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从“与诺奖擦肩而过”到后来居上
来源:中国科学报社 科学家: 王育竹 故事标签: 爱国 创新 发布时间:2024/2/29 20:12:45

1997年,朱棣文、威廉·菲利普斯(William Phillips)和科昂·塔努吉(Cohen Tanhoudji)因在激光冷却气体原子研究工作中的突出贡献而获诺贝尔物理学奖。

此时人们猛然间发觉,“王育竹提出的激光冷却气体原子的物理思想与现在使用的机制是一致的”,但由于种种原因,“王育竹距诺贝尔奖只差一步”。

1979年,在中国科学院上海光学精密机械研究所工作的王育竹提出了几个与多普勒效应相关的激光冷却气体原子机制的建议,其中“积分球红移漫反射激光冷却气体原子”与菲利普斯在1983年的工作相似。但限于条件,王育竹直到1993年才完成积分球激光冷却原子束的实验。

也是在1979年,王育竹提出了不同于多普勒冷却机制的新冷却机制——利用交流施达克效应(光频移效应)激光冷却气体原子。这又与朱棣文和塔努吉在1989年提出的低于多普勒冷却极限的西西弗斯冷却机制一致。

这是国际上首次提出将光频移效应用于激光冷却气体原子的机制。在国际同行的鼓励下,王育竹先后在两本国产期刊《科学通报》和《中国激光》上阐述了相关物理思想。

但是1980年在中国科学院上海光学精密机械研究所参与组织的国际激光会议上,一位国外科学家并不认同这个冷却机制。王育竹回忆当时的情景:“他就当场打压、批评你,说这不行,真是霸气得不得了。”

王育竹提出有关激光冷却气体原子新设想的时间,比国外早了5至10年,但限于当时的实验条件,没有在实验上实现。1998年,朱棣文访问中国科学院上海光学精密机械研究所并参观王育竹实验室时,曾问他为何没有早些开展实验,王育竹无奈解释:“我没条件。”

回顾这些往事,王育竹从未因为错过诺贝尔奖而怅然。他更为介怀的,是时代背景下开展基础研究工作的艰难,以及当时中国人在国际学术界受到的轻视。

进入21世纪后,王育竹带领团队开始推进空间冷原子钟的可行性研究。在他的召唤下,学生刘亮放弃了美国的高薪工作,回到中国科学院上海光学精密机械研究所,领导成立了空间冷原子钟团队。2016年,国际上第一台在轨进行科学实验的空间冷原子钟搭乘天宫二号被发射到太空,其精度高达3000万年,误差小于1秒。

值得一提的是,空间冷原子钟的方案最早是法国巴黎天文台提出的,但中国是第一个将其送入太空的国家。从错过激光冷却气体原子研究先机,到空间冷原子钟研究后来居上,短短几十年,俨然换了人间。王育竹欣喜于国内科研环境的日益改善,也欣慰于青年一代扛起了科技强国重任。

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