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物理最高奖项与我们并不遥远！06-10年诺贝尔物理学奖简介——我们生活其中云欢2011.12.28颁奖发表获奖人国籍得奖原因（发现）0689-92J.Mather美“宇宙微波背景辐射的黑体谱形成和各向异性”G.Smoot0786-88AlbertFert法“巨磁电阻效应”PeterGrünberg德目录1颁奖发表获奖人国籍得奖原因（发现）0860-73南部阳一郎日“亚原子物理学中，自发对称性的破缺机制”小林诚益川敏英“对称残破的原因”，预言自然界中存在“三代夸克”0966-69高琨中有关光在纤维中的的传输以用于光学通信方面的贡献WillardS.BoyleGeorgeE.Smith美发明了“电荷耦合器件图像传感器”1004AndreGeim英在“二维空间材料石墨烯”方面的开创性实验KonstantinNovoselov目录2什么是宇宙微波背景辐射？等离子体H⁺,e⁻,He⁺中性原子气体H,He光子光子这种自由运动的光子就是宇宙微波背景辐射，包含了复合前最后一次散射的信息，是人能直接看到的最远、最早的信息。T=3000K，宇宙38万岁，幼年时期宇宙微波背景辐射黑体谱COBE和WMAP测得的宇宙微波背景辐射的各向异性（1989）（2001）支持大爆炸理论？•短波段数据—余温2.725+-0.001K•高度各向异性—大尺度结构成因斯穆特马瑟（1989）（2001）GMR（giant/magneticresistance）发现1---前提Fe-Cr-Fe“三明治”人工微结构单晶10nm-1nm-10nm格伦贝格：外磁场影响铁磁层磁矩方向巨磁电阻效应的发现2格伦贝格：强磁场平行低R弱磁场反平行高R费尔费尔：几十个周期的Fe-Cr超晶格∆R/R可达50%笔记本电脑主板硬盘实物GMR的意义：1.开创自旋电子学2.硬盘革命！硬盘如何工作？GMR如何解决高密度存储难题？高密度存储要求：极小磁颗粒、极小磁头极小磁盘片与磁头间隙如：每平方英寸100Gbits的商品硬盘比特长=40nm、磁头厚=3nm、间隙=10nm1T什么是自发对称性破缺？一个无穷维的物理体系,如果该系统的拉氏量在某个对称群变换下保持不变,当系统转变到不满足这种对称性的基态时,我们就称之为系统的对称性发生了自发破缺。例如,铁磁体材料在居里温度之上因为没有磁化而具有空间旋转不变性,这时描述铁磁体的原子理论同样具有这种对称性。当温度降到居里温度以下,铁磁体出现某个方向的磁化,于是三维空间的旋转不变性被破坏,即系统的对称性出现了自发破缺。自发对称性破缺及小林-益川CP破坏机制从BCS理论推导出超导体的迈斯纳效应依赖于规范的选择,但实际上所有的结论都可以通过规范无关的方式得到。超导现象BCS理论库伯对量子场论弱电相互作用标准模型的建立（1967年，温伯格）弱电相互作用标准模型中的CP破化机制发现光导纤维应用于通信的原理光纤的恩惠光缆VS电缆信息量、效率、成本、腐蚀、消耗、干扰CCD图像传感器BoyleSmith1.金属氧化物像元阵列2.栅电极下半导体表面附近的势垒中的电荷3.光信号变为电信号存储4.优点：波段宽200—1100nm，灵敏，弱光条件适用佳能单反结构2010：材料新星石墨烯•2004•英国•曼彻斯特大学•热度：10年止，60篇Nature和Science论文发表石墨烯是什么？单原子层二维六边形密排点阵结构碳晶体高分贝透射电子显微镜下石墨烯如何发现？2.实验物理学家努力获取败：石墨薄片层数达10层成：单层石墨烯罗德尼石墨VS硅片菲利普石墨纳米铅笔2004机械剥离法败，坚信可以但未测量厚度1.理论物理学家认为它不存在热力学不稳定性，表面起伏，理论结构，计算单元，机械剥离法？用普通胶带反复粘石墨高定向热解石墨（大块经热处理等特殊处理的近理想石墨）其他许多方法：气相沉积、氧化还原+石墨烯有什么性质和应用？代替铜钢等金属材料透明导电薄膜代替Si制造集成电路半导体器件选择性检测化学和生物分子低密度：每平方米0.77mg电、热学：导电性可比铜，导热10倍力学：高强度，抗拉压比金刚石，比钢（100倍，4kg/m^2光学：97.7%的透光率极高的载流子迁移率（100si）+双极性场效应超高比表面积m^2/g，吸附分子R↑