2016年8月25日，著名核物理學家詹姆斯·克羅寧 (James Cronin) 離世，享年84歲。克羅寧大部分職業生涯均在芝加哥大學度過，後任物理學以及天文與天體物理學榮譽教授。1980年，他與瓦爾·菲奇 (Val Logsdon Fitch) 因發現中性K介子衰變時存在對稱破壞共同榮獲諾貝爾物理學獎。
克羅寧於芝加哥大學
克羅寧出生於1931年的9月29日，這與著名物理學家費米的生日相同。他的父親曾在芝加哥大學從事古典語言研究，隨後成為南方衛理公會大學拉丁語和希臘語教授。克羅寧並沒有繼承父親的專長，而是走上了數學與物理之路。
1951年他從南方衛理公會大學畢業後，進入芝加哥大學進行研究生學習。就是在那裡，克羅寧接觸到了許多美國物理學權威人士，比如恩裡科·費米和愛德華·泰勒。在塞繆爾·埃裡森的指導下，克羅寧完成了核物理實驗方面的畢業論文。埃裡森作為曼哈頓計劃中的重要角色，對二戰中同盟國製造的核彈起著關鍵作用。
同時，受到另一位芝加哥大學教授默裡·蓋爾曼的影響，克羅寧對粒子物理產生了濃厚的興趣。蓋爾曼於1969年因對基本粒子的分類及其相互作用的發現而獲得諾貝爾物理學獎。
1955年取得博士學位後，克羅寧加入了位於長島的布魯克海文國家實驗室。正是在這裡，他遇到了自己的重要科研夥伴瓦爾·菲奇。1958年，在菲奇的帶領下他們一同遷至普林斯頓大學。二人攜手研究中性K介子衰變，並於1963年取得突破性發現，次年發表論文。
菲奇 (左) 和克羅寧 (右)
克羅寧從事的研究內容是自然世界的大範圍對性。李政道和楊振寧指出宇稱守恆並不永遠成立後，這一定律又和電荷共軛守恆性結合起來，成為人們所說的「CP對稱性」，即電荷共軛與宇稱複合對稱性。然而，到了1964年，克羅寧和菲奇指出，CP對稱性也不是總會得到遵守的。一種叫做中性K介子的粒子發生衰變時，在極其罕見的情況下會違反CP對稱性。這意味著我們須再移動一下立足點，建立更普遍的對稱性。這就是CPT不變性，T是指時間。如果發生了CP對稱性遭到違反的情況，T (時間) 也一定不再對稱，它會以某種方式改變，從而使總體對稱性仍得到保證。這說明在亞原子水平上，時間的逆轉必總能使事件完全不差地逆轉。這一成果使他們1980年獲得諾貝爾獎。
克羅寧 (左二) 和菲奇分享1980年諾貝爾物理學獎
for the discovery of violations of fundamental symmetry principles in the decay of neutral K-mesons
回憶起普林斯頓的日子，克羅寧稱之為「研究的輝煌時期」。他曾深深地沉浸在用於粒子探測的火花室的研究當中。
1971年，已拿到教授職位的克羅寧來到了芝加哥大學。當時，芝加哥大學已基本建成全世界最強大的粒子加速器之一。
年輕的克羅寧同費米的接觸並不算長，確切地說，還是學生的克羅寧認識費米不過三年，這位大師便離開了人世。然而，費米對克羅寧的影響卻是長久的。2004年，克羅寧親自編輯出版了費米紀念冊《Fermi Remembered》。
談到費米，克羅寧這樣評價：
「費米的偉大之處在於，如果你觀察他的職業生涯，會發現他不僅只是在做同一件事。他始終在朝著新的科學挑戰努力邁進。」
也許是受到這種影響，克羅寧後來的研究方向從高能物理轉向了超高能量宇宙射線。另一個原因在於，他希望對其工作擔負起更大的責任。而在科研生涯早期，單憑自己，或者三四個人的小組就能夠推動粒子物理的發展了。
耗資5000萬美元的Pierre Auger項目，曾涉及來自19個國家250餘位科學家和工程師的合作，旨在研究那周期性轟擊地球的極強宇宙射線的神秘源頭。克羅寧正是項目的共同領導人。
