斯坦福大学物理教授项目

⑴ 美国物理专业排名前十的高校其物理PhD项目各有哪些特点

排名前十的我记得有，普林斯顿大学 ，麻省理工学院，斯坦福大学，哈佛大学，他们在这方面的特点我记得都差不多都是这个社会的顶级技术。

加州理工学院(Caltech)是世界顶尖的理工大学，学生人数不超过1000人，但有18.5亿美元的经费，规模虽小但非常强大。该校在物理、行星科学和地球科学领域被公认为美国第一。此外，化学、航空航天、生物科学、电子工程、数学等专业的学术排名一直位居美国前十。学校有七个宇宙观测装置。该校的喷气推进实验室与美国宇航局一起建造了航天器和机器探测器。

⑵ 斯坦福大学工程师和物理学家研究光孤子频率梳的量子特性

频率微梳是专门的光源，可以作为光基时钟、标尺和传感器，高精度地测量时间、距离和分子组成。 斯坦福大学的新研究为调查这些光源的量子特性提供了一个新工具。

与我们日常生活中周围的光所产生的杂乱无章的频率不同，被称为“孤子”频率梳的专门光源中的每个频率都在统一振荡，产生具有一致时间的单独脉冲。

这种频率梳的每个“齿”是不同颜色的光，间隔如此精确，以至于这个系统被用来测量各种现象和特性。目前正在开发的这些频率梳的微型版本（称为微梳）有可能提高无数技术，包括GPS系统、电信、自主车辆、温室气体追踪、航天器自主性和超精确计时。

斯坦福大学电气工程师Jelena Vučković的实验室最近才加入微梳研究领域。“许多小组已经展示了各种材料的片上频率梳，包括最近我们的团队在碳化硅中的频率梳。然而，直到现在，频率梳的量子光学特性一直是难以捉摸的，”斯坦福大学工程学院Jensen Huang全球领导力教授和电气工程教授Vučković说。“我们想利用我们小组的量子光学背景来研究孤子微梳的量子特性。”

虽然其他实验室已经制造了“孤子”微梳，但斯坦福大学的研究人员是第一批研究该系统的量子光学特性的人，他们在2021年12月16日发表在《自然-光子学》上的一篇论文中概述了这一过程。当成对创建时，“孤子”微梳被认为表现出纠缠--这是一种粒子之间的关系，即使在不可思议的距离内也能相互影响，这支撑着我们对量子物理的理解，也是所有拟议的量子技术的基础。

Vučković的纳米和量子光子学实验室的研究科学家、该论文的共同作者Kiyoul Yang说：“这是首次证明这种小型化频率梳可以在芯片上产生有趣的量子光--非经典光。这可以为利用频率梳和光子集成电路进行大规模实验的量子光的更广泛 探索 开辟一条新途径。”

为了证明他们的工具的实用性，研究人员还提供了“孤子”微梳内的量子纠缠的令人信服的证据，这已经被理论化和假设了，但还没有被任何现有的研究证明。

纳米级和量子光子学实验室的研究生、该论文的共同作者Melissa Guidry说：“我真的希望看到孤子对量子计算变得有用，因为它是一个高度研究的系统。我们目前有很多技术可以在芯片上以低功率产生孤子，所以如果能够利用这一点并显示你有纠缠，那将是令人兴奋的。”

前斯坦福大学物理学教授Theodor W. Hänsch因其开发第一个频率梳的工作而在2005年获得诺贝尔奖。要创造Hänsch研究的东西，需要复杂的、桌面大小的设备。相反，这些研究人员选择专注于较新的"微型"版本，即系统的所有部分都集成到一个单一的设备中，并设计成适合在一个微芯片上。这种设计节省了成本、尺寸和能源。

为了创造他们的微梳，研究人员将激光穿过一个碳化硅的微环（这是利用斯坦福纳米共享设施和斯坦福纳米加工设施的资源精心设计和制造的）。绕着环走，激光建立起强度，如果一切顺利，一个孤子就诞生了。

纳米级和量子光子学实验室的研究生、该论文的共同作者Daniil Lukin说：“令人着迷的是，你不需要有这种花哨、复杂的机器，而只需要一个激光泵和一个非常小的环，就可以产生同样的专门的光。”他补充说，在芯片上生成的微梳使得齿间的间距很宽，这是朝着能够观察到梳子更精细的细节迈出的一步。

