Нобелевскую премию по физике вручат за гравитационные волны

Шведская королевская академия наук объявила лауреатов Нобелевской премии по физике 2017 года. Премия будет вручена Райнеру Вайссу (половина премии), Барри Бэришу и Кипу Торну с формулировкой «за решающий вклад в детектор LIGO и за наблюдение гравитационных волн». Официальное вручение премий и медалей состоится в декабре, после прочтения традиционных лекций. Прямая трансляция объявления победителя велась на сайте Нобелевского комитета.

Вайсс, Торн и Бэриш считались одними из самых вероятных кандидатов на Нобелевскую премию по физике с 2016 года, когда коллаборации LIGO и VIRGO объявили об обнаружении гравитационных волн от слияния двух черных дыр. 

Райнер Вайсс сыграл ключевую роль в разработке детектора — огромного интерферометра с чрезвычайно низким уровнем шумов. Соответствующие работы физик начал еще в 1970-х годах, создав небольшие прототипы систем на базе Массачусетского технологического института. Несколькими годами позже прототипы интерферометров были созданы и в Калтехе — под руководством Кипа Торна. Позднее физики объединили свои усилия.

Барри Бэриш превратил небольшую коллаборацию между MIT и Калтехом в огромный международный проект — LIGO. Ученый руководил развитием проекта и созданием детекторов с середины 1990-х годов.

LIGO представляет собой две гравитационные обсерватории, расположенные в 3000 километров друг от друга. Каждый из них представляет собой Г-образный интерферометр Майкельсона. Он состоит из двух 4-километровых вакуумированных оптических плеч. Луч лазера расщепляют на две составляющие, которые проходят по трубам, отражаются от их концов и объединяются вновь. В случае если длина плеча изменилась, изменяется характер интерференции между лучами, что фиксируется детекторами. Большое расстояние между обсерваториями позволяет увидеть разность во времени прибытия гравитационных волн — из предположения о том, что последние распространяются со скоростью света, разница времени прибытия достигает 10 миллисекунд. 

Подробнее о гравитационно-волновой астрономии и ее будущем можно прочитать в нашем материале «За волной волна».

В 2017 году размер Нобелевской премии был увеличен на один миллион шведских крон — сразу на 12,5 процентов. Теперь он составляет 9 миллионов крон или 64 миллиона рублей. 

Лауреатами Нобелевской премии по физике в 2016 году стали теоретики Дункан Халдейн, Дэвид Таулесс и Майкл Костерлиц за разработку теории топологических фазовых переходов. К этим явлениям относится, например, целочисленный эффект Холла: тонкий слой вещества изменяет свое сопротивление ступенчато с ростом индукции приложенного к нему магнитного поля. Кроме того, теория помогает описывать сверхпроводимость, сверхтекучесть и магнитное упорядочение в тонких слоях материалов. Интересно, что основа теории была заложена еще советским физиком Вадимом Березинским, но до вручения премии он, увы, не дожил. Подробнее об этом можно прочитать в нашем материале «Топологически защищен».

В 2015 году лауреатами Нобелевской премии стали Такааки Кадзита и Артур Макдональд, благодаря экспериментам которых были подтверждены осцилляции нейтрино, что доказало существование у этих элементарных частиц массы. Это открытие было сделано на двух нейтринных детекторах — Super-Kamiokande и нейтринной обсерватории в Садбери. Ученые обнаружили, что нейтрино, рождающиеся в атмосфере или на Солнце, успевают изменить свой тип до того, как окажутся пойманными детекторами. Подробнее об этом явлении можно прочитать в нашем материале.

Владимир Королёв