2019年的诺贝尔物理学奖授予对自由电子激光做出杰出贡献的三位科学家，他们是意大利物理学家克劳迪奥·佩莱格里尼（Claudio Pellegrini）、俄罗斯科学家叶甫根尼·萨尔丁（Evgeny L. Saldin）、美国科学家马兰·斯卡利（Marlan O. Scully）。获奖理由如下：

自由电子激光

自由电子激光器通过从粒子加速器发送快速电子至精细设计的起伏磁路，产生类似激光的辐射。在每个转弯处，高速粒子发射辐射，加起来形成激光脉冲。该方法用于产生超短而极亮的X射线光，科学家们可以用它来分析不同的材料，拍摄化学反应，并观察生物分子的生物过程。诚如其名字“自由电子”激光，与普通激光不同，这里的电子并不和原子结合在一起，是自由的。1971年，美国科学家 John Madey 最早提出了这一想法，并和同事在1977年将这一原则实现到具体的设备里。

Claudio Pellegrini教授因其在X射线自由电子激光器和相对论粒子束的集体效应方面的开创性工作而闻名。他1935年5月9日出生于罗马，曾在罗马Sapienza大学读书。从1958年到1978年，他在Nazionali di Frascati实验室工作，从事高能和核物理。在20世纪60年代早期，他在哥本哈根的北欧理论物理研究所（NORDITA）工作，研究广义相对论的另外的表示，用四分场来获得能量动量复合体的更好描述。

2019年诺贝尔物理学奖获得者：意大利物理学家 Claudio Pellegrini

在Nazionali di Frascati实验室时，他致力于电子－正电子对撞机的开发。他研究了加速器中粒子束的物理特性，特别是粒子与自身电磁场相互作用产生的高强度粒子束的不稳定性和集体效应。1968年，他发现了一种新的集体效应，即头尾不稳定，这限制了对撞机的光度。该理论提出了一种控制不稳定性的方法，且已应用于所有的对撞机和存储环，增加了对撞机的发光度并扩展他们探索基本粒子物理学的能力。

1978年，他移居美国，开始在布鲁克海文国家实验室工作，他担任国家同步加速器光源的副主席和加速器物理中心的联合主任。1989年，他成为加州大学洛杉矶分校（UCLA）的物理学教授，之后成为杰出教授。

在布鲁克海文国家实验室，他研究了自由电子激光器（FELs）及其在高强度相干X射线脉冲产生中的应用。他的主要贡献是高增益自由电子激光器理论，包括自放大自发发射（SASE）方案，以及这些结果在X射线自由电子激光器发展中的应用。1992年，基于这些研究，在M. Cornacchia和H.Winick组织的第四代光源（Workshop on 4th Generation sources）研讨会上，他提出使用SLAC线性电子加速器构建0.1至4 nm波长的SASE X射线自由电子激光器。该提案由H. Winick主持的一个研究小组开发，该小组制作了现在称为LCLS的第一个设计。

从1998年到2001年，Pellegrini和他的合作者通过实验证明了SASE理论的有效性。这项工作和1992年的方案导致了Linac相干光源（LCLS）的建造，这是第一个1埃的X射线激光器。Pellegrini 在介绍2009年完成的LCLS项目时表示，“当时第一个X射线FEL在SLAC成功投入使用，创造了X射线光束亮度的新记录，比任何以前的光源都大9个数量级，产生具有Ångstrom波长的X射线和飞秒脉冲持续时间和突破性的强度和相干性。这些新特性正在彻底改变原子和分子系统的研究，并在日本，欧洲和韩国引发了新的X射线FEL项目。” 

1999年，他获得了国际自由电子激光（FEL）奖，以表彰他在X射线自由电子激光器方面的工作。2001年，他获得了美国物理学会的Robert R. Wilson奖。

2014年，他被美国总统奥巴马授予Enrico Fermi奖，称其“开拓性的研究推进了对相对论电子束和自由电子激光的理解，他变革性发现对第一次硬X射线自由电子激光的成功开发产生了深远影响，引领了科学的新时代。” 2017年，他还被选为美国国家科学院院士。

