阴影
阴影 阴影
第C0004版:焦点人物
3  4  
PDF 版
· 硬盘有乾坤
· 诺贝尔物理学奖:费尔&格林贝格尔
收藏 打印 推荐  更多功能 
返回主页 | 版面导航 | 标题导航      
上一期  下一期  
浙江日报报业集团主办      
3上一篇  下一篇4  
2007年10月15日     收藏 打印 推荐 朗读 评论 更多功能 
硬盘有乾坤
》》》》》 本版撰稿:徐勇(新华社供本报特稿)
  一名法国人和一名德国人19年前的一项研究发现促生了一系列小型磁盘类电子装置,继而也促使两人9日成为2007年度诺贝尔物理学奖得主。

  诺贝尔物理学奖评审委员会在一份公告中说,阿尔贝·费尔和彼得·格林贝格尔之所以获奖,是因为“发现了‘巨磁电阻’效应”。

  在瑞典皇家科学院常任秘书贡诺厄·奎斯特公布获奖者名单后,评委会主席佩尔·卡尔松用比较通俗的语言解读了“巨磁电阻”效应和它的广泛用途。他用两张图片来解释这一发现的重大现实意义:一台1954年的体积占满整间屋子的电脑和一个如今非常普通、手掌般大小的硬盘。他说,正因为有了这两位科学家的发现,单位面积介质存储的信息量才得以大幅度提升。

  “我知道”

  当地时间9日上午11时45分(北京时间17时45分),诺贝尔物理学奖评审委员会在瑞典科学院宣布获奖名单。

  “我知道,”法国人费尔通过电话告诉发布会的参加者们,“我在(诺贝尔物理学奖)的众多候选人之列。”

  不过,他承认,“虽然觉得有(获奖)可能,但我还是感到惊喜”。

  费尔现年69岁,除了现任南巴黎大学物理学教授,还兼任法国国家科学研究中心与泰雷兹集团联合物理实验室的研究项目主管。

  诺贝尔奖评审委员会在宣布物理奖归属时说,这是一次“好奇心导致的发现”。但其随后的应用却不啻为革命性的,因为它使得计算机硬盘的容量从几十兆、几百兆,一跃而提高了几百倍,达到几十G乃至上百G(1G等于1024兆)。

  磁盘存储技术的原则,是利用每个存储点上的磁场方向代表二进制的0或1,要读取这些数据,需要电极扫过这个磁场;由于磁阻效应,磁场会引起电极电阻的改变,从而改变电流的强度,电极输出电流的高低,就代表了0或1。

  在磁场作用下,磁性金属内部电子自旋方向发生改变而导致电阻改变的现象,被称为磁阻效应。这种效应,早在1857年就被英国的开尔文勋爵发现。不过,这种改变的幅度并不大,通常只在1%到2%之间。因此,在“巨磁电阻”效应被发现之前,存储数据所需要的磁场要保持一定的强度,数据点不能做的太小,磁盘容量受到很大限制。

  1988年,费尔发现了一种全新物理现象,在铁、铬相间的多层膜电阻中,微弱的磁场变化可以导致电阻大小的急剧变化,其变化的幅度比通常高十几倍。费尔观察到50%的变化,并把这种效应命名为“巨磁电阻”效应。

  当年,费尔发表第一篇相关论文时预言,“巨磁电阻”效应将会有广泛应用。“巨磁电阻”效应的应用产物,是通常称作“硬盘”的数据磁盘,是电脑数据储存容量成百倍增加,也使硬盘类MP3小型音乐播放器诞生,其中最引人注目的产品是美国苹果公司所产的iPod播放器。

  费尔喜爱爵士乐,iPod是他听音乐的便携工具。然而,带有运动部件的硬盘与由集成电路构成的“闪存”相比更易损坏。iPod内置硬盘损坏,让他难以享受音乐。

  “那是我的错误,”费尔当天承认,“因为我买了一只带有‘巨磁电阻’效应硬盘的iPod(音乐播放器)。”

  “如果我买一只带有简单‘闪存’(数据记忆芯片)的iPod,”他告诉美联社驻巴黎记者雅梅·基滕,“那就不会损坏”。

  为iPod损坏“自责”为自己赢得诺贝尔奖的研究成果,在记者基滕看来,是费尔的一种幽默。

  “你们喜欢物理吗?”费尔在他任职的法国国家科学研究中心附近向一些年轻人发问。那一刻,是在他获知自己获得诺贝尔奖的消息之后不久,身边聚集着一批追踪而来的媒体记者。

  沉浸在溢于言表的兴奋之中,他与那些陌生年轻人闲聊,介绍说他自己刚刚获得了全球物理学界最高荣誉。谈及获奖原因,他告诉大家,“如果你们能用自己的MP3播放器听音乐,那一定程度上可以归功于我迄今为止所做的研究”。

  “我贡献”

  德国物理学家彼得·格林贝格尔9日上午接到诺贝尔奖评审委员会的获奖通知电话时激动万分,他说自己当时完全不知所措,“但我曾悄悄祈祷自己今生能够获奖”。

  稍后,格林贝格尔接受瑞典全国广播电台采访时,回答他是否预期自己会获奖的问题,他说:“可以说是,也可以说不是。我以前也曾获得(其他)奖项,大家说我还缺少一个奖项,也就是最高奖。”

