新聞綜述:三美國人捧走諾貝爾物理學獎(組圖)

2021-01-19 南方新聞網

  南方網訊 瑞典皇家科學院10月5日宣布,將2004年諾貝爾物理學獎授予美國科學家戴維·格羅斯(DavidJ.Gross)、戴維·波利策(H.DavidPolitzer)和弗蘭克·維爾切克(FrankWilczek),以表彰他們對量子場中夸克漸近自由過程中的開創性發現。他們將平分總值1000萬瑞典克朗(約合130萬美元)的獎金。 
 
  發布會釋疑

  當天的新聞發布會在有著200多年歷史的瑞典皇家科學院議事廳舉行。物理學獎評審委員會主席蘇內·斯萬貝裡教授和評委代表等出席了新聞發布會,並配合投影屏幕解釋了3名美國科學家的得獎理由和相關理論。

  新聞發布會上可謂驚喜不斷。評委們在介紹三位科學家的主要成就———「漸近自由」理論時用橡皮筋打了個比方。這時,一名紅衣女郎和一名黑衣男子突然拉著一條彩帶上場,演示了「距離」和「色力」的相互關係。

  有記者問,為什麼諾貝爾獎得主以美國人居多?評委代表說,他們在考慮今年諾貝爾物理學獎時確實也關注了歐洲和日本等國科學家,但三位美國獲獎者在這個領域作出的貢獻確實是決定性的。

  得獎者感言

  評委會現場接通了遠在美國正在睡夢中的一位得獎者———格羅斯教授。當記者們問格羅斯這個獎是否在他的期待中時,他在電話那頭笑著說:「我對此多少還是有些期待的。這些年來,當實驗室證據變得越來越充分時,我越來越相信我們的理論是正確的。」

  隨後,維爾切克在麻薩諸塞州的家中接受了瑞典廣播電臺採訪,他說自己對贏得諾貝爾獎感到驚訝和感激。「我現在不是一般的清醒,我現在非常清醒,當然,這是我已經夢想了一段時間的事情。」在回答將如何度過這一天時,維爾切克說,他可能會在「離地面6英尺(1.82米)的地方飄飄然地度過」。

  在接受美聯社採訪時,維爾切克說,他將取消今天的課程,「今天上午晚些時候,麻省理工學院可能會開香檳慶祝」。

  評委會盛譽

  三位科學家早在1973年就通過一個完善的數學模型揭示了夸克漸近自由。根據瑞典皇家科學院發布的聲明,諾貝爾物理學獎必須授予那些使全人類都受益的物理方面的重大發明或發現。諾貝爾獎評委會認為他們三人的研究成果對微觀世界的研究作出了重大貢獻,將他們的發現描述成「夸克世界一項精彩的發現」。瑞典皇家科學院說,由於三位科學家的發現,物理學朝著偉大的夢想又前進了一步,最終將形成一種涵蓋包括重力在內的解釋一切物理現象的理論體系。  

   -前沿成果

  「夸克漸近自由」

  構成世界的最小單位是什麼?自然中的各種作用力是通過什麼形式相互作用的?這些作用力如何產生?這些貫穿了整個20世紀的問題至今仍然困擾著理論物理和實驗物理學。

  今年諾貝爾物理學獎授予戴維·格羅斯、戴維·波利策和弗蘭克·維爾切克,就是他們三位對夸克漸近自由現象的發現為上述問題找到答案提供了可能。一方面他們的研究成果為量子色動力學(QCD)創建了基礎,同時也有助於創建關於夸克結構穩定性的標準模型。標準模型描述了與電磁力、強作用力、弱作用力有關的所有物理現象。通過過去幾屆諾貝爾獎得主在這方面的貢獻,標準模型已經具有了很強的理論立足點,因為它是惟一一種能夠兼顧愛因斯坦相對論和量子力學的理論模式。

  夸克被認為是質子、中子的組成單位。強作用力存在於夸克之間,它是原子核內起維繫作用的力量,它將質子和中子中的夸克束縛在一起,並將原子中的質子和中子束縛在一起。夸克之間越接近,強作用力越弱。當夸克之間非常接近時,強作用力是如此之弱,以至於它們完全可以作為自由粒子活動。這種現象叫作「漸近自由」,即漸近不縛性。與此相反,當夸克之間的距離越大時,強作用力就越強。

  漸近自由最大的作用是有可能對自然界各種作用力有一個統一的描述方式。目前,QCD這一理論在最近幾年歐洲粒子研究中心的實驗中得到了很好的證實。但是專家認為,要想能夠統一認識自然界中的各種作用力,可能還要對標準模型進行一些修改,一種可能就是引入一種新的粒子概念。

