NOBEL VẬT LÝ 2001 pdf

GIẢI NOBEL VẬT LÝ 2001 Giải Nobel Vật lý năm 2001 được trao cho giáo sư người Mỹ Eric A. Cornell tại Viện liên hợp vật lý thiên văn phòng thí nghiệm (JILA) và Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốcgia (NIST)ở Boulder (Colorado,Mỹ),giáosư người Đức Wolfgang Ketterle tại ViệnCông nghệ Massachusetts(MIT)ở Cambridge (Massachusetts,Mỹ) và giáo sư người Mỹ Carl E. Wieman tại Viện liên hợp vật lý thiên văn phòng thí nghiệm (JILA) và Đại học Colorado ở Boulder (Colorado, Mỹ) "do đạt được sự ngưng tụ Bose-Einstein trong các khí loãng của các nguyên tử kiềm và do các nghiêncứu cơ bản đầu tiênvề các tínhchất của các chấtngưngtụ". Vật chất xung quanh chúng ta bao gồm các nguyên tử mà chúng tuân theo các định luật của cơ học lượng tử. Tại các nhiệt độ thông thường, chúng thường phù hợp với các quan niệm cổ điểnvà một chất khí trong các điều kiện như thế có dáng điệukhágiốngvớimộttậphợpcủacácquả bóng bi a va chạmvới nhauvàva chạm với các thành bình chứa khí. Tuy nhiên khi hạ nhiệt độ, vận tốc của các nguyên tử suy giảm và các tính chất của chúng ngày càng bị chi phối bởi các nguyênlý củacơ học lượngtử.Các nguyêntử quayxungquanhcáctrụccủachúng, nghĩa là chúng có spin. Chuyển động quay này được mô tả bằng số lượng tử spin. Nó là một số nguyên hoặc bán nguyên. Các hạt với spin nguyên được gọi là các boson, Còncáchạt vớispinbánnguyên đượcgọilà cácfermion.Các bosonbiểuthị dáng điệu "xã hội" mạnh và ở các nhiệt độ thấp chúng tập hợp lại trong cùng một trạng thái lượng tử có mức năng lượng thấp nhất. Các fermion tránh né nhau và không thể ở cùng một trạng thái lượng tử. Chúng ở các trạng thái có mức năng lượngcaohơn.Sự sắp xếpcủacácnguyên tố tronghệ thốngtuần hoàncó thể được hiểu trên cơ sở thực tế là các electron trong các lớp vỏ của nguyên tử là các fermion. Các nguyên tố được sắp xếp trong một hệ thống tuần hoàn theo mức độ phức tạp ngày càngtăng của các lớp vỏ electron của các nguyêntử. Năm 1924 nhà vật lý người Ấn Độ S. N. Bose đã thực hiện một tính toán thống kê đối với các loại hạt mà sau đó mang tên ông là các boson. Các hạt ánh sáng sau đó mang tên là các photon. Bose giới thiệu một nguồn gốc khác đối với định luật bức xạ do Planck tìm ra trước đó. Bose gửi công trình của mình cho A. Einstein. Einstein nhận ra tầm quan trọng của công trình này. Ông đã dịch nó sang tiếngĐứcvà đem nó côngbố.Einstein nhanh chóngmở rộng lýthuyết để bao trùm các hạt Bose và chính ông đã công bố hai bài báo về vấn đề này. Trong hai bài báo này,Einsteinđã dự đoán rằngkhimộtsố hạt đã chotiếnlại đủ gầnnhauvà chuyển độngđủ chậmchúngsẽ đồngthờichuyển đếntrạngtháinănglượngthấpnhất.Khi đó xảy ra hiện tượng mà bây giờ chúng ta gọi là sự ngưng tụ Bose-Einstein (BEC). Mối quan hệ giữa BEC và một phần vật chất thông thường cũng giống như mối quan hệ giữa một chùmlaze vàánh sáng phát ratừ một bóngđèn điện. Kể từ khi công bố công trình đầu tiên này, các nhà vật lý mong muốn đạt được trạngtháivậtchấtcơ bảnmớinàymànóhi vọngcónhiềutínhchấtlýthú và hữu