接下来的步骤涉及到能够检测到光的单一粒子的设备，并将微环与几个孤子“打包”，形成一个孤子晶体。“有了孤子晶体，你可以看到在齿间实际上有更小的光脉冲，这就是我们测量推断纠缠结构的东西，”Guidry解释说。“如果你把探测器停在那里，你可以很好地观察有趣的量子行为，而不会被构成齿的相干光所淹没。”

看到他们正在对这个系统的量子方面进行一些首次实验研究，研究人员决定尝试确认一个理论模型，称为线性化模型，它通常被用作描述复杂量子系统的捷径。当他们进行对比时，他们惊讶地发现，实验与理论非常吻合。因此，虽然他们还没有直接测量出他们的微梳子具有量子纠缠，但他们已经证明其性能与暗示纠缠的理论相匹配。

Lukin表示：“得到的信息是，这为理论家做更多的理论打开了大门，因为现在，有了这个系统，就有可能通过实验来验证这项工作。”

证明和使用量子纠缠

数据中心的微梳可以提高数据传输的速度；在卫星上，它们可以提供更精确的GPS或分析遥远物体的化学成分。Vučković团队对孤子在某些类型的量子计算中的潜力特别感兴趣，因为据预测，孤子一经产生就会产生高度纠缠。

有了他们的平台，以及从量子角度研究它的能力，纳米和量子光子学实验室的研究人员对他们下一步可以做什么保持着开放的态度。在他们的想法中，最重要的是对他们的系统进行测量，以明确证明量子纠缠的可能性。

⑶ 华裔诺贝尔奖得主

瑞典皇家科学院1997年10月15日宣布，本年度的诺贝尔物理学奖授予美国斯坦福大学物理教授朱棣文、美国标准与技术研究所的菲利普斯和法国学者科昂．塔诺季，以表彰他们发明了用激光冷却进行低温下俘获原子的方法。这是继杨振宁、李政道、丁肇中和李远哲之后又一位获得诺贝尔奖的美籍华裔科学家，也是华人4次获得诺贝尔物理奖。

尖端技术造福人类

10月15日凌晨，睡梦中的朱棣文被一阵急促的电话铃声惊醒，他的研究生率先向他报告了获奖的消息,起初朱棣文还以为是学生在跟他开玩笑,随后，一个叠一个探询和祝贺的电话不断打进来，朱棣文这才确信："我是真的得奖了"。

在兴奋之余朱棣文坦言：事先已有一些预感，觉得自己的研究"非常地疯狂"，所以得奖是"应该有一点机会的"。事实上，朱棣文从事该项研究已有14年，且取得一定的成就－－1993年该项研究即获费萨尔国王国际科学奖。

据介绍,朱棣文从事的是目前世界上最尖端的激光致冷捕捉技术研究，有着非常广泛的实际用途，这项研究为帮助人类了解放射线与物质之间的相互作用，特别是深入理解气体在低温下的量子物理特性开辟了道路。在原子与分子物理学中，研究气体的原子与分子相当困难，因为它们即使在室温下，也会以上百公里的速度朝四面八方移动,唯一可行的方法是冷却,然而，一般冷却方法会让气体凝结为液体进而结冻。朱棣文等3位学者则利用激光达到冷却气体的效果，即用激光束(molassos)达到万分之一绝对温度，等于非常接近绝对零度（摄氏零下273度）。原子一旦陷入其中，速度将变得非常缓慢，而变得容易俘获。该技术可以用来做精确测量，特别是做"重力测量"；人们还可以利用此技术做成重力分析图，由此解开地球上的许多谜团：例如观察油田的内层、勘探海底或地层内的矿物质，在生物科技上可以解读去氧核糖核酸(DNA)的密码；科学家还可以借此研究"原子激光"，制造精密的电子元件；也可以测量万有引力，进一步发展太空宇航系统，进行准确的地面卫星定位。科学家们普遍认为，这的确是一个了不起的研究成果。

科技世家一门豪杰

朱棣文1948年2月28日出生在美国密苏里州圣路易斯市一个学者之家。

朱棣文的祖父朱祝年是江苏太仓城厢镇的一位读书人，十分重视培养后代。大姑妈朱汝昭早年曾留学日本；二姑妈朱汝华早年留学美国任兰加哥大学化学工程教授，是中国第一代化学家；三姑妈朱汝蓉，1943留学美国攻读化学，也为一名化学教授。