Evgeny L. Saldin 现为德国汉堡加速器中心DESY的俄罗斯科学家。提出用放大的高增益区域从自发辐射以单次通过来实现自由激光。Evgeny L. Saldin和他的同胞在1980年提出了让自由电子激光发射X射线的想法：在自由电子激光器中，没有镜子的情况下，如果激光只有足够长的时间以允许电子足够的时间，就会发生巨大的自发辐射放大过程，这种效应被称为“SASE”。他是SASE的发明人。Saldin在1982年曾建议建造X光的激光，从1985年开始，他和另外两名前苏联科学家Evgeny Schneidmiller和Mikhail Yurkov一直在完善这个想法。但他们没有办法在前苏联实现这个想法，所以到了德国的加速器中心DESY。他们撰写了电脑程序来模拟自由电子激光并随后成功在2000年成功第一次运转。

2019年诺贝尔物理学奖获得者：俄罗斯科学家 Evgeny L. Saldin

Marlan O. Scully 是激光物理学的先驱。他的工作包括与 Willis Lamb 一起发展的第一个激光量子理论，第一次演示没有反演的激光，首次演示热气体中超低光等。此外，Scully关于量子相干和相关效应的研究为量子力学的基础提供了新的视角。

2019年诺贝尔物理学奖获得者：美国科学家 Marlan O. Scully

在美国科学院的网站上，他对自己的研究有如下的解释：“我研究的主题既有基础的，也有应用的量子物理学。例如，光的量子特性限制了激光辐射的纯度。我们发展了激光行为的量子描述，产生了激光的光子统计......作为这些研究的应用，我们已经建立了新型激光器，它们在没有反转和相位相干介质的情况下运行，将光的群速度降低到每秒几十米。这些研究为新型高精度磁力计和陀螺仪带来了希望。在相关工作中，我们已经展示了量子光学如何能够揭示量子的神秘方式，特别是如何在宇宙的一个部分中擦除信息可以改变我们看待另一个事物的方式。这个奇怪的量子擦除过程已经在真实的（超现实的）量子世界中被观察到了。”

Scully出生于怀俄明州卡斯珀，他就读于卡斯珀学院等公立学校，并在怀俄明大学和伦斯勒理工学院完成了本科学业。他在1965年在Willis Lamb的指导下获得耶鲁大学博士学位。之后，Scully成为耶鲁大学的讲师，然后是麻省理工学院的助理教授，副教授。30岁之前，他担任了亚利桑那大学的教授，并与Willis Lamb，Peter Franken 和其他人在那里建立了光学科学中心。1980年，他在普朗克研究所 fürQongtenoptik 任职，同时也担任新墨西哥大学杰出教授。20世纪90年代初，他搬到德克萨斯农工大学，现在他是Burgess杰出物理学教授，担任TEES杰出研究主席，也是理论物理中心和量子研究所的主任。2003年，他被任命为普林斯顿大学的客座教授。2005年，他接受了德克萨斯农工大学和普林斯顿大学之间的联合任命。

他还入选了美国国家科学院，美国艺术与科学院，欧洲科学院和马克斯普朗克协会。他还获得了有许多奖项，包括APS Schawlow奖，OSA Townes 奖，IEEE量子电子奖，富兰克林研究所的 Elliott Cresson奖，OSA Lomb 奖章和Humboldt 高级教师奖。

参考资料

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Claudio_Pellegrini

[2] http://www.pa.ucla.edu/directory/claudio-pellegrini

[3] https://physics.tamu.edu/people/scully/

[4] https://en.wikipedia.org/wiki/Marlan_Scully

[5] http://www.nasonline.org/member-directory/members/3012602.html

[6] http://www.desy.de/expo2000/deutsch/allebrowser/webthemen/02_roentgenlaser/interview.htm

[7] http://www.desy.de/expo2000/deutsch/dhtmlbrowser/webthemen/02_roentgenlaser/desyundroentgenlaser.htm

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