ích. Bảy mươi năm đã trôi qua cho đến khi Eric A. Cornell, Wolfgang Ketterle và Carl E. Wieman khi sử dụng các phương pháp mới cuối cùng đã làm được điều đó vào năm 1995. Trạng thái mới của vật chất đạt được trong các chất khí nguyên tử kiềm màtrongđó cóthể nghiêncứuBECtheomộtcách rấtthuầntúy.Không có mộtchỗ nàokhác trongvũ trụ màngười ta cóthể tìmthấycácđiềukiệntớihạnđể xảy ra BEC như trong các khí loãng. Hiện tượng BEC trước đây đã quan sát thấy trong các hệ phức tạp hơn như sự ngưng tụ của các electron ghép cặp trong các chất siêu dẫn (sự mất toàn bộ điện trở) và siêu chảy (sự mát ma sát trong của các chấtlỏng). Siêudẫnvàsiêuchảycũngxảyra ở cácnhiệtđộ thấp. Nghiêncứutrong các lĩnh vực này đã được ghi nhận bởi một số Giải Nobel. Trái với các hơi nguyên tử kiềm, các hệ cơ học lượng tử này không đơn giản do hiện tượng ngưng tụ chỉ liên quan đến một phần hệ và các tương tác mạnh có khuynh hướng che dấu hiện tượng BEC. Theo các định luật cơ học lượng tử mà chúng chi phối các điều kiện trong thế giới vi mô, cái mà chúng ta thường gọi là hạt đôikhi có dáng điệu như là sóng. Ngườita đã biếtrõđiềunày vànóđã đượcsử dụngchẳnghạnnhư trongkínhhiển viđiệntử.Năm1924L.deBroglieđã chỉ ra sự tồn tạicủacácsóngvậtchất và biểu diễn bước sóng lcủa chúng theo xunglượng p củacác hạt như sau l= h/p, trongđó h là hằngsố Planck.Hạtchuyểnđộng càngchậm,xung lượngcủanó càngnhỏ vàbướcsóngdeBrogliecànglớn.Theothuyếtđộnghọc chấtkhí, cácvận tốcnhỏ của hạttươngứngvớicácnhiệt độ thấp.Nếucó thể tạo ramộtchấtkhí đủ đặc của các nguyên tử lạnh, các bước sóng của các hạt sẽ có cùng bậc độ lớn như khoảng cách giữa chúng. Nói cách khác, các bước sóng nhìn chung thường cực ngắn nhưng các bước sóng ứng với các nguyên tử chuyển động chậm có thể quan sátđược.Khi đó, cácsóngvậtchất khác nhaucó thể "cảmnhận" đượcnhauvà phối hợp trạng thái của chúng. Đó chính là BEC. Các sóng vật chất của các nguyên tử riêng biệt hợp thành một sóng đơn và chúng như đang "hát hợp xướng (sing in unison)". Đôikhingườitanóirằngmột"siêunguyêntử"xuấthiệnvìtoànbộ phức hệ được mô tả bằng một hàm sóng đơn giản chính xác như trong một đơn nguyên tử. Hàng nghìn nguyên tử có dáng điệu giống như một siêu nguyên tử lớn. Chúng ta cũng có thể nói về vật chất kết hợp theocùng một cách như nói về ánh sáng kết hợp trongtrường hợp củalaze. Chấtkhíkhilàm lạnh nói chung ngưngtụ thành chấtlỏng.Như nhữngngười đoạtGiảiNobel năm2001 chỉ ra,điềunày cóthể tránh được đốivớicácnguyêntử kiềm. Đối với rubiđi ( 87 Ru) và đồng vị bền của natri ( 23 Na) mà cả hai đều có spin nguyên, các lực đẩy yếu xuất hiện giữa các nguyên tử trong từng trường hợp. BEC xảy ra nếu mật độ (số nguyên tử trong một khối lập phương có cạnh bằng l) vượt quagiá trị 2,6. Khiđó,cácnguyêntử đốivớicácmậtđộ thựccầnphải chuyểnđộng rấtchậmvớicácvậntốckhoảngmột vàimilimétmộtgiây.