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2013-04-17 11:26

二戰(zhàn)后物理學最重要的實驗有哪些？

核磁共振（1946）
Edward Purcell和Felix Bloch分別用共振吸收和核磁感應法測量核磁矩，實現(xiàn)了核磁共振。二人因此獲得1952年Nobel物理學獎。
Lamb位移（1947）
由Willis Lamb和Robert Retherford發(fā)現(xiàn)。Lamb位移是量子電動力學的第一個實驗證據(jù)。其說明即便最簡單的氫原子，量子力學也不能完整描述，而需要用量子電動力學。Lamb因此獲得1955年Nobel物理學獎。
電子反常磁矩（1947）
反常磁矩包括電子和μ子的反常磁矩。前者由Polykarp Kusch精確測量，并因此獲1955年Nobel物理學獎。反常磁矩同Lamb位移一起，是量子電動力學的最重要的實驗支柱。
π介子（1947）
由Cecil Powell等人在宇宙線中發(fā)現(xiàn)。Powell因此獲得1950年Nobel物理學獎。而在1949年，湯川秀樹則因為理論預測π介子存在獲得Nobel獎。π介子是最輕也是最重要的介子，對研究低能強相互作用有重要作用。
晶體管（1947）
由Bell實驗室的John Bardeen、Walter Brattain和William Shockley發(fā)明。三人因此獲得1956年Nobel物理學獎。沒有晶體管就沒有現(xiàn)代文明。
全息攝影（1947）
Dennis Gabor于電子顯微鏡技術(shù)中發(fā)現(xiàn)全息技術(shù)的原理，并因此獲得1971年Nobel物理學獎。全息技術(shù)在激光發(fā)明后才有實質(zhì)進展。Yuri Denisyuk在1962年拍攝了世界上第一張全息照片。
微波激射器（1953，1955）
即激光的前身，和激光的區(qū)別是前者為可見光，后者是微波。由美國的Charles Hard Townes和前蘇聯(lián)Nikolay Basov和Aleksandr Prokhorov兩組人各自獨立實現(xiàn)。三人因此分享1964年Nobel物理學獎。
反質(zhì)子（1955）
是繼正電子之后，發(fā)現(xiàn)的第二個反粒子。由Owen Chamberlain和Emilio Gino Segrè發(fā)現(xiàn)，二人因此獲得1959年Nobel物理學獎。
反中子（1956）
由Bruce Cork發(fā)現(xiàn)。因為中子整體不帶電，反中子指的是內(nèi)部的三個夸克與中子內(nèi)部的三個夸克相反。
中微子（1956）
中微子由W. Pauli于1930年理論上提出。1956年，Clyde Cowan和Frederick Reines在β衰變中首次證實電子型中微子的存在。
弱相互作用中宇稱不守恒（1957）
由楊振寧、李政道1956年理論上提出，吳健雄等人于1957年1月做出實驗驗證。前二位得了同年的Nobel獎。「宇稱」是指波函數(shù)/場在空間坐標反號下的變換性質(zhì)。電磁和強相互作用不改變這種變換性質(zhì)，被稱作「宇稱守恒」；弱相互作用改變，被稱作「宇稱不守恒」。
半導體/超導體量子隧道效應（1957，1960）
量子力學中物體有一定概率穿過經(jīng)典上無法穿過的勢壘，即量子隧道效應。1957年Sony公司的江崎玲於奈在高頻晶體管中發(fā)現(xiàn)負電阻現(xiàn)象，1960年Ivan Giaever證實超導體中存在隧道效應。二人因此與Josephson效應的提出者B. Josephson分享了1973年Nobel物理學獎。
M猀猀戀愀甀攀爀效應（1958）
由Rudolf M戀愀甀攀爀發(fā)現(xiàn)，并因此獲得1961年Nobel物理學獎。M猀猀戀愀甀攀爀效應是Gamma射線的無反沖共振吸收，本質(zhì)上也是一種核磁共振。其可用于研究原子核與周圍環(huán)境的超精細相互作用，是一種非常精確的測量手段。
Pound-Rebka實驗（1959）
廣義相對論最早的精確實驗、同時也是三大經(jīng)典驗證（另兩個是水星進動和光線偏折）之一。Robert Pound及其研究生Glen Rebka通過測量哈佛大學Jefferson塔頂端和底端兩個輻射源頻率，得到了與廣義相對論預言一致的相對論紅移。
光泵（1950s）
光泵即是用光將原子或分子中的電子從低能級激發(fā)到高能級。由Alfred Kastler在1950年代發(fā)展，并因此獲得1966年的Nobel物理學獎。
紅寶石激光器（1960）
1960年5月16日，Theodore Maiman利用紅寶石（摻鉻的氧化鋁結(jié)晶）獲得了波長為0.6943微米的激光。這是人類有史以來獲得的第一束激光。
