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2017年诺奖:百年现代物理学,今天做了个了断!

发布时间:2017-12-14

2017年诺贝尔物理学奖被授予美国三位科学家Rainer Weiss(雷纳·韦斯)、Kip Thorne(基普·索恩)、Barry Barish(巴里·巴里什),以表彰他们在LIGO检测器和引力波观测的决定性贡献。中国科技工作者之家“科猫”APP特邀请中国科学院高能物理研究所研究员,中国科学院粒子天体物理重点实验室主任张双南教授为我们独家解读。

这次的诺贝尔物理学奖有一个特殊的意义:百年的现代物理学,今天终于做了一个了断!

现代物理学建立的标志当然是一百年前建立了相对论和量子力学,而相对论理论的建立尽管也有多位物理学家的贡献,但是爱因斯坦的贡献不但傲立群雄,而且即使说是爱因斯坦以一己之力建立的,也不会有太大的问题,尤其是广义相对论的建立更是人类理性思维和科学发展的一个高峰!

而量子力学的建立则完全是一批物理学家的集体贡献,爱因斯坦也对量子力学的建立做出了重要的贡献,比如他于1922年被授予的1921年的诺贝尔物理学奖的颁奖词为:“对理论物理的服务,特别是发现了光电效应的规律。”“光电效应”是光的量子性的直接证据,而且是对原子的量子力学模型的直接验证。事实上,随着量子力学以及基于量子力学的粒子物理标准模型的发展,相关研究在诺贝尔物理学奖历史上获奖那是层出不尽,相信以后还会有。这些诺贝尔物理学奖标志着量子力学走向了成熟,虽然今后还会发展,但是其正确性已经毋庸置疑。

与此形成鲜明对照的是,爱因斯坦(为主)建立的广义相对论一百年来虽然已经成为了现代物理学的主要部分,而狭义相对论更是和量子力学一起构成了现代物理学的两个支柱,但是历史上不但爱因斯坦没有因为相对论而获得诺贝尔物理学奖,后来对于丰富广义相对论而做出了很多贡献的众多物理学家们也无人因此获得过诺贝尔物理学奖,这不能不说是物理学史和诺贝奖历史上的一个遗憾。

也许是因为爱因斯坦的光芒实在是太耀眼了,既然没有把相对论的诺贝尔物理学奖授予爱因斯坦,其他人也没有资格因此获得此奖!也许是爱因斯坦的贡献实在是太大了,后随的物理学家们不管做了多少工作,和爱因斯坦的工作相比都是微不足道!也许是爱因斯坦建立的理论体系太完备了,所有其他物理学家们的工作不管多么重要,也只不过是补充而已,并没有改变相对论的理论体系和结论。事实上,这些“也许”在很多人看来就是事实!

尽管如此,历史上还是有3.0次诺贝尔物理学奖不但和爱因斯坦以及相对论有密切的关系,而且可以看做是本次诺贝尔物理学奖的前奏。

 

6# 追踪癌症扩散比MRI更强的纳米探针,5年内可进入临床应用

对于癌症治疗来说,防止早期肿瘤扩散十分关键,但也十分棘手,因为大多数成像方法难以检测到小的癌性病变。美国罗格斯大学研究人员开发的一项新技术,或可解决这个难题。他们研制出一种新型纳米探针,利用发光纳米颗粒来检测微小的肿瘤并追踪它们的扩散,其效果比磁共振成像(MRI)和其他癌症监测技术都要好。

研究人员12月12日在《自然·生物医学工程》杂志线上版发表论文介绍了他们的研究成果。这种纳米探针实际上是一种十分微小的光学装置,可以在血液中发出短波红外光。小鼠实验显示,在检测小鼠肾上腺和骨骼中的微小损伤和肿瘤的微小扩散时,其效果明显高于MRI。

研究人员指出,在癌症早期阶段追踪肿瘤病变进展,探查肿瘤转移情况,对于疾病治疗具有重要意义。新技术可帮助医生更早地探查到肿瘤转移情况,更精确地进行治疗,从而提高癌症治愈率。

该技术可用于检测和追踪100多种癌症。纳米探针能够随着扩散细胞到达身体的任何地方,因此可以追踪多个器官中的微小肿瘤。除用于追踪肿瘤扩散情况外,这种探针未来还可以用于外科手术中,帮助医生标记其想要去除的组织,也可以用来追踪免疫疗法的有效性。

研究人员称,这一技术在5年内可进入临床应用。

 

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