Điềunàytương ứngvới các nhiệt độ khoảng 100 nK (nanokelvin), nghĩa là một phần mười triệu độ trên không độ tuyệt đối. Cornell, Ketterle và Wieman đã đạt được nhiệt độ này bằng cách sử dụngcácphươngpháplàmlạnhvà bẫycácnguyêntử trunghòacủa S.Chu, C. Cohen-Tannoudji và W. D. Phillips(Giải Nobel Vật lý năm1997). Năm 1975 T. W. Hansch và A. L. Schawlow đề xuất phương pháp làm lạnh các nguyên tử trung hòa bằng laze. Nguyên lý cơ bản của phương pháp này là tạo ra sự trao đổi xung lượng giữa các photon và nguyên tử. Sự làm lạnh có thể đạt được bằngcáchchocácphoton vamặtvớinguyêntử trong quátrìnhchuyểnđộng củachúngvà chúngchỉ cóthể bị hấpthụ bằngcáchđó. Khiđó,có thể làmgiảmvận tốc tới một giới hạn do dòng ngẫu nhiên của sự phát xạ tự phát thiết lập. Chu, Cohen-Tannoudji và Phillips đã chỉ ra rằng cái gọi là giới hạn Doppler có thể vượt qua bằng cách sử dụng các quá trình lọc sao cho cóthể đạt được các nhiệt độ thấp hơn đáng kể. Tuy nhiên, đám mây của các nguyên tử làm lạnh cũng cần phải giữ nguyênvẹnvàđiều nàycó thể xảyra trongcácbẫynguyên tử.Cácbẫynàythường tạo ra bằng sự kết hợp của các chùm laze và các từ trường. Bẫy quang từ (MOT) trở nên đặc biệt quan trọng. Một số nhóm nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật này để tiếpcận cácđiềukiệncủa BEC. Tuynhiên,mộtkỹ thuậtlàmlạnhtiếp theo gọilà sự làm lạnh bayhơitỏ ra là cần thiết.NhómcủaD.Kleppner và T.J.Greytakở MITđã sử dụng kỹ thuật này. Ở đây, môi trường được làm lạnh bằng cách bảo đảm rằng các nguyên tử nhanh nhất thoát ra khỏi cộng đồng của chúng. Khi đó có thể làm giảm nhiệt độ trung bìnhtrong cộng đồng của các nguyên tử. Càphê trong một cái cốc được làm lạnh theo một cách tương tự. Trong một bẫy nguyên tử, các nguyên tử được giữ đúng chỗ của chúng bởi các lực lưỡng cực từ. Lực hút có thể được chuyển thành lực đẩy nếu đảo ngược các cực từ nguyên tử. Điều này có thể đạt được nhờ một trường có tần số vô tuyến. Đây là một phương pháp có hiệu quả do D. E. Pritchard ở MIT đề xuất. Cácnguyêntử nhanh nhất chuyển lên trên cao ở bờ củagiếngthế màở đó từ trường và dođó tầnsố biến đổi đốivớisự đổicựclà cao. Bằng cách lúc đầu áp dụng một cao tần và sau đó làm giảm tần số một cách từ từ, có thể giải phóng các nguyên tử nóng một cách liên tục. Tháng 6 năm 1995, bằng cách đó nhóm của Cornell và Wieman ở JILA lần đầu tiên đạt được một giới hạn ngưng tụ trong 87 Ru. Khó khăn cuối cùng cần vượt qua là cần tránh sự mất mát nguyên tử tại tâm bẫy mà ở đó từ trường bằng không và có thể xảy ra sự đảo cực tự phát. Bằng cách quay một từ trường đủ nhanh ở trên mẫu có thể ngăn các nguyêntử thoát khỏi bẫy một cáchcó hệ thống. Khoảng năm 1990 Wieman đã xem xét khả năng tạo ra BEC trong các nguyên tử kiềm.Cáckhíacạnhquan trọng làlàmlạnhbằnglaze trong mộtMOT và chuyển sangmộtbẫytừ thuầntúymà trong đó cóthể ápdụngsự làmlạnhbayhơi sauđó.Cornellđã thamgiavàonghiên cứucủaWieman lúcđầuvới tư cáchlàthực tậpsinhsautiến sĩ và sauđó là thànhviêncủaNIST.Trongcác thựcnghiệm ở JILA, kết quả thu được thực ngoạn mục. Quá trình lúc đầu ở nhiệt độ khoảng 170 nK. Bằng cách làm cho sự làm lạnh bay hơi diễn ra mạnh hơn, có thể thu được một sự ngưngtụ thuần khiếtở nhiệt độ 20 nK.Khi đó, có thể giữ khoảng2000 nguyêntử ở trong