菲利普·沃伦·安德森(Philip Warren Anderson)是一位美国物理学家,他在凝聚态物理学领域做出了杰出贡献。1977年,他因对磁性和无序体系电子结构的基础理论研究而与内维尔·弗朗西斯·莫特(Nevill Francis Mott)和约翰·哈斯布鲁克·范·扶累克(John Hasbrouck van Vleck)共同获得了诺贝尔物理学奖。他们的工作揭示了强关联电子系统中的复杂现象,尤其是对于理解金属-绝缘体转变、磁性材料的行为以及无序系统中电子的局域化等现象具有深远影响。
菲利普·安德森出生于印第安纳波利斯并且在伊利诺伊州的厄巴纳度过他的童年。 1940年他从厄巴纳的高级中学毕业。之后他跑到哈佛大学完成了的学士学位并进入研究所。在约翰·凡扶累克的指导下学习物理。战争期间,安德森曾在美国海军研究实验室待上一段时间。
1949年到1984年,安德森任职于新泽西的贝尔实验室,广泛地研究了凝聚态物理的许多问题。这段期间他发现了局部化(Anderson localization)的概念;写下了安德森哈密顿算符以描述过渡金属系统中的电子。另外他还建议粒子物理学家寻找产生粒子质量的机制(后来所谓的希格斯机制);发展了超导体BCS理论中的计算方法。 1963年,安德森被选为美国文理科学院院士。
1967年到1975年,安德森在剑桥大学担任理论物理学的教授。 1977年,由于“对磁性和无序体系电子结构的基础性理论研究”他与内维尔·莫特、约翰·凡扶累克一同获得了诺贝尔物理学奖。这个研究为电子元件开关与记忆的技术提供了理论基础,对于后来电脑发展有重要贡献。 1982年他获得了美国国家科学奖章。自1984起,他从贝尔实验室退休,到了普林斯顿大学主持约瑟·亨利物理教授席位。
2006年何塞·索勒的一份分析统计比较了论文参考文献与引用数,指出安德森是世界上最有“创造力”的物理学家。
2013年,普林斯顿大学曾举办活动庆祝安德森的九十大寿,约150名曾与之共事过的同事与学生参加,其中包括5名诺贝尔奖得主与1名菲尔兹奖得主。
2020年3月29日,菲利普·安德森逝世,享年96岁。
磁性和无序体系电子结构研究
1977年,安德森与内维尔·弗朗西斯·莫特和约翰·哈斯布鲁克·范·扶累克共同获得了诺贝尔物理学奖,以表彰他们在磁性和无序系统中电子结构的基础理论方面的研究工作。特别是,他提出了“局域化”现象的概念,即在足够强的无序环境下,电子将无法自由传播,而是被局域在某个区域内,这一理论被称为“安德森局域化”。
超导电性理论
安德森对超导电性的理解也做出了重大贡献,特别是在BCS理论(巴丁-库珀-施里弗理论)的基础上,他进一步探讨了超导体中的相变和配对机制,并发展了相关的理论模型。
反铁磁性和交换作用
在磁学领域,安德森对反铁磁性材料的研究具有开创性意义,尤其是他在解释反铁磁性机理时引入了自旋涨落和交换作用的概念。
理论物理方法的发展
安德森推动了多种理论物理方法的发展,如重整化群理论的应用以及对称破缺理论等,这些理论工具极大地丰富了科学家们分析复杂物理系统的能力。
半导体物理
他还对半导体物理有深刻见解,尤其是在绝缘体-金属转变、杂质能级等问题上的研究,对现代微电子技术的发展产生了重要影响。
科普与教育
安德森不仅是一位杰出的科研工作者,还积极参与科学普及和教育活动,撰写了许多易于理解的文章和书籍,帮助公众更好地理解和欣赏物理学之美。
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