伯特伦·布罗克豪斯（1994年诺贝尔物理学奖得主）
伯特伦·布罗克豪斯（Bertram Neville Brockhouse，1918年7月15日—2003年10月13日），加拿大物理学家，1994年与克利福德·沙尔共同获得诺贝尔物理学奖，以表彰其发展中子散射技术，特别是中子三轴谱仪，实现了声子谱的精确测定，奠定了凝聚态物质动力学研究的基础。
基本信息 ├─ 出生：1918年7月15日，加拿大萨斯喀彻温省里贾纳 ├─ 逝世：2003年10月13日（85岁），加拿大安大略省汉密尔顿 ├─ 国籍：加拿大 ├─ 母校：不列颠哥伦比亚大学（学士、硕士）、多伦多大学（博士，1950年） ├─ 知名于：中子三轴谱仪、声子色散测量、凝聚态物质动力学 ├─ 获奖：诺贝尔物理学奖（1994年）、狄拉克奖章（1979年）、加拿大勋章（1964年） ├─ 任职：加拿大原子能有限公司（AECL）Chalk River实验室、麦克马斯特大学
一、生平
1918年，布罗克豪斯出生于加拿大萨斯喀彻温省里贾纳。他的家庭在1930年代度过了大萧条的黑岁月。1937年他18岁时母亲去世，他辍学在小型无线电商店工作，后加入加拿大皇家海军，在二战期间从事雷达和电子维修工作。
战后布罗克豪斯进入不列颠哥伦比亚大学读物理，1947年获学士学位，1948年获硕士学位。随后进入多伦多大学，1950年在博士导师研究核磁共振和固态物理。博士毕业后加入加拿大原子能有限公司（Atomic Energy of Canada Limited, AECL）的Chalk River实验室，在那里度过了他科学生涯的黄金时期（1950年—1962年）。
1962年，布罗克豪斯离开Chalk River进入麦克马斯特大学担任物理学教授，1979年成为大学杰出教授，1986年退休。2003年在安大略省汉密尔顿去世。
二、学术生涯
布罗克豪斯的科学贡献可以用一个词概括：三轴谱仪。
1950年代初期，核反应堆为科学界提供了一个新的探针——中子束。中子具有与原子核相互作用的独特性质，由于中子波长与晶格参数相当，尤其适合研究原子在晶体中的排列和动力学行为。然而当时的中子谱仪都是"单轴"设计——只能逐一固定中子入射或发射方向，很难系统测量散射过程的能量和动量传递。
布罗克豪斯于1955年构思并建造了第一台中子三轴晶体谱仪（triple-axis spectrometer），其名字来自三个可独立转动控制的晶体：一个单色器晶体（选定入射中子波长）、一个样品台、一个分析器晶体（选定散射中子波长）。三轴谱仪允许实验者在动量-能量（Q-ω）空间的任意位置精确测量中子的散射截面——这相当于给凝聚态物理学家提供了一张可直接映射原子运动色散的地图。
三轴谱仪发明后，布罗克豪斯立即利用它系统测量了一大批固体的声子色散关系。他首次测量了铝、钠、锗、硅等材料的声子谱，精确绘制了晶格振动频率与波矢的依赖关系。这些实验结果直接与晶格动力学理论（玻恩-冯·卡门模型和密度泛函理论的早期版本）进行比较，为固态物理学从"晶格结构"走向"晶格动力学"提供了第一手实验。
布罗克豪斯还在磁中子散射方面有重要贡献。他利用三轴谱仪在宏观磁有序材料（如铁、钴、镍）中测定了磁振子（自旋波量子）的色散关系，为理解铁磁性和反铁磁性的微观机制提供了定量实验基础。
三、获奖成就
1994年诺贝尔物理学奖授予布罗克豪斯与克利福德·沙尔，表彰"发展中子散射技术"。布罗克豪斯获得一半奖项，表彰他发展"中子谱学"——三轴谱仪与声子物理学；沙尔获得另一半，表彰他在中子衍射领域的奠基工作。诺贝尔委员会指出："感谢布罗克豪斯，人类得以观看原子世界的原子运动电影。"
布罗克豪斯于1964年成为加拿大勋章获得者，1979年获狄拉克奖章。1977年当选英国皇家学会会士，1979年当选加拿大皇家学会会士，1965年当选美国国家科学院外籍院士。1981年获加拿大物理学家协会金质奖章。
四、历史贡献
1. 中子三轴谱仪的发明是凝聚态物理实验方法的里程碑，使中子在能量域的测量从"能否做"变成"多久能做"的问题。今天在世界各国的中子源上，三轴谱仪仍是最常用的中子谱仪类型之一，广泛应用于超导、磁性材料、热材料等领域的基础研究。 2. 声子色散测量为晶格动力学和晶格热力学提供了定量基础，直接辅助了半导体热容、热导率、电声子耦合的理论建模。 3. 磁振子的中子测量为磁有序和自旋动力学研究开创了直接的散射实验方法。 4. 布罗克豪斯的工作使Chalk River成为1950年代—1960年代国际中子散射研究的中心之一，加拿大也借此确立了在中子科学领域的领先地位。
五、轶事典故
布罗克豪斯是"大器晚成"的典型——30岁以后才读大学，32岁才完成本科学业，在Chalk River开始科研时已经36岁，但他的三轴谱仪就是在他37岁时发明建造的。
关于三轴谱仪的发明有一个流传甚广的故事。布罗克豪斯最初想在Chalk River的NRX反应堆上用已有的中子单色器做一个"更灵活"的装置，但实验室主任告诉他这想法太复杂，可以先做个简单设计。布罗克豪斯几乎没理会这个建议——他当天晚上在自己家里就完成了三轴谱仪的初级原理图，第二天就开工建造了。
布罗克豪斯晚年曾被称为"加拿大未解雇的陌生人"——这位在世界粒子物理大会赢得同行的尊敬的长者，在媒体中的关注度一直很低。1994年诺贝尔奖公布时，加拿大媒体花了一整天去"确认"他到底是谁。
幽默的是，布罗克豪斯和沙尔在斯德哥尔摩领奖时，两位竞争者（一位中子谱学、一位中子衍射）终于第一次见面——虽然他们的论文数量互引超百次。两人在诺贝尔周期间同住一个酒店，建立了跨越四十年的惺惺相惜友谊。
六、参考文献
1. Nobel Foundation. "Bertram N. Brockhouse – Biographical." Nobel Prize in Physics 1994. 2. Brockhouse, B. N. (1995). "Slow neutron spectroscopy and the grand atlas of the physical world." Reviews of Modern Physics, 67(4), 735–751. (诺贝尔演讲) 3. Brockhouse, B. N. (1955). "A triple-axis crystal spectrometer for the study of lattice vibrations." Canadian Journal of Physics, 33(11), 619–625. 4. Brockhouse, B. N., & Iyengar, P. K. (1958). "Lattice vibrations in aluminum." Physical Review, 111(3), 747–756. 5. Shull, C. G. (1995). "Early development of neutron scattering." Reviews of Modern Physics, 67(4), 753–757. (诺贝尔演讲与沙尔同日发表) 6. Holden, N. E. (2005). "Bertram N. Brockhouse: A biographical memoir." Proceedings of the Royal Society of Canada.