mẫu. Các hình ảnh về sự ngưng tụ Bose-Einstein thu được bằng cách đột nhiên ngắtcáclựckìmgiữ trongbẫy.Từ đó,đámmâydãnnở ngàycàngchậm hơn vàcác nguyên tử ngày càng lạnh hơn. Ảnh hình bóng (silhouette) của đám mây được tạo ra khi sử dụng ánh sáng laze cộng hưởng sau một sự làm trễ định trước và nhiệt độ tính được trên cơ sở kích thước đạt được của đám mây trong giai đoạn này. Cornell đã thu được hình ảnh của BEC trong rubiđi, trong đó chỉ ra sự phân bố nguyên tử trong đám mây trước khi ngưng tụ, lúc bắt đầu ngưng tụ và sau khi ngưng tụ hoàn toàn. Các đỉnh trên hình ảnh về sự phân bố nguyên tử trong đám mây tương ứng với một số lớn của các nguyên tử. Các hình bóng của sự dãn nở đám mây nguyên tử cóthể ghi lại được sau khingắt các lựchãm củabẫy nguyêntử. Ketterle cũng nghiêncứuvề BECmộtcách độclậptrongnhóm Colorado khi sử dụng các nguyên tử natri mà nó hấp thụ và phát xạ ánh sáng vàng. Ông từ Đức đến thực tập sau tiến sĩ trong nhóm của D. Pritchard ở MIT năm 1990 và là người có trách nhiệm chính trong đề tài nghiên cứu BEC năm 1993. Ketterle đã giải bài toán về những mất mát nguyên tử ở tâm bẫy bằng cách tập trung ở đó một chùm lazemạnhmà nólàmcho cácnguyên tử trtánhxa vùngmấtmát nguyêntử. Ông đã công bố các kết quả nghiên cứu BEC của mình đối với natri chỉ bốn tháng sau khi công bố kết quả của nhóm JILA. Kết quả của Ketterle tương tự kết quả của nhóm JILA nhưng với nhiều nguyên tử hơn ở trạng thái ngưng tụ. Số nguyên tử ở trạng thái BEC của Ketterle nhiều hơn số nguyên tử ở trạng thái BEC của nhóm JILA hàng trăm lần nên có thể tiến hành nhiều phép đo nghiên cứu các tính chất của chất ngưng tụ. Chẳng hạn như Ketterle chỉ ra rằng hai chất ngưng tụ riêng rẽ khi dãn nở vào nhau tạo ra các hình ảnh giao thoa rất rõ nét. Những sự giao thoa của cácsóng vậtchấtmangtính tuầnhoàn.Điềuđó chứngtỏ tínhkếthợpcủacácsóng vậtchất vàtươngquan phạmvixa. Cácnguyêntử củahaichất ngưngtụ đượcphối hợp với nhau một cách toàn diện. Hiện tượng này cũng giống như hiện tượng khi hai hòn đá được ném đồng thời lên mặt nước. Khi đó hai sóng nước gặp nhau , tăngcướng và làmyếulẫnnhau một cách có hệ thống vàtạorahìnhảnh giaothoa sóng nước. Điều này tương phản lớn với điều xảy ra khi các chất không phối hợp chẳng hạn như hai nắm cát được ném lên mặt nước. Ketterle cũng đã chứng minh cácphầncủachấtngưngtụ có thể liêntiếpchuyểnthành"cácgiọtBEC"vàcácgiọt này rơi xuống dưới tác dụng của trọng lực. Các xung của chất kết hợp rơi xuống trong trường hấp dẫn. Hiện tượng này đã được mô tả như một hiệu ứng laze nguyên tử. Ketterle rút ra một chùm chất kết hợp từ chất ngưng tụ và như vậy tạo ra laze nguyên tử đầu tiên. Một laze thông thường là một ánh sáng kết hợp, còn một laze nguyên tử là một chùm chất kết hợp. Khi một chất khí của các nguyên tử không phối hợp chuyển vào trạng thái BEC, nó cũng giống như khi các nhạc cụ khác nhau trong một dàn nhạc với các âmthanh và âmsắc khác nhau sau khi khởi độngmột cách riêngbiệt cùng phối hợp với nhautrong cùng một âmthanh. Tiếp theo các chứng minh