Giải nobel Vật Lý

Vật lý giải quyết những thành phần cơ bản của vật chất và các tương tác giữa chúng cũng như nghiên cứu về các nguyên tử và việc tạo thành phân tử và chất rắn.. Feynman nhận ra rằng tình

Nội dung

 Phần 1:Mở đầu

 Phần 2:Giải Nobel vật lý từ năm 1956 đến

năm 2009

1 Từ vật lý cổ điển đến vật lý lượng tử

2 Từ thế giới vi mô đến thế giới vĩ mô

3 Từ đơn giản đến phức tạp

4 Vật lý chất rắn

5 Vật lý và kỹ thuật

6 Các khám phá mới

Mở đầu

• -Alfred Nobel(1833-1896) là

một nhà phát minh Thụy

Điển.Ông nhận 355 bằng sáng chế liên quan đến 150 phát

minh xoay quanh thuốc nổ

• -Nobel dành 94% tổng giá trị tài sản của mình để lập nên 5 giải Nobel trong cac lĩnh

vực:vật lý,hóa học,sinh

học,văn chương và hòa bình

 Tại sao không có giải Nobel về toán học???

•

obel là một nhà sáng chế tài

ba nhất là về hóa học.Ông

rất am tường về các nguyên liệu hóa chất nhưng về toán học thì ông chỉ áp dụng nhiều nhất là phép tam suất thôi

Do đó ông đã cảm thấy

không cần thiết có một giải thưởng cho toán học

Vật lý là gì?

• Vật lý được coi là một môn khoa học cơ bản nhất của khoa học tự nhiên Vật lý giải quyết những

thành phần cơ bản của vật chất và các tương tác

giữa chúng cũng như nghiên cứu về các nguyên tử và việc tạo thành phân tử và chất rắn Vật lý cố

gắng đưa ra những mô tả thống nhất về tính chất

của vật chất và bức xạ, bao quát rất nhiều loại hiện tượng

Giải Nobel vật lý

• Giải Nobel vật lý là một trong

những giải Nobel do viện Hàn

Lâm Thụy Điển trao tặng hàng

năm cho các nhà vật lý và thiên

văn có những khám phá và

đóng góp nổi trội trong lĩnh vực

vật lý

• Mỗi giải thưởng Nobel là 1,36tr

USD

Phần 2:Giải Nobel vật lý từ năm 1956

đến 2009

1.Từ vật lý cổ điển đến vật lý

lượng tử

 Năm 1956, Tsung – Dao

Lee(1922) và Chen Ning

Yang(1926) đã chỉ ra rằng các

tương tác vật lý có thể không

tuông theo đối xứng gương Điều

này có thể là tính chất chẵn lẻ

không được bảo toàn.

 Với công trình trên hai ông đã

cùng nhận giải Nobel năm 1957.

 Mô hình cũ của DDHLT chỉ bao gồm trao đổi photon riêng lẻ, nhưng Sin – ltiro Tomonaga,

Julian – Chwinger và Richard –

P Feynman nhận ra rằng tình

huống lại phức tạp hơn nhiều vì tán xạ điện tử – điện tử có thể

bao gồm trao đổi một vài photon

 Cả 3 ông nhận giải Nobel vật lý về nghiên cứu cơ bản về

DDHLT và vật lý hạt cơ bản vao

n m 1965 ă

• Người ta không biết tương tác yếu có tính chất như

thế nào cho đến những

năm 1960 khi Sheldon L Glashow, Abdus Salam và Steven Weinberg đưa ra lý thuyết thống nhất tương tác yếu và tương tác điện từ

Và họ cùng nhau chia giải Nobel năm 1979.

 Nguyên lý bảo toàn tính chẵn lẻ kéo dài không được bao lâu cho đến khi Jamef W.Croning và Val L.Fitch phát hiện sự

phân rã của hạt meson vi

phạm nguyên lý trên Croning và Fitch đưa ra phát hiện này vào năm 1964

Họ cùng nhau nhận giải

Nobel năm 1980.

2.Từ thế giới vi mô đến thế giới

vĩ mô

Eugene Wigner(1902-1995) nhà vật lý và nhà toán học,

ông đóng góp vào lý

thuyết hạt nhân nguyên tử và các hạt cơ bản đặc biệt là tìm ra và ứng dụng các

nguyên lý đối xứng cơ bản Maria Geoppet Mayer(1906-

1972) và J–Han D–Jensen 1973), hai ông đề ra lý

(1907-thuyết cấu trúc hạt nhân

dạng lớp

 Họ chia nhaugiải Nobel

vật lý vào 1963

 Năm 1975, Aage Niels Bohr 2009), Ben Roy Mottelson và James Rain Water đã tìm ra mối liên hệ giữa chuyển động tập thể và chuyển động các đơn hạt trong hạt nhân nguyên tử, dẫn đến việc phát triển lý thuyết về

(1922-cấu trúc hạt nhân nguyên tử.