電子雙縫衍射（1961）
這是Thomas Yang光的雙縫衍射的電子版。1961年由Claus J渀猀猀漀渀第一個做出，是電子波動性的最直觀體現(xiàn)。1974年P(guān)ier Merli進一步將電子一個一個單獨發(fā)射，同樣觀測到了衍射。
μ中微子（1962）
1962年，Leon Lederman，Melvin Schwartz和Jack Steinberger證實了μ中微子和電子型中微子是不同的中微子。三人因此獲得1988年Nobel物理學獎。
合成孔徑射電望遠鏡（1962）
由Cavendish實驗室的Martin Ryle發(fā)明。用相隔兩地的射電望遠鏡接收同一天體的射電，等效分辨率最高等于一架口徑為兩地距離的射電望遠鏡。目前廣泛應用的長基線干涉技術(shù)，將全球的射電望遠鏡綜合起來，從而獲得等效口徑為地球直徑的射電望遠鏡。M. Ryle與脈沖星的發(fā)現(xiàn)者A. Hewish分享了1974年Nobel物理學獎。
Josephson效應（1963）
電子通過兩塊超導體中間一層薄絕緣材料的量子隧道效應，由Brian Josephson于1962年預言。Bell實驗室的Philip Anderson和John Rowell在實驗上驗證了的這一效應。Josephson因此與另兩位隧道效應發(fā)現(xiàn)人江崎玲於奈和I. Giaever分享了1973年Nobel物理學獎。
星際有機分子（1963）
星際有機分子是20世紀60年代天文學四大發(fā)現(xiàn)之一。1963年，于仙后座探測到了羥基（OH）。隨后1968年在銀河系中心區(qū)探測到了氨（NH3）和水，1969年發(fā)現(xiàn)了甲醛（HCHO）。到1991年，科學家已經(jīng)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了超過100種星際分子。星際有機分子可供研究星系及恒星的演化，以及探索地外生命。
宇宙微波背景輻射（1964）
宇宙早期曾經(jīng)被光充滿，這些光就變成今天的背景輻射，峰值在微波的波段。1964年由Bell實驗室的Arno Penzias和Robert Wilson第一個探測到。二人因此獲得1978年Nobel物理學獎。微波背景輻射是大爆炸理論的直接推論，對其的觀測是目前早期宇宙學的主要實驗手段之一。
CP破壞（1964）
電荷共軛和宇稱的聯(lián)合對稱性被稱為CP對稱性。James Cronin和Val Fitch在中性K介子的衰變（弱相互作用）中首次發(fā)現(xiàn)CP對稱被破壞。二人因此共享了1980年Nobel物理學獎。CP破壞對解釋今天宇宙中物質(zhì)的數(shù)量超過反物質(zhì)的數(shù)量有極其重要的意義。
脈沖星（1967）
脈沖星是一種快速旋轉(zhuǎn)的中子星，其快速旋轉(zhuǎn)的強磁場使得帶電粒子發(fā)出同步輻射。Cavendish實驗室的Antony Hewish及其研究生Jocelyn Burnell發(fā)現(xiàn)了第一顆脈沖星PSR1919+21。Hewish因此與合成孔徑射電望遠鏡的發(fā)明者M. Ryle共享了1974年Nobel物理學獎。
Gamma射線暴（1967）
天空中某一方向Gamma射線強度突然增強又迅速減弱的現(xiàn)象，由美國的帆船座衛(wèi)星于1967年首次觀測到。普遍認為Gamma暴是來自超新星、恒星塌縮或者黑洞。Gamma暴是目前天文學、宇宙學中最活躍的領(lǐng)域之一。
深度非彈性散射（1968）
指用輕子（電子、中微子等）轟擊強子（質(zhì)子、中子等）的過程。深度非彈性散射提供了夸克（強子內(nèi)部結(jié)構(gòu)）存在的第一個證據(jù)。這一實驗由Jerome Friedman，Henry Kendall和Richard Edward Taylor領(lǐng)導完成，三人因此獲得1990年Nobel物理學獎。
中微子振蕩（1968，1998）
1968年，在以Raymond Davis和John N. Bahcall領(lǐng)導的「Homestake實驗機」中，發(fā)現(xiàn)觀測到的中微子流量與標準太陽模型預測的不符。這是實驗中人們第一次觀測到和中微子振蕩有關(guān)的現(xiàn)象。1998年6月5日，日本超級神岡探測器首次發(fā)現(xiàn)了中微子振蕩的確切證據(jù)。R. Davis和神岡探測器負責人小柴昌俊因此獲得2002年Nobel物理學獎。
電荷耦合器件（1969）
這是現(xiàn)在所有光學成像設備的基礎。相機、手機、攝像頭中都有一塊電荷耦合器件（CCD）。由Bell實驗室的Willard Boyle和George Smith發(fā)明。二人與光纖通訊發(fā)明人高錕一起，分享了2009年Nobel物理學獎。