rất ấn tượng về BEC trong rubiđi và natri bởi các nhómJILAvà MIT, lĩnhvựcnàypháttriểnmộtcáchbùng nổ vàhiệnnaycóhơn20 nhóm trên thế giới tiến hành các thực nghiệm BEC. Đặc biệt cần đề cập đến các hoạt động trong nhóm của R. G. Hulet tại Đại học Rice. Nhóm này nghiên cứu BEC trong một đồng vị của liti là 7 Li, trong đó các lực hút xuất hiện khi hai nguyên tử tiến lại gần nhau và điều này trái với trường hợp đối với 87 Rb và 23 Na. Trong một công bố năm 1997, nhóm của Hulet đã chỉ ra một sự ngưng tụ nhỏ khoảng 1000 nguyên tử chính xác như dự đoán của lý thuyết. Đám mây không bị phá vỡ trong sự kết tập phân tử mặc dù nó chịu tác động của các lực hút. Điều này là do các thănggiáng nănglượng của cácnguyên tử ở trong bẫy. Mặc dù có rất nhiều nhóm tham gia nghiên cứu BEC, các nhóm của Cornell, Wieman và Ketterle vẫn duy trì được vị trí hàng đầu trong lĩnh vực này. Họ đã công bố nhiều kết quả lý thú mới. Chẳng hạn như nhóm JILA đã nghiên cứu kích thích tập thể và sự hình thành cuộn xoáy trong chất ngưng tụ. Nhóm của Ketterle phát triển phương pháp chụp ảnh chất ngưng tụ mà nó không bị ảnh hưởng bởi phép đo và dođó có thể tiến hành đo lại nhiều lần. Các cộng hưởng phụ thuộc vào từ trường cũng đã quan sát thấy trong các lực giữa các nguyên tử và chúng ảnh hưởng mạnh đến các tính chất của chất ngưng tụ. Hơn nữa, nhóm này còn chứng minh rằng một chùm laze nguyên tử có thể được khuếch đại tương tự như một chùm laze thông thường. Nhóm của W. D. Phillips tại NIST ở Maryland đã chứng minh được một hiện tượng mà nó tương ứng với sự trộn bốn sóng của quang học phi tuyến khisử dụng cácsóng vật chất. Việc nghiên cứu thực nghiệm BEC trong các khí loãng đã bắt đầu từ sớm nhờ sử dụng hyđrô phân cực spin trong nhóm của Kleppner và Greytak ở MIT nhưng hóa ra là rất khó đạt được các điều kiện thích hợp. Tuy nhiên, hơn ba năm sau khi công bố bài báo đầu tiên của nhóm JILA các kết quả nghiên cứu BEC đã đượccông bố đốivớihyđrô.D.Kleppnercóvaitrò quantrọngnhư một nguồncảm hứng trong cuộcchạyđua nghiêncứuBEC. BECgầnđâyđã đượcpháttriểnđể bao trùm các loại nguyên tử khác thông qua hai nhóm ở Paris. Hai nhóm này đã thông báo sự ngưngtụ trong cácnguyên tử hyđrô siêu bền. Sự ngưngtụ Bose-Einstein trongcác khíloãngđã đưara nhữngkhả năngrất phong phú để nghiên cứu các quá trình cơ học lượng tử cơ bản. Hoạt động nghiên cứu cực kỳ toàn diện cả về thực nghiệm lẫn lý thuyết đang diễn ra trong lĩnh vực nàytrong đó baogồmcácnghiên cứu về cácquátrình phituyếnvàđiềukhiển vận tốc ánh sáng lan truyền. Gần đây, nhóm JILA đã chứng minh rằng đối với 85 Rb khi sử dụngcáccộng hưởng đề cập trênđây cóthể hoánđổinhanh chónggiữacáclực hútvàlựcđẩycủanguyên tử vàđiều nàydẫnđếnsự hòatancủachấtngưngtụ.Nó giống như sự tan biến của sao mới rực sáng (supernova)( sao mới Bose (Bose- nova)). Các nghiên cứu của D. Jin và cộng sự tại JILA về các hiện tượng liên quan đến BEC đối với các fermion ở các nhiệt độ cực thấp đưa ra các khía cạnh mới về các điều kiện thống kê trong các hệ vật lý và chỉ ra các khả năng