Họ nhận giải Nobel

Với phương pháp sử dụng các máy gia tốc, nhóm nghiên cứu của Owen Chamberlailain và

Emilio Fegre đã xác định và

nghiên cứu phản proton vào

năm 1955

• Mãi đến năm 1959 họ mới được giải thưởng Nobel về công trình này

 Ropert Hofstadter

(1915-1990),ông là nhà Vật Lý người Mỹ, ông

nhận giải Nobel năm

1961 cho các nghiên cứu tiên phong về tán xạ điện tử trong hạt nhân nguyên tử và khám phá liên quan đến cấu trúc của nucleon.

Năm 1951, ông Frederick Reines 1998) tham gia với Clyde Cowan để tìm kiếm neutrino và năm 1956 thì họ đã

(1918-chứng minh được sự tồn tại của neutrino

 Trong khi đó,Martin L.Perl và nhóm

nghiên cứu của ông đã phát hiện ra hạt lepton “tau” có khối lượng lớn hơn điện tử và muon

 Perl chia giải Nobel với Reines vào

năm 1995

 Murray Gell-Mann và những người

khác cố gắng phân loại các hạt

tương tác rất mạnh

thành các nhóm có các liên hệ và kiểu tương tác giống nhau Với công trình đó thì Gell-Mann nhận giải Nobel năm 1969

 Với công trình tìm ra hạt Quark 2 nhóm nghiên

cứu:

Burton Richter và Samuel C.C.Ting nhận giải Nobel năm 1976

 Jerome I Friedman

,Henry W Kendall và

Richard E.Taylor nhận

giải Nobel năm 1990

Vũ trụ học

 Năm 1964 ,Arno Penzias

và Robort Wilson đã phát hiện ra bức xạ phông vũ

tru(một bức xạ đẳng hướng và đồng nhất phân bố giống như phổ phát xạ của vật

đen có nhiệt độ khoảng 3K)

 Họ cùng nhận giải năm

1978 nhờ khám phá này

Với đóng góp cho lý thuyết

phản ứng hạt nhân đặc biệt

là các

khám phá liên quan

đến quá trình tạo

năm 1967

Subramanyan Chandrasekhar đã tính toán lí thuyết quá trình tiến hóa của các

ngôi sao và đề ra giới

hạn Chandrasekhar

 William A.Fowler đã làm

sáng tỏ rất chi tiết cả

về mặt lí thuyết và thực nghiệm các phản ứng

hạt nhân quan trọng nhất trong các ngôi sao và sự hình thành các nguyên tố nặng

Fowler và Chandrasekhar

cùng nhận giải nobel vật lý năm 1983

ngẫu nhiên

vào năm 1964 khi sử dụng

kính thiên văn của Ryle là

phát hiện ra

các sao neutron

Ryle và Hewish nhận giải

Nobel vật lý

năm 1974

 Mùa hè năm 1974 Russell Hulse và Joseph Taylor phát hiện ra pulsar đôi.

 Hulse và Taylor chia

nhau giải Nobel vật lý năm 1993.

3.T đơn giản đến phức tạp ừ

 Alfred Kastler tìm

ra tìm ra và sử dụng

các phương pháp

quang học để

nghiên cứu cộng

hưởng Hertz trong

nguyên tử

 Oâng nhận giải

nobel năm 1966

 Nicolaas Bloembergen và Arthur L Schawlow đưa ra công trình nghiên cứu về

phổ laser chính xác của các nguyên tử và phân tử.

 Kai M.Siegbahn phát triển phổ điện tử độ phân giải

cao

 Cả hai ông nhận giải Nobel năm 1981

 Hans G Dehmelt và Wolfgang Paul đã phát minh ra kỹ thuật bẫy ion bằng từ trường.Họ là người đầu tiên

cách ly được các hạt riêng lẻ

Họ nhận giải thưởng Nobel

vào năm 1989

 Với công trình phát

triển phương pháp

làm lạnh và bẫy

nguyên tử băng laser

Châu Lệ Văn,Claude Cohen Tannoudji và William

D.Phillips nhận giải Nobel năm 1997

 Năm 1940 Hannes Alfven đã chứng minh rằng một loại

chuyển động tập thể mới gọi là”sóng từ-thủy động lực

học”có thể được sinh ra trong các hệ plasma

Đến năm 1970 ông mới nhận giải Nobel về công trình này

4.Vật lý chất rắn

 Vào những năm 1940, nhờ sự phát triển của các máy phản ứng phân rã hạt nhân, các nhà thực nghiệm có thể thu được các neutron năng lượng thấp Giống như tia X, neutron cũng rất hiệu quả trong việc xác

định cấu trúc tinh thể bởi vì bước sóng Do Broglie của hạt nhân cũng cỡ khoảng

cách giữa các nguyên tử trong chất rắn.