  對於自然界的四種作用力,其中最為大家熟知的就地心引力。比如蘋果落地、太空飛船升空等都直接涉及地心引力問題。有時候地心引力作用力非常強大,如彗星撞擊地球表面造成巨大的隕石坑;但有時在微觀世界中,比如在電子和質子間的作用力往往就非常微弱。物理學家在「標準模型」理論中提到了另外三種交互作用力:電磁作用力,弱作用力,強作用力。根據標準模型,目前認為夸克構成原子核中的質子和重子,加上遠離原子核的電子共同構成原子。擴展之,原子構成分子,分子構成物質,這樣宇宙萬物就能夠完整地表述了。

  -新聞主角

  碩果30年後香更濃

  三位美國科學家30餘年前發表的研究成果,讓他們榮膺2004年諾貝爾物理學獎。此前,戴維·格羅斯、戴維·波利策和弗蘭克·維爾切克這三人已經得到的物理學大獎無數,獨缺分量最重的諾貝爾獎。1973年,維爾切克正在普林斯頓大學讀研究生,師從格羅斯。師徒倆1973年發表論文,揭示了粒子物理強相互作用理論中的漸近自由現象。當時他們分別只有32歲和22歲。同年,波利策也獨立發表了相關論文。

戴維-格羅斯

  戴維·格羅斯1941年出生於華盛頓,1966年在著名的加利福尼亞大學伯克利分校獲得物理學博士學位。之後,他曾在哈佛大學和普林斯頓大學工作,1997年1月,格羅斯來到了風景秀麗的加利福尼亞海濱,擔任加利福尼亞大學聖芭芭拉分校的卡夫利理論物理研究所所長。

戴維-波利策

  戴維·波利策1974年獲得哈佛大學的物理學博士學位,目前在加利福尼亞理工學院物理系擔任教授,同時也是該校粒子物理研究領域的學術帶頭人之一。加州理工學院坐落於帕薩迪納美麗的聖蓋伯利山腳下,是美國聲名顯赫的名牌私立大學之一。

弗蘭克-維爾切克

  弗蘭克·維爾切克1951年出生在紐約,畢業於芝加哥大學物理系,並前往普林斯頓大學繼續深造,畢業後,他在普林斯頓開始執教生涯。1988年他前往加利福尼亞大學聖芭芭拉分校擔任教授。2000年秋天,他重回東海岸,擔任麻省理工學院的物理系教授。

  -相關資料

  諾貝爾物理學獎十年回眸

  2003年阿列克謝·阿布裡科索夫(俄美雙重國籍)、維塔利·金茨堡(俄)以及安東尼·萊格特(英美雙重國籍),表彰他們在量子物理學超導體和超流體領域中作出的開創性貢獻。

  2002年小雷蒙德·戴維斯(美)和小柴昌俊(日),他們在宇宙中的微中子研究中所作出的卓越貢獻;裡卡多·賈科尼(美),他發現了宇宙X射線源。

  2001年埃裡克·康奈爾(美)、卡爾·維曼(美)和沃爾夫岡·克特勒(德),表彰他們對玻色愛因斯坦冷凝態的研究。

  2000年若爾斯·阿爾費羅夫(俄)、赫伯特·克勒默(美)和傑克·基爾比(美),他們的研究奠定了現代信息技術的基礎。

  1999年傑拉爾杜斯·胡弗特(荷)和馬丁努斯·韋爾特曼(荷),表彰他們在理論上解釋了亞原子粒子之間電弱相互作用的量子結構。

  1998年羅伯特·勞克林(美)、霍爾斯特·施特默(德)和崔琦(美),表彰他們發現了一種具有分數電荷激發狀態的新型量電子流,這有助於理解物質的內部基礎結構和動力。

  1997年朱棣文(美)、威廉·菲利普斯(美)和科恩·塔諾季(法),表彰他們在發展用雷射冷卻和陷俘原子的方法方面所作的貢獻。

  1996年戴維·李(美)、道格拉斯·奧謝羅夫(美)、R·C·裡查森(美),表彰他們發現了氦-3中的超流動性。

  1995年馬丁·佩爾(美)、弗雷德裡克·萊茵斯(美),表彰他們在輕子物理學所作出的貢獻。

  1994年比爾特拉姆·布洛克豪斯(加)和克利福特·蘇爾(美),表彰他們發展了研究濃縮物質的中子散射技術。   

   -頒獎預告

  2004年諾貝爾獎公布時間表

  10月4日

  生理學或醫學獎公布,美國科學家理察·阿克塞爾和琳達·巴克獲獎。

  10月5日

  物理學獎公布,美國科學家戴維·格羅斯、戴維·波利策和弗蘭克·維爾切克獲獎。

  10月6日

  化學獎公布。

  10月7日

  文學獎公布。

  10月8日

  惟一不在瑞典公布的獎項———和平獎將在挪威首都奧斯陸公布。

  10月11日

  經濟學獎公布。

  頒獎儀式將在12月10日諾貝爾獎創辦人阿爾弗雷德·諾貝爾逝世紀念日舉行。每一獎項獲獎者將分享1000萬瑞典克朗(約合130萬美元)獎金,並獲得一枚金牌和一紙證書。(編輯:聞山)

 

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