quan sát trong tươnglaivề sự hìnhthànhcặpnguyêntử và cáctínhchấtsiêu lỏng.NhómcủaR.G. Hulet đã chỉ ra rằng một áp suất hướng ra ngoài nảy sinh do bản chất đẩy của các fermion trong khí Fermi nguyên tử suy biến và có thể mô phỏng các điều kiện giống như trongcác saolùntrắng. Trongtương lai, người tacóthể khai tháchiệntượngBECtrongcác chấtkhí để tiếnhànhcác phépđochính xác đốivớicác hiện tượngtự nhiêncơ bảnmàở đó có thể sử dụng các cộng hưởng rõ nét trong các nguyên tử không chuyển động hoặc các vân giao thoa vật chất rõ nét. Các phép đo chính xác khi sử dụng các nguyêntử chậmcóthể làmchochúngtarấtngạcnhiên.Cólẽ cáimàbâygiờ chúng tagọi là cáchằngsố tự nhiênmớihoàntoàn làkhôngđổi.Cácứng dụng mang tính cách mạng của BEC trong kỹ thuật in litô, công nghệ nanô và phép toàn ảnh đang sắp trở thành hiện thực. EricA.Cornell sinh năm1961 tại PaloAlto (California,Mỹ).Ông làcôngdân Mỹ. Cornell bảo vệ luậnánthạc sĩ khoa học tại Đạihọc Stanford năm 1985 vàluận án tiến sĩ vật lý tại MIT năm 1990. Ông trở thành nhà vật lý tại NIST ở Boulder từ năm1992. Cornell là phógiáosư (professor adjoint) khoa Vậtlý,ĐạihọcColorado ở Boulder từ năm 1995. Chamẹ của Cornell đềutốtnghiệpĐại họcStanford. Hainămsau khisinhra ông, cha mẹ ông chuyển đến Cambridge (Massachusetts). Cha ông là giáo sư kỹ thuật công chính tại MIT và mẹ ông dạy tiếng Anh ở trường trung cao.Cornell còn một em trai và một em gái. Ông đã theo cha mình đến sống ở nhiều nơi như Bekerley,CaliforniavàLisbon(Bồ Đào Nha) vàông rấtyêuthích đi dulịch.Lúc nhỏ, Cornell thích chơi các đồ chơi kiểu cũ như đài vô tuyến, mô hình máy bay và tên lửavàcáctròchơihiện đạitrênmáytính vàvideo.Nhữngnămhọcở trườngtrung cao, ông tham giaváo các câu lạcbộ toán học vàcờ vua. Ở đó,Cornell học cách lập trình trên máy tính bằng ngôn ngữ "Basic" và ông đã viết được một chương trình tạo ra các ô chữ chomột tờ báo của câu lạc bộ toán học. Sau này khi ông có cơ hội để thiết lập một phòng thí nghiệm riêng của mình, một trong các hành động đầu tiên của ông với tư cách là một nhà nghiên cứu chính trẻ tuổi là viết một chương trình để cung cấp một trình tự sắp xếp theo thời gian một cách chính xác của các xung điện tử nhằm điều khiển các laze và từ trường. Chính điều này đã dẫn đến thiếtbị BECthànhcôngđầutiên.Dĩ nhiên,Cornelviếtchương trìnhnàybằngngôn ngữ "Basic".Ở trườngtrungcao, Cornellđượchọcvớicácgiáoviênrấtthông minh vàtâmhuyếtnhư giáoviênvậtlý JohnSamp và giáo viêntiếng Anh JoAnnWalther. Những giáo viên này vẫn còn giảng dạy ở trường cũ của Cornell khi ông đoạt Giải Nobel.Cornell học năm cuốicùngtạitrườngTrungcao Lowellở SanFrancisco.Sau đó,ôngvàohọcĐại học Stanford.