 Clifford G Shull

(1915-2001) đã có nhiều đóng góp cho sự phát triển kĩ thuật

nhiễu xạ neutron trong việc xác định cấu trúc tinh thể và Bertram N

Brockhouse(1918-2003) đã phát triển phương pháp phổ

ký neutron.

 Hai ông cùng nhận giải Nobel năm 1994

 John H Van Vleck (1899-1980)đã phát

triển lý thuyết trường tinh thể của các hợp

chất của các kim loại chuyển tiếp.

Ông đã nhận nửa giải Nobel năm 1977.

 Louis E F Néel (1904-2000) đã đưa

ra các mô hình cơ bản miêu tả các vật liệu phản sắt từ và ferri từ, đó là các

thành phần quan trọng trong nhiều dụng

cụ chất rắn.

 Néel nhận một

nửa giải Nobel vật

lý năm 1970.

 Kenneth G Wilson(1936-?) đã phát triển lý thuyết tái chuẩn hóa cho các hiện tượng tới hạn liên hệ với các

chuyển pha

Ông nhận giải

Nobel vật lý năm

1982

Albert Fert (sinh 7/3/1938)và Peter Grunberg(sinh 18/5/1939) cùng nhận giải năm 2007 cho thành tựu phát minh

ra hiệu ứng từ điện trở khổng lồ.

 Pierre-Gilles de

Gennes (1932-2007)

đã phát triển lý thuyết

cho tinh thể lỏng và sự chuyển giữa các pha có

độ trật tự khác nhau

Ông nhận giải năm 1991

 Lev D Landau(1908-1968) nhận giải

 Vào những năm 1920 và 1930, Pyotr L Kapitsa đã phát triển một

số kĩ thuật thực nghiệm để thực

hiện và nghiên cứu các hiện tượng

ở nhiệt độ thấp

 Kapitsa được trao

một nửa giải Nobel

vật lý năm 1978.

 Eric Allin Cornell (1961)và Carl Wieman (1951) đã quan sát hiện tượng ngưng tụ

Bose-Einstein với nguyên tử Rubidium còn Wolfgang Ketterle (1957)thực hiện thí

nghiệm với nguyên tử Natri

 Năm 2001 ba ông cùng nhận giải Nobel vật lý

 Douglas D Osheroff (1945), David

M Lee (1931) và Robert Coleman

Richardson(1937) cùng nhận giải năm

1996 , đã phát hiện hiện tượng siêu

chảy của Heli (3) xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn Heli (4) hàng ngàn lần.

 Leon N Cooper

(1930), John Bardeen (1908-1991) và J

 Brian D

Josephson (sinh

4/1/1940) nhận một nửa giải Nobel vật lý năm 1973 với tiên

đoán lý thuyết về

tính chất của các

dòng siêu dẫn, đặc biệt là hiệu ứng

Josephson

đường ngầm trong chất bán dẫn

con người hiểu

biết thêm về siêu

• Máy quét MRI dùng trong y học

J Georg Bednorz (16/5/1950) và

K.Alexander Müller (20/4/1927) tìm ra hiện tượng siêu dẫn trong vật liệu

gốm nhận giải Nobel năm 1987

 Nửa giải nobel

vật lý còn lại năm

1977 được trao

choPhilip W

Anderson (1923 ) và Nevill F Mott (1905) với nghiên cứu lý

thuyết về cấu trúc

điện tử của các hệ

từ hỗn loạn

 William B Shockley (1910-1989), John Bardeen (1908-1991) và Walter H Brattain (1902-1987) đã tiến hành các nghiên cứu

cơ bản về siêu dẫn và đã phát triển

transistor loại một

 Họ cùng nhận giải Nobel năm 1956.

 Và giải nobel vật lý đầu tiên

của thập niên 2000 được trao

cho Herbert Kroemer (1928),

Zhores I Alferov (1930) và

Jack S.Kilby (1923)

Trong đó Jack S Kilby được nhận ½ của giải còn Herbert Kroemer

và Zhores I Alferov cung chia nhau ½ giải còn lại.

 Năm 1982, Klaus von Klitzing (1943)

phát hiện ra hiệu ứng Hall lượng tử Điện trở Hall giữa các bậc này có giá trị

h/ie^2 Klaus von Klitzing nhận giải nobel vật lý năm 1985.

 Daniel C Tsui (1939), Horst

L Störmer (1949) và Robert B Laughlin (1950) tìm ra hiệu ứng Hall lượng tử phân số như là

một khởi đầu cho một loại chất lỏng lượng tử mới với các yếu

tố điện tích không nguyên (1/3, 1/5, ).