朱棣文的父亲朱汝瑾1940年毕业於清华大学化工系，1943年留美就读於麻省理工学院，1946年获该院化工博士，先后任美国圣路易、纽约及新泽西的3所大学教授，历任美国和欧洲60多家石油、化学、导弹、核子工程及太空公司的顾问，亦是台湾中央研究院院士；其母李静贞出生於天津一名门之家，1945年清华大学经济系毕业后去美国麻省理工学院攻读工商管理。朱棣文的外祖父李书田是20年代清华大学毕业生,1923年公费留美,回国后投身教育事业，曾任国民政府教育部长。据了解，朱棣文父兄辈中至少有12位拥有博士学位或大学教授职位。因此，朱棣文说，出身学术世家对他今天取得的成就有相当的影响，关键的是，没有他们，就根本不会有我。

中西文化共育英才

朱棣文有一兄一弟。哥哥朱筑文是斯坦福大学医学院教授，专长DNA研究；弟弟朱钦文是南加州比华丽山庄一家知名律师事务所的执业律师，都拥有博士学位。

成长在一个传统的中国家庭里，朱棣文三兄弟从小就受到了东方文化的熏陶和培养。从父母身上他学会了刻苦、勤劳和谦逊，美国的开放式教育也造就了他的幽默、风趣和自信。

朱棣文非常感谢父母在学习上给了他们很大的自由度。升到中学后父母就很少再过问3个孩子的功课，而且，一直鼓励他们要以自己的兴趣为主来选择科系专业，一旦选定目标就要持之以恒不懈努力。朱棣文高中毕业时，父亲本不赞成他选择物理学，认为善於绘画的儿子应该去学建筑，因为物理学界高手太多，不易出成就，而且做实验是枯燥无味的，然而朱棣文却对物理学情有独钟，学问做得津津有味。1970年他获得了纽约州罗彻斯特大学数学和物理双学士；1976年28岁时，获得柏克莱大学物理学博士学位，并在该校从事两年的博士后研究；1978年到美国贝尔实验室(目前属朗讯公司)任电磁现象研究人员,因成绩显著并做得一手"漂亮实验"於1983年升任该实验室电子学研究部主任；1987年转任斯坦福大学物理学教授，1990年任该校物理系主任。从1983年起朱棣文开始从事原子冷却技术的研究，1985年发表第一篇学术论文。他荣获诺贝尔奖的科研项目的主要工作是1987年到1992年期间在斯坦福大学完成的。参加这项研究有很多科学家，和他一起获诺贝尔物理奖的人，朱棣文说，虽然他们是单独工作的，但"各自从不同方面做成了这件事。虽然我们的具体目标不一样，但这是一个异曲同工的贡献，我们的工作将造福人类。"

面对荣誉泰然处之

朱棣文教授目前带着8个博士生、2个博士后和2个大学生；每年给硕士研究生开2门课。在学生心目中，朱教授聪明非凡，谈吐风趣，是一个值得学习的楷模，他们认为朱教授口才非常好，能将一场学术性很强的演讲讲得十分生动，在学生讨论时听上两三句就能一针见血地指出问题的症结所在。朱棣文教授对学生要求极严，他会经常出其不意地跑到实验室看他的研究生们的实验进度如何，如果因不努力而进度落后了他会毫不留情地批评。

朱棣文的工作十分繁忙，除带研究生及上课外，还要从事原子物理学研究。因此他很爱惜时间，即使在外出旅行等飞机时也会拿出一张纸来做计算。然而，在日常生活中，他却是一个兴趣广泛的人，爱好打网球、游泳、骑自行车，还喜欢烹饪。他的父亲称赞他很能干、人缘好。总有一大堆朋友，而且很孝顺，老人家最爱品尝他做的烤鸭和他调制的香槟酒。

在1993年5月就当选为美国科学院院士的朱棣文平时很少提及自己的研究成就，甚至在父母面前也从不提起。他的母亲说：以前他每次得奖从不告诉我们，都是我的朋友看到报道后，剪下来寄给我的。像1996年获左根汉研究奖；1993年获第一个国际大奖；1987年获美国物理学会艺术奖等,他都没有表示出特别的兴奋。这次获奖他仍然表示："我还是我，跟昨天没有什么两样。"在获知得奖的当天，他仍平静如常地去上课。他说，"当我想到还有更多的优秀科学家,特别是比我强的科学家还没有获奖时,我自然就不应该把这项奖看得有多么重。""我只是运气比较好。"在谈到所获诺贝尔奖金时，他以幽默的口吻说，目前还没有考虑到如何处理这笔奖金，但在扣除了给"山姆大叔"的税后，可能就所剩不多了。但"至少可以付一部分未还清的贷款"。籍华裔科学家，也是华人4次获得诺贝尔物理奖.