人物是一代天骄牛爵爷,波动说的代表人物是法国科学院掌门人惠更斯,由于爵爷的江湖地位,微粒说占据上风,波动说节节败退,而托马斯.杨的双缝实验,似乎给波动说带来了一丝曙光,征文大奖把衍射作为题目,也有点为自家平反的意味。
  
 当时的土木工程师菲涅尔刚刚转行到光学不久,已经崭露头角,在大赛之前就已经做出了解答,认为光是一种波,具有衍射现象,这次适逢其会,就早早交卷,等待专家评审委员会的裁决。
  
 这次评审委员会的首席专家是大名鼎鼎的泊松,而泊松是一个坚定的微粒说支持者,对于菲涅尔的答案嗤之以鼻,并且计算得出,如果菲涅尔的理论正确,如果在光束的传播路径上,放置一块不透明的圆板,由于光在圆板边缘的衍射,在离圆板一定距离的地方,圆板阴影的中央应当出现一个亮斑,在当时来说,这简直是不可能的,即便现在看来,这也有点不可思议。
                                          
 少年菲涅尔之前也没有想到自己的理论会有这么一个神奇的结果,因为要计算出这个亮斑需要高深的数学技巧,而泊松是当时最负盛名的数学家,得出这个结论自然是易如反掌。
  
 但是菲涅尔还是接受了挑战,经过精心的实验,终于到了见证奇迹的时刻,在圆板阴影的中心居然真的出现了一个亮斑,而这个亮斑因此也被称为“泊松亮斑”,这个事件也就成了科学史上最大的打脸事件。
                                          
 泊松作为光的微粒说的坚定支持者亲手瓦解了微粒说,自此光的波动说大行其道,光的微粒说土崩瓦解,直到爱因斯坦出世才重新挽回些许颜面,但那时光的粒子说已经和当初的微粒说完全不同了。
  
 看到邻居在科学界玩得这么风生水起,“日不落帝国”自然是心里不爽,更何况“千秋万载,一统江湖”的牛爵爷刚刚辞世,哪能任由他人染指爵爷的武林至尊地位。
  
 法国征文大奖设立十年后,英国皇家科学院也设立了科普利奖,作为武林盟主,科普利奖起点就比法国高,首先科普利奖针对的是理论研究,彰显了英国皇家科学院的高逼格,其次,在凡俗看来也是最重要的,科普利奖是给钱的,每年100英镑,这笔钱太多了,足以在伦敦买套房。
                                          
 不过英国皇家科学院不善理财,到今天也才区区5000英镑,已经远不如诺贝尔奖财大气粗。
  
 不过遗憾的是,牛爵爷依然没有获得这个科学史上最古老的奖章,因为当时他已经回到了上帝的怀抱,否则以爵爷的学阀作风,在他主政皇家科学院的二十多年里,他还不得领上十几次,剩下的几次也得颁给他的亲信,不过爵爷也配得上十几次奖章。
  
 但凡科学史上的巨擘,基本上都曾获得科普利奖章,例如富兰克林、卡文迪许、焦耳、伏特、法拉第、高斯、门捷列夫、达尔文、摩尔根、巴甫洛夫、亥姆霍兹、普朗克玻尔、狄拉克,这个名单太长了,科普利奖章的历史就是一部科学史,在他熠熠生辉的名单中还包括科学界的娱乐明星——爱因斯坦和霍金。
  
 正是这两个伟大的奖项,撑起了近代科学的发展,才人辈出,一批天才少年闪亮登场,在英法两国的学术竞赛中,人类构建起了完备的科学体系,开创了伟大之途。
  
 如果说影响力和对人类的贡献,这两个奖项都可以秒杀后起之秀诺贝尔奖,而且他们还有一个共同点,就是不排斥数学家。
  
 为什么诺贝尔奖会排斥数学家呢?数学家到底怎样才能获得诺贝尔奖呢?且听下回分晓。
  
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7. 两次获得诺贝尔奖,却鲜为人知的科学家是谁?


两次获得诺贝尔奖,却鲜为人知的科学家是谁?

8. 诺贝尔只是个科学家,为什么还能创建诺贝尔奖?

诺贝尔1833年出生于瑞典首都斯德哥尔摩。 他的童年是在艰难困苦中度过的。他父亲在无奈中到俄国去谋生。9岁那年,诺贝尔与母亲一起千里迢 迢到俄国去寻找父亲。诺贝尔没有进过大学,但他在知识渊博的家庭老师那里学到了丰富的知识。诺 贝尔16岁时,就成为一位很有影响的化学家,还能 流利地说英、法、俄、德、瑞典等多国语言。

1863年,诺贝尔决定用硝酸甘油来试制火药雷。硝酸甘油是用浓硫酸作催化剂,由浓硝酸和甘油反 应而制得的。在制造时,硝酸甘油很容易爆炸,因此一直无人敢问津。
但是,已被人称为“科学疯子”的 诺贝尔执意要攻克这个难关。1864年9月,诺贝尔在实验时,硝酸甘油意外爆炸,他的小弟弟被炸死,父亲也被炸得终身残废,还炸死了五个人。

为此,瑞典政府下令禁止试验和生产这种危险品。但是,诺贝尔置危险于不顾,继续在湖中的一条驳船上进行实验。经过几年的努力,硝酸甘油以固体炸药的面目问世了。它的爆炸力比普通黑火药高出几倍,受到了世界各国的欢迎。从此以后,诺贝尔在许多国家建立了生产硝酸甘油炸药的工厂,产品畅销几十个国家。
 他还有世界各地炸药制造业的股份,又拥有俄国巴库油田的产权。他成了世界上极其富有的人。看到硝酸甘油炸药被用于矿山的开挖、公路的 修建以及其他造福于人类的事业,诺贝尔感到无限 宽慰。他极其憎恨有人把他的产品用于战争。诺贝尔曾经愤怒地说:“我希望把所有的枪炮、它们的附 属物和一切东西,都送到地狱里去。

 ”1896年12月7日,诺贝尔因脑溢血死于意大利 家中,终年63岁。他在1895年2月27日就亲笔立 下了遗嘱,把自己财富的94%用来设立一个年度奖 基金,以奖励全世界在物理学、化学、生理学或医学、 文学及和平事业中(1968年增设经济学奖)“对人类 作出巨大贡献”的人
从1901年12月由瑞典国王颁发第一届诺贝尔奖起,在每年冬天,获得诺贝尔奖的人都会收到4。 2 万美元的奖金。诺贝尔奖不但数额高,而且被看作是职业的最高荣誉。诺贝尔奖不论国籍、种族、宗教 信仰或意识形态,对所有人开放;获奖者可以多次获 奖而不受限制。诺贝尔奖激励着人类科学事业的发展。