Họ đã cùng nhận giải

nobel vật lý năm

1998

Rudolf L Mössbauer (1929) nghiên cứu

về hấp thụ cộng hưởng tia gamma và

hiệu ứng Mossbauer Ông được nhận ½ giải nobel vật lý năm 1961.

• Hiệu ứng Mossbauer

5.Vật lý và kỹ thuật

 Vào những năm 1940,

Dennis Gabor (1900-1979)

đề ra nguyên lý ảnh ba

chiều Ông tiên đoán rằng

nếu tia sáng tới có thể

giao thoa với tia phản xạ

từ một mảng hai chiều thì

có thể tạo được một ảnh

ba chiều của vật thể Ông

nhận giải nobel năm 1971.

 Ernst Ruska (1906 –1988) tiến

hành các nghiên cứu cơ bản về

quang điện tử và thiết kế kính hiển vi điện tử truyền qua đầu tiên hoạt

động vào những năm đầu của thập niên 1930.

• Ruska nhận một nửa giải

Nobel vật lý vào năm

1986.

Nửa giải còn lại

được chia đều cho

Gerd Binnig (1947) và Heinrich Rohrer

(1933), hai người đã phát triển một phương pháp khác hẳn để thu được các bức ảnh với

độ phân giải cực cao.

 Giải Nobel vật lý năm 1958 được

chia cho Pavel A Cherenkov

(1904-1990), Ilya Mikhailovich Frank

(1908-1990) và Igor Y Tamm (1895-1971) cho các phát hiện và giải thích của họ về

hiệu ứng Cherenkov.

1968 cho các cải tiến

kỹ thuật ghi và phân tích dữ liệu

 Georges Charpak(1924) đã nghiên cứu chi tiết quá trình ion hóa trong chất khí và đã sáng tạo ra buồng dây

Ông nhận giải Nobel

năm 1992.

6.Các khám phá mới

Đầu thế kỷ 21 là khoảng thời gian có nhiều phát minh ứng dụng trong kĩ thuật và đời sống

 Năm 2004 giải Nobel được trao cho David

J.Gross,H David Politzer và Frank Wilczeck với khám phá về lực tương tác hạt nhân mạnh(lực liên kết các hạt nằm trong nhân nguyên tử)

 Xuất phát từ việc tính toán quang phổ dựa

trên laser cho phép đo đạc màu sắc ánh sáng với độ chính xác rất cao.Năm 2005:

Một nửa giải Nobel được trao cho John

L.Hall và Theodor W.Hansch

 Một nửa giải được trao cho Roy J.Glauber vì đã ứng dụng vật lý hiện đại vào quang học

Giải Nobel vật lý năm 2006 được trao cho 2 nhà khoa học Mỹ John

C Mather và George F.Smoot với công trình khám phá sự hình thành vật thể đen và tính không đẳng hướng của bức xạ tàn dư của vũ trụ

Nambu Makoto và Masukawa

Toshihide đã phát hiện ra nguồn gốc

phá vỡ tính đối xứng liên quan đến việc dự đoán sự tồn tại của ít nhất 3 nhóm

hạt quark trong tự nhiên

Họ nhận giải Nobel năm 2008

Cấu trúc quark của proton và neutron

2009.Giải Nobel vật lý khác thường

Chủ nhân của giải Nobel là các nhà KH Hàn Lâm.Là những người làm việc trong lĩnh vực công nghiệp nên phát minh của họ có tác

dụng trực tiếp trong KH đời sống.

Cao Côn,Willard S Boyle và George E

Smith đã phát minh ra vi mạch bán dẫn-bộ cảm biến CCD

 Ưùng dụng của CCD

 Gửi đi những tấm ảnh chụp bằng kỹ

thuật số

 Dùng trong một số máy mĩc để các

bác sỹ nhìn vào bên trong cơ thể các

bệnh nhân khi chuẩn đốn bệnh như

cơng nghệ nội soi trong chuẩn đốn

và vi phẫu.

 Sử dụng phổ biến trong máy tính xách

tay,tivi màn hình phẳng,điện thoại di

động.

 Phát minh ra máy tích điện kép

 CCD được coi là trái tim của máy ảnh

số.Việc sáng chế ra thiết bị này đã tạo

nên một cuộc cách mạng trong nhiếp

ảnh

“Có gì hạnh phúc hơn là được lên đường vào ban mai của một ngày và ban mai của cuộc đời.Rồi bạn sẽ gặp những đoạn đường quanh

co gập ghềnh,núi cao vực thẳm.Nhưng bạn đừng bao giờ đánh mất đi sự hăm hở và trong

trẻo lúc ban mai”