Ở đây, ônggặpngườibạnđờicủamìnhlàCeleste Landry. Sau đó hơn mười năm, họ mới cưới nhau. Trong thời gian họcở Stanford, Cornell đến Taichung (Đài Loan) để dạy tiếng Anh nói. Công việc này dễ chịu và không khó đối với ông. Ông có nhiều thời gian để đọc sách, suy nghĩ và học tiếng Trung Quốc. Sau khi rời Đài Loan, ông đã đến Hồng Kông và Trung Quốc. Du lịch đem lại cho ông nhiều kinh kinh nghiệm bổ ích nhưngcólẽ bàihọccó íchnhất mà ông học được là ông thực sự không thể học được hàng nghìn ký tự của ngôn ngữ viết Trung Quốc. Cornell nói rằng nếu ông có khả năng thay thế một hệ thông tin này bằng một hệ thông tin khác, ông sẽ không gặp vấn đề gì trong việc cất giữ vào óc của mình 5 000 ký tự cần thiết cho việc đọc tiếng Trung Quốc hiện nay. Sau đó, ông quay lại Stanford để học tiếp. Đề tài luận án tốt nghiệp của ông là về một thực nghiệm liênquanđến con quayhồichuyểnvà do Francis Everetthướng dẫn.Thực nghiệm này cần dữ liệu về các tính chất hấp thụ của heli trên các vật liệu kỹ thuật khác nhau như đồng OFHC, thạch anh nấu chảy,v.v Mùa thu năm 1985, Cornell thamgiavàothực nghiệm cộnghưởngxyclotron ion đơncủaDavePritchardở MIT. Nhiệm vụ đặt ra là bẫy một đơn ion trong một bẫy Penning, đo tần số xyclotron của nó với độ chính xác cao rồi trao đổi trong một loại ion khác và tiến hành một phépđo sosánh. Tỷ số củacáctầnsố xyclotronsẽ chínhlà nghịchđảotỷ số của các khối lượng. Cornell cùng với hai nghiên cứu sinh là Robert Weisskoff và Bob Flanagan và một thực tập sinh sau tiến sĩ là Greg Lafyatis tiến hành bẫy và dò các ion đơn nhưng họ không thành công cho đến ba năm sau đó. Cornell phải mất hai nămđể học cácphép đochính xáctrêncácionđơn.Cornellđã họcđược nhiềuđiều từ DavePritchardtrongnămnămlàm nghiêncứu sinh.Pritchardítkhiở phòngthí nghiệm nhưng ông ấy ăn trưa với các học trò của mình một vài ngày trong một tuầnvàthườngxuyên tổ chứccáccuộc traođổicôngviệc.Ôngấythườngđặt ra rất nhiềucâuhỏivà cáccâuhỏiđó cóthể gây khó chịu,bựcmìnhhoặcthậmchíđầyvẻ hăm dọa. Cornell cuối cùng mới nhận ra đó là một cách đào tạo rất tốt. Pritchard thíchchỉ rachohọctròcách hiểucáchiệuứng hoàntoànkhácnhau trongvậtlý cổ điển và vật lý lượng tử nhờ cùng một hệ ý tưởng cơ bản như sự cộng hưởng, tính đoạn nhiệt, các điểm dừng, entropy,v.v Cho đến bây giờ, Cornell vẫn giữ ý định thiếtkế mộtbài giảng gọilà"Bảy ý tưởngcóíchnhất trongvậtlý" mànó bằngcách nào đó cô đọngvà pháp điểnhóa (codify) tư tưởngsángsuốtcủa Pritchard. Có một số tương đối ít thực nghiệm trong vật lý nguyên tử khi đó chưa sử dụng đến laze. Một khiếm khuyết chủ yếu trong quá trình Cornell làm nghiên cứu sinh là ông không được chuẩn bị đầy đủ để nghiên cứu vật lý nguyên tử vì ông không được học bất kỳ kỹ thuật laze nào. Cornel cảm thấy rằng việc ông tham gia làm thực tập sinh sẽ khắc phục cho ông khiếm khuyết này. Để tìm kiếm công việc của thực tập sinh, Cornell đã đến Yale, Stanford, Bell Labs, Gaithersburg,v.v Sự làm lạnh bằng laze ở vào thời kỳ vàng son của nó vào năm 1990. Cornell đi khắp nơi để tìm hiểu tất cả các chương trình nghiên cứu quan trọng. Ông hơi nản lòng bởi qui mô và tính phức tạp của các thực nghiệm. Ông cũng lo lắng rằng có thể tất [...]