manbet手机版介绍由Stig Lundqvist教授演讲manbet手机版皇家科学院

manbet手机版翻译自瑞典文

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manbet手机版1973年的诺贝尔物理学奖授予了几位博士。manbet手机版Leo Esaki, Ivar Giaever和Brian Josephson，他们发现了固体中的隧道现象。

manbet手机版隧穿现象属于现代物理学定律的最直接结果，在经典力学中没有类似的现象。manbet手机版像电子这样的基本粒子不能被当作经典粒子，而是同时表现出波和粒子的性质。manbet手机版电子在数学上是由波动方程的解描述的，即Schrödinger方程。manbet手机版一个电子和它的运动可以用简单波的叠加来描述，这就形成了一个在空间中具有有限扩展的波包。manbet手机版波可以穿透一个薄的屏障，如果我们把电子当作一个经典粒子，这将是一个禁区。manbet手机版隧穿这个术语指的是这种波状性质——粒子“隧穿”穿过禁区。manbet手机版为了对这种现象有一个概念，让我们假设你在向墙上扔球。manbet手机版一般情况下，球会反弹回来，但偶尔球会直接穿过墙消失。manbet手机版原则上这是可能发生的，但发生这种事件的概率小得可以忽略不计。

manbet手机版另一方面，在原子水平上，隧穿是一种相当普遍的现象。manbet手机版让我们不考虑球，而是考虑金属中的电子以很高的速度向一个禁区移动，例如一个薄的绝缘屏障。manbet手机版在这种情况下，我们不能忽视隧穿的概率。manbet手机版一定比例的电子将通过隧穿的方式穿透势垒，我们可以得到一个微弱的隧穿电流。

manbet手机版对隧道现象的兴趣可以追溯到量子力学的早期，即20世纪20年代末。manbet手机版这些思想最著名的早期应用是重原子核的α衰变模型。manbet手机版在早期，固体中的一些现象可以用隧道解释。manbet手机版然而，理论和实验经常给出相互矛盾的结果，没有进一步的进展，物理学家在30年代初失去了对固态隧道的兴趣。

manbet手机版随着1947年晶体管效应的发现，人们对隧穿过程重新产生了兴趣。manbet手机版人们做了许多尝试来观察半导体中的隧穿现象，但结果是有争议的和不确定的。

manbet手机版正是年轻的日本物理学家利奥·埃佐木(Leo Esaki)的开创性发现，开启了隧道现象的研究领域。manbet手机版当时他在索尼公司，在那里他做了一些看似简单的实验，为固体中电子隧穿现象提供了令人信服的实验证据，这一现象几十年来一直被问题所笼罩。manbet手机版他不仅证实了半导体中隧道效应的存在，而且还展示并解释了半导体结中隧道效应的一个不可预见的方面。manbet手机版这一新的方面导致了一种重要器件的发展，称为隧道二极管或Esaki二极管。

manbet手机版Esaki在1958年发表的这一发现，开启了半导体隧穿研究的新领域。manbet手机版这种方法很快在固体物理学中变得非常重要，因为它原理简单，对许多更精细的细节具有高灵敏度。

manbet手机版隧穿领域的下一个重大进展是1960年Ivar Giaever在超导领域的工作。manbet手机版在1957年,manbet手机版巴丁，库珀和施里弗manbet手机版他发表了超导理论，并获得了1972年的诺贝尔物理学奖。manbet手机版他们理论的一个关键部分是，当金属变成超导时，电子能谱中出现了一个能隙。manbet手机版Giaever推测，在隧穿实验中，能隙应该反映在电流-电压关系中。manbet手机版他研究了电子穿过由蒸发金属薄膜制成的薄夹层的隧穿现象，这种薄膜由首先蒸发的天然氧化物绝缘。manbet手机版实验证明他的猜想是正确的，他的隧穿法很快成为研究超导体能隙的主要方法。manbet手机版Giaever还在隧道电流中观察到一种特殊的精细结构，这取决于电子与晶格振动的耦合。manbet手机版经过Giaever等人后来的工作，隧穿法已经发展成为一种新的高精度光谱学，可以详细地研究超导体的性质，并且实验以惊人的方式证实了超导理论的有效性。

manbet手机版Giaver的实验留下了一些理论问题，这启发了年轻的Brian Josephson对两个超导体之间的隧道效应进行了深入的理论分析。manbet手机版除了吉埃弗电流之外，他还发现了一种弱电流，这种电流是由于耦合电子对的隧穿引起的，称为库珀斯对。manbet手机版这意味着有超电流通过势垒。manbet手机版他预测了两个显著的效应。manbet手机版第一个效应是，即使没有施加电压，超电流也可能流过。manbet手机版第二个效应是，如果施加恒定电压，高频交流电将通过势垒。

manbet手机版约瑟夫森的理论发现表明了如何通过施加电场和磁场来影响超电流，从而在宏观尺度上控制、研究和开发量子现象。manbet手机版他的发现导致了一种叫做量子干涉测量法的全新方法的发展。manbet手机版这种方法导致了各种各样的仪器的发展，具有非凡的灵敏度和精度，并应用于广泛的科学和技术领域。

manbet手机版Esaki, Giaever和Josephson通过他们的发现开辟了物理学研究的新领域。manbet手机版它们是密切相关的，因为Esaki的开创性工作为Giaever的发现提供了基础和直接动力，Giaever的工作反过来又提供了刺激，导致Jo- sephson的理论预测。manbet手机版这些发现强烈强调了现代物理学的抽象概念和复杂工具与科学技术的实际应用之间的密切关系。manbet手机版固体隧道技术的应用已经非常广泛。manbet手机版许多基于隧道技术的设备现在被应用于电子产品中。manbet手机版新的量子干涉术已经被应用于各种不同的领域，例如测量接近绝对零度的温度，探测引力波，找矿，通过水和山进行通信，研究心脏或大脑周围的电磁场，等等。

manbet手机版Drs。manbet手机版Esaki, Giaever和Josephson，

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