罗伊·格劳伯

最终使得量子光学成为一门学科的,很大程度上要归功于另一位物理学家——罗伊·格劳伯,哈佛大学物理学教授。
上世纪60年代开始,激光技术取得了长足的发展,但是在对光本身特性的描述上则遇到了一些困难。格劳贝尔就认为量子化的电磁场并不能代表光的一切性质,大量光子的集体行为于普通光子有很大的区别,应该更好地发展量子理论来探索光的本质,从而开创了建立量子光学的里程碑式的研究工作。
1963年格劳贝尔就通过自己工作成功地应用量子理论来解释了一些光学现象,他在《物理评论通信》上发表了研究论文,此后又在《物理评论》等杂志上发表了几篇相关论文,创造性的提出了“光子的相干性量子理论”。该理论成功的描述了光量子的运动规律,揭示了光量子的特性,以及大量光量子如何互相影响他们之间的运行方式,产生“干涉”现象等等。格劳伯的这些论文,奠定了量子光学学科的理论基础。
格劳贝尔科学思想的意义在于第一次创造性提出了用量子本性解释光宏观现象,这种思想不但给出了光的一切宏观现象的量子本质,并且对光的量子本性也是一个最好的证明。通过光的相干性量子理论,人类可以研究光子大量的非经典特性,从而开拓更多的研究领域以及应用领域。
罗伊·格劳伯在当时提出了“相干性的量子理论”,不仅解决了一些基础性的问题,而且奠定了量子光学的基础,开创了一门全新的学科。格劳贝尔也正是因为对量子光学领域的开创性工作而获得了2005年诺贝尔物理学奖,在他获奖的时候,量子光学已经成为了物理学一个非常重要的分支。“他获得诺贝尔奖,是学术界许多人都期待已久的事情”。
他因“对光学相干的量子理论的贡献”而获得一半的2005年诺贝尔物理学奖,另一半由美国科罗拉多大学的约翰·霍尔和德国慕尼黑路德维希-马克西米利安大学特奥多尔·亨施分享。
瑞典皇家科学院说,三位科学家之所以获奖,是因为对基于激光的精密光谱学发展和对光学相干的量子理论的贡献而获奖。
亨施教授的指导教授就是1981年的诺贝尔物理学奖得主,这成为他投身科学事业的重要动力。有记者问他,他的研究成果对在大街上行走的普通人有何直接影响。亨施说,更精确的GPS卫星导航定位系统及其在运输中的应用应该是最贴近民用的项目。
美国科学家约翰·霍尔和德国科学家特奥多尔·亨施对基于激光的精密光谱学发展作出了贡献,而美国科学家罗伊·格劳伯则“对光学相干的量子理论作出重大贡献”。上世纪60年代开始,激光技术取得了长足的发展,但是在对光本身特性的描述上则遇到了一些困难。格劳伯在当时提出了“相干性的量子理论”,不仅解决了一些基础性的问题,而且奠定了量子光学的基础,开创了一门全新的学科,“他获得诺贝尔奖,是学术界许多人都期待已久的事情”。霍尔与亨施的研究,则主要结合了原子物理和量子光学,在精确测量方面作出了杰出的贡献。对时间的精确测量主要依靠原子跃迁的频率,但在原子运动的状态下,测量不太精确。而利用激光技术将原子冷却后使之速度降低,就可以作出精确测量,他们主要在精确测量的技术上取得了较好的成果。
这三位科学家以及其同事们的研究尽管“生涩难懂”,但却已经在诸多领域获得了广泛应用,在一些方面已经惠及普通人,与我们的生活息息相关,如精确激光技术、日渐普及的全球定位系统技术等。