... đã được phát minh ra để mô tả theo như suy nghĩ của Cornell nhưng dường như đối với ông để hiểu xem các từ này áp dụng cho một hệ vật lý khác như thế nào, người ta cần phải có một sự hiểu biết sâu sắc hơn nhiều Siêu lỏng và laze là hai chủ đề ưa thích của Cornell trong vật lý nhưng mỗi một chủ đề được bao phủ bởi một lùm cây (thicket) khổng lồ của kho tàng tri thức Rất khó bước xuống các con đường mòn... đề nghị của Wieman mời Cornell đến làm việc ở JILA, Cornell quay lại Cambridge để viết luận án và lần đầu tiên bắt đầu nghĩ đến làm thế nào để quan sát thấy BEC BEC là một điều tự nhiên mà sinh viên vật lý nguyên tử ở MIT nhớ đến Bên cạnh văn phòng của Dave Pritchard là văn phòng của Dan Kleppner Kleppner và Tom Greytak đều là những người chỉ đạo của một trong các nhóm nghiên cứu chính về BEC trong... đến nào có một cái nhìn mới về các hiện tượng cơ bản Nếu người ta có thể tạo ra một chất ngưng tụ pha khí, người ta cần có một hệ kém phức tạp hơn (less brambled) chống lại nó để kiểm tra trực giác vật lý riêng của người đó Các suy ngẫm đã làm cho Cornell từ một "người học đòi" nghiên cứu BEC trở thành một "tín đồ" BEC thực sự Cornell có các lời mời làm việc từ Cao đẳng Haverford, Đại học Virginia... sinh ngày 21 tháng 10 năm 1957 tại Heidenberg (Đức) và là con thứ hai trong một gia đình có ba con Ông là công dân Đức Ketterle tốt nghiệp Đại học Kỹ thuật Munich năm 1982 và bảo vệ luận án tiến sĩ vật lý tại Đại học Ludwig-Maximillians ở Munich và Viện Quang học lượng tử Max Planck ở Garching năm 1986 Ông đến MIT năm 1990 và trở thành giáo sư từ năm 1997 Heidelberg là một thị trấn nhỏ ở Đức với một... Sau đó, bà quản lý một cơ sở buôn bán nhỏ phân phối các sản phẩm sơ cứu (first-aid) Cha mẹ ông hỗ trợ các anh em ông quan tâm đến âm nhạc, thể thao và khoa học Vì họ không tự tham gia vào các hoạt động này, họ không điều khiển con cái của họ theo các hướng như thế Họ xem xét các mối quan tâm của con cái họ và sau đó thúc đẩy và hỗ trợ các mối quan tâm đó Đó có thể là một trong các lý do tại sao các...cả các thực nghiệm thực sự lý thú đã được tiến hành Cuối cùng, Cornell đến Boulder để nói chuyện với nhóm của Dave Wineland ở các phòng thí nghiệm của NIST Wineland đã và đang là một trong các khuôn mặt nổi tiếng về bẫy ion Vì thế,... đã làm lạnh thành công một chất rắn bằng cách sử dụng một cách tiếp cận thực nghiệm có liên quan Cũng vào giữa những năm 1990, Cornell và Dana Anderson bắt đầu nghiên cứu các ống dẫn sóng cho các sóng vật chất Các thành công đầu tiên của họ dựa trên cơ sở các sợi thủy tinh rỗng Sự hợp tác tiếp tục của họ hiện nay tập trung vào các nguyên tử dẫn hướng với các từ trường từ các dây mẫu theo kiểu kỹ thuật . GIẢI NOBEL VẬT LÝ 2001 Giải Nobel Vật lý năm 2001 được trao cho giáo sư người Mỹ Eric A. Cornell tại Viện liên hợp vật lý thiên văn phòng thí nghiệm (JILA) và. Stanford năm 1985 vàluận án tiến sĩ vật lý tại MIT năm 1990. Ông trở thành nhà vật lý tại NIST ở Boulder từ năm1992. Cornell là phógiáosư (professor adjoint) khoa Vậtlý,ĐạihọcColorado ở Boulder từ. Cohen-Tannoudji và W. D. Phillips(Giải Nobel Vật lý năm1997). Năm 1975 T. W. Hansch và A. L. Schawlow đề xuất phương pháp làm lạnh các nguyên tử trung hòa bằng laze. Nguyên lý cơ bản của phương pháp này