manbet手机版1989年10月12日

manbet手机版瑞典皇家科学院manbet手机版决定授予1989年诺贝尔物理学奖，以表彰对原子精确光谱学发展的重要贡献manbet手机版诺曼·f·拉姆齐manbet手机版哈佛大学，剑桥，马萨诸塞州，美国manbet手机版发明了分离振荡场法，并将其应用于氢脉泽和其他原子钟manbet手机版一半归教授所有manbet手机版汉斯·g·Dehmeltmanbet手机版美国华盛顿大学西雅图分校教授manbet手机版沃尔夫冈•保罗manbet手机版波恩大学，德意志联邦共和国。

manbet手机版总结

manbet手机版物理学奖得主的工作导致了原子精确光谱学领域近年来的戏剧性发展。manbet手机版教授的共振法manbet手机版诺曼·f·拉姆齐manbet手机版，美国哈佛大学，利用分离振荡场形成的基础manbet手机版铯原子钟manbet手机版这是我们现在的时间标准。manbet手机版教授,博士manbet手机版沃尔夫冈•保罗manbet手机版德国波恩大学教授manbet手机版汉斯·g·Dehmeltmanbet手机版美国华盛顿大学的研究人员引进并开发了manbet手机版离子阱技术manbet手机版这使得我们能够极其精确地研究单个电子或单个离子。manbet手机版拉姆齐和他的同事还开发了manbet手机版氢微波激射器manbet手机版，是目前本港最稳定的电磁辐射源。manbet手机版该方法已被用于测试基本物理原理，如量子电动力学(QED)和广义相对论。manbet手机版另一个应用是空间通信和测量大陆漂移。manbet手机版这些技术已经达到了前所未有的精确水平，而且发展似乎还没有达到顶峰。

manbet手机版背景信息

manbet手机版根据量子物理学，一个自由原子只能有一定的能级。manbet手机版一个非最低能级的原子在一段时间后会自发地衰变到较低的能级，通常是通过发射光等电磁辐射。manbet手机版发出的辐射有一个特征频率或波长，这取决于两个能级之间的能量差，这是一个多世纪以来一直在研究的光谱出现的基础。manbet手机版从测量到的波长中，我们可以得到关于原子的能级结构的信息，这一直是我们关于原子结构的主要信息来源。

manbet手机版迈向更高精度的重要一步是在1937年manbet手机版I.I.拉比manbet手机版在哥伦比亚大学，他介绍了manbet手机版Atomic-beam-magneticresonance方法(ABMR)manbet手机版．manbet手机版Rabi利用了这样一个事实，即原子中能级之间的跃迁可以通过特征辐射的方式诱导，这是由manbet手机版阿尔伯特·爱因斯坦manbet手机版．manbet手机版这也是后来发展的其他共振方法的基础，如核磁共振(NMR)。

manbet手机版在Rabi ABMR方法中，一束原子通过具有叠加振荡电磁场的均匀磁场。manbet手机版后者可以在频率合适的情况下诱导所需的跃迁。manbet手机版原子在振荡场中停留的时间决定了共振线的宽度:时间越长，共振线越窄——前提是磁场足够均匀。manbet手机版然而，同质性是一个严重的问题，必须发明新的技术来提高精确度。

manbet手机版获奖者的成就

manbet手机版1949年manbet手机版诺曼·f·拉姆齐manbet手机版通过引入两个分离的振荡场，对Rabi原子束磁共振方法进行了改进。manbet手机版然后出现了一个干涉图样，其锐度取决于两个振荡场之间的距离，但与它们之间磁场的均匀性程度无关。manbet手机版这使得ABMR方法的准确性有可能显著提高。manbet手机版后来，拉姆齐证明了可以使用两个以上的振荡场，而且这些振荡场可以在时间上而不是在空间上分离。manbet手机版这对今后的发展具有重要影响。

manbet手机版拉姆齐方法的一个重要应用是manbet手机版铯原子钟manbet手机版这是我们现在的时间标准。manbet手机版在这里可以观察到铯原子中两个间隔非常近的能级(超细能级)之间的跃迁。manbet手机版如今，这种时钟的精确度约为1:10^{manbet手机版13}manbet手机版也就是说，十亿分之一。manbet手机版自1967年以来，一秒被定义为铯原子进行9,192,631,770次振荡的时间。

manbet手机版观察单个原子或离子的可能性——这是光谱学家长久以来的梦想——最近已经在很大程度上实现了，这要归功于物理学奖得主的工作。manbet手机版这一发展分为三个阶段:

manbet手机版-“捕获”原子或离子
manbet手机版-将它们“冷却”到低温
manbet手机版-以增加灵敏度，使单个原子或离子可以被观察到。

manbet手机版第一次俘获原子和离子的实验是在……的实验室里进行的manbet手机版沃尔夫冈•保罗manbet手机版在20世纪50年代的波恩manbet手机版保罗证明了利用六极磁场可以将原子聚焦在一束中。manbet手机版他和他的合作者H. Steinwedel一起证明了不同质量的离子可以被一个四极电场和一个射频场的叠加所分离。manbet手机版这发展成为质量分离的标准方法，现在广泛使用。manbet手机版现在用于离子阱光谱学的“保罗阱”是这种质量滤波器的进一步发展。manbet手机版另一种离子阱，“潘宁阱”，也用于此目的，是在保罗的实验室和由manbet手机版汉斯Dehmeltmanbet手机版以及他在华盛顿州西雅图的同事。

manbet手机版Dehmelt和他的同事们主要使用离子阱光谱来研究电子。manbet手机版根据相对论量子力学，电子g因子——本质上是磁动量和角动量的比率——正好等于2。manbet手机版在20世纪40年代，人们发现这个值有0.1%左右的偏差。manbet手机版不久之后，这一偏差被归因于量子电动力学(QED)的影响，即与周围辐射场的相互作用。manbet手机版后来，特别是在密歇根大学开发的改进方法使这种异常现象的测定更加准确，但最重要的进展是最近在西雅图的德梅尔特实验室发生的。

manbet手机版1973年，德梅尔特第一次成功地观测到了陷阱中的单个电子，两年后，他提出了一种“冷却”电子的方法——这两项发明大大提高了准确度。manbet手机版现在，Dehmelt和他的同事已经确定了g因子异常，其精度仅为十亿分之一，这与相应的理论计算一起构成了我们对QED最关键的测试之一。

manbet手机版后来在20世纪70年代，德梅尔特和P.托舍克在海德堡成功地观察到了陷阱中的一个离子。manbet手机版这为一种新的光谱学开辟了道路，manbet手机版单离子光谱manbet手机版在科罗拉多州博尔德市的国家标准与技术研究所(NIST，前身为NBS)，该标准得到了进一步的完善和应用。manbet手机版使用分离振荡场的拉姆齐方法，获得了甚至超过铯钟的稳定性。

manbet手机版另一种储存和研究原子的方法是由拉姆齐和D. Kleppner等人共同开发的。manbet手机版这是氢激射器。manbet手机版处于激发态的氢原子被送入一个空腔，如果适当调谐，该空腔可以自振荡。manbet手机版线宽是由原子在腔内停留的平均时间决定的，大约是1秒。manbet手机版腔的壁上覆盖了特氟龙，以减少壁面碰撞的影响。manbet手机版氢脉泽第一次被用于极精确地研究氢的超精细结构。manbet手机版在短时间和中间时间(小时-天)上，该仪器的稳定性比铯钟高得多，但绝对精度不如铯钟。manbet手机版因此，它主要被用作辅助标准，并用于测量需要极高精度的频移。manbet手机版其中一个例子是使用甚长基线干涉法(VLBI)测量大陆漂移，在这种方法中，来自射电恒星的信号从不同大陆上的两个射电望远镜进行比较。manbet手机版另一个应用是“引力红移”的验证。 This is the effect of gravitation on electromagnetic radiation predicted by the general theory of relativity. By comparing the frequencies of one rocket-borne and one earth-bound hydrogen maser, the predictions of the theory have been verified to one part in 10,000.

manbet手机版氢激射器技术近年来有了很大的改进。manbet手机版通过将仪器冷却到1k以下(比绝对零度高一度)，腔壁就可以被超流氦覆盖。manbet手机版这大大减少了与墙壁的令人不安的碰撞，并相应地增加了稳定性和再现性。manbet手机版令人印象深刻的10e18(十亿分之一)的稳定性似乎是现实的。

manbet手机版用离子阱技术也可以达到同样的频率稳定性。manbet手机版该方法是基于一种思想的Dehmelt观察什么被称为manbet手机版量子跃迁manbet手机版在陷阱中的一个离子中。manbet手机版激光辐射对应于两个不同的跃迁-一个是强跃迁，一个是非常弱的跃迁。manbet手机版前者用于探测后者，非常窄，不能直接观察到。

manbet手机版现在看来可能实现的极端精确方法的实现，为测试量子物理学、引力理论和其他基础物理学分支的基本原理提供了全新的机会。