  曾经也是物理学家的德国总理默克尔9日向格林贝格尔表示祝贺。默克尔说,德国科学家再度获得诺贝尔物理学奖,是对德国基础研究工作的肯定。

  同样是在1988年,格林贝格尔与费尔平行展开研究工作,两人相互之间没有合作,同时发现了“巨磁电阻”效应。不同之处在于,由于膜厚度不同,格林贝格尔所观察到的变化较小,达到10%。但他最早看到这种技术的应用前景,格林贝格尔撰写相关论文之时就申请了一项技术专利。

  对于科学界而言,1988年的这一发现绝对是一个巨大的惊喜。因为在开尔文勋爵发现磁阻效应之后长达一百多年的时间内,人们一直认为这一效应很难有改进的空间。

  20世纪90年代,许多科学家又在铁/铜,铁/铝,铁/金,钴/铜,钴/银和钴/金等纳米结构的多层膜中观察到了显著的“巨磁电阻”效应,“巨磁电阻”多层膜开始在高密度读出磁头、磁存储元件上开始得到广泛的应用。

  到了1994年,IBM的研究员斯图尔特·帕金终于根据这一物理原理,研制出新型的读出磁头,将磁盘记录密度一下子提高了17倍,达到5G比特/平方英寸,从而在与光盘的竞争中重新处于领先地位。

  应用“巨磁电阻”效应读取磁盘数据的装置1997年首次问世,至今一直是信息技术工业的一项技术标准。“巨磁电阻”效应得以应用的前提,是磁盘使用厚度仅相当于几个原子直径的多种超薄材料层。鉴于此,诺贝尔物理学奖评审委员会在公告中认定,可以把“巨磁电阻”系统视为纳米技术的首次实际应用。

  公告说:“这一现象的应用迄今为止在从硬盘读取数据所涉及的技术领域内带来了革命性变革……这一发现同时也在各种磁性传感器以及新一代电子学的发展中发挥了重大作用”。

  格林贝格尔现年68岁,在德国西部于利希研究中心出任教授。他从事研究32年后于2004年退休,但如今依然处于工作状态

  “我分享”

  谈及与同行分享诺贝尔奖,费尔9日说,“我为能够与彼得格林贝格尔共享这一奖项而兴奋不已。”

  费尔说,他钦佩格林贝格尔,与后者一直保持着良好的个人关系。得知获奖后,他与格林贝格尔在电话上作了交谈。

  由于这一发现的轰动效应,费尔和格林贝格尔已经多次一起获奖。1994年和1997年,帕金和费尔、格林贝格尔先后分享了美国物理协会颁发的新材料James C. McGroddy奖和欧洲物理协会颁发的惠普欧洲物理奖。2006年和2007年,费尔和格林贝格尔又一起获得了沃尔夫物理奖和日本奖。

  在2006年9月6日,汤姆森科技信息集团公布的2006年汤姆森科技桂冠奖名单中,两人又赫然在列,而这被普遍认为是诺贝尔奖的预演。一年后,两人果然获得诺奖。

  不过对于帕金来说,这次被瑞典皇家学会最终排除在了诺奖之外,也多少有些苦闷。加州大学河滨分校纳米尺度科学工程中心主任罗伯特·哈登就表示,此前他们三个人已经一起获得过两次奖,所以这次帕金没得到诺奖确实值得商榷。“也许是评奖委员会认为,观测到“巨磁电阻”效应更加重要吧。”

  涉及奖金的使用,费尔告诉法国国际广播电台的听众,他打算与同事们“分肥”。“像以往一样,”他说,“每次获得奖金,我都拿出一小部分,与我的助手们分享”。

  媒体报道说,费尔曾经爱好橄榄球,时下热衷于帆板运动。正因为如此,他无法说出究竟拿出多少奖金与同事们分享。他说,“我不知道(拿出多少),我觉得自己可能需要为帆板购置新的帆布……”

  对物理学研究,他向美联社记者感叹道:“没有办法对物理学发表预言……在物理学研究中绝对没有办法确信自己的哪些梦想可以实现。”他承认,除了发现“巨磁电阻”效应以外,他的其他一些研究结果实属“平庸”。

  本年度诺贝尔物理学奖由法国和德国科学家分享,打破了持续多年的一种状况,即美国人持续榜上有名。

  1986年至2006年,历年诺贝尔物理学奖获得者的名单上,美国研究人员或包揽、或与其他国家研究人员分享这一全球物理学界最高荣誉,未曾间断过。

3上一篇  下一篇4  
收藏 打印 推荐 朗读 评论 更多功能 
钱江晚报 焦点人物 C0004 硬盘有乾坤 》》》》》 本版撰稿:徐勇(新华社供本报特稿) 2007-10-15 钱江晚报c00042007-10-1500006;钱江晚报c00042007-10-1500004;钱江晚报c00042007-10-1500014;48257178002CE173482573710057FFCB[B1-方臻子] 2