合作項目對宇宙射線的能譜進行了實質性測量，同時還進行了粒子物理研究，所測量現象的能量遠超大型強子對撞機 (LHC)。後來的一篇研究論文匯集了來自大型粒子加速器的實驗發現，這包含了近1000名作者的心血。項目觀測站於1999年在南半球阿根廷的Mendoza省建造，2008年建成。
Pierre Auger宇宙射線觀測站示意圖
設計要求在北半球也建同樣的一個觀測站，就可觀測幾乎整個天體。如果宇宙源可由到達方向上的簇團辨認，那麼該觀測站就能研究具有相同靈敏度的宇宙射線源的特性，不管宇宙射線源在天空何處。另一方面，如果沒有發現分離的源，幾乎均勻的全天覆蓋對確定宇宙射線到達的方向是否為各向同性，或由難解的大尺度模式描述其特性極其重要。2007年該站宣布觀測到超高能不均勻分布。
費米實驗室作為Pierre Auger項目主管機構，擁有當時世界上運行能量最高的兆電子伏特加速器。而克羅寧所研究的高能宇宙射線，其能量超過前者100倍。
1999年，由於在粒子與天體物理的基本貢獻，以及他在Pierre Auger項目國際合作中所展現的卓越領導力，克羅寧獲得了由柯林頓總統頒發的美國國家科學獎章。頒獎儀式在白宮藍廳舉行，克羅寧回憶：「頒獎前，總統很隨和地與我們聊天。他很喜愛這些科學項目，顯然也為此做出了很多努力。」
柯林頓總統為克羅寧頒發國家科學獎章
For his fundamental contributions to the fields of elementary particle physics and astrophysics and his leadership in creating an international effort to determine the unknown origins of very high-energy cosmic rays.
克羅寧表示：「獲得這一獎項尤為及時，這一表彰不僅關注過去，還涉及到我正在從事的工作。」他也確實在這一榮譽的基礎上，進一步推動了Pierre Auger項目的發展。克羅寧還同總統的首席科學顧問Neal Lane進行交流，希望對阿根廷政府給予影響。當時阿根廷遇到一些財務困難，有可能無法提供Auger項目的資金。
克羅寧和他的同僚們
從克羅寧獲得博士學位到他和菲奇做出那突破性的實驗僅不到10年，然而實驗成功16年後，他們才得到了諾貝爾委員會的最終認可。對於這遲來的諾貝爾獎，克羅寧在2006年的《Candid Science VI: More Conversations With Famous Scientists》說道：
「我覺得人們當時沒有認識到這和自然界最基本的一個層面有著什麼關聯，和宇宙的起源有著什麼關聯。就我來說，那其實是一件好事。那時候我還太年輕了，承受不了諾貝爾獎的重量。」
當然，克羅寧對於家庭也非常看重。在諾獎人物介紹中，他這樣強調：
「即便那些最差勁的日子，在實驗室中毫無建樹，我也知道，只要回到家裡，迎來的將是溫暖、和睦、陪伴和鼓勵。而這，總會讓明天更美好。」
宇宙射線亦稱為宇宙線，是來自外太空的帶電高能次原子粒子。它們可能會產生二次粒子穿透地球的大氣層和表面。1949年，費米發表宇宙射線理論，嘗試以超新星爆發的磁力衝擊波來解釋宇宙射線的粒子加速機制，但未足以解釋最高能宇宙射線的存在。
宇宙射線的起源和傳播是高能天體物理學中一個重要的問題。宇宙射線是各種天體演化過程的產物，特別是各種高能天體物理過程的產物，攜帶著這些過程的豐富信息。
2004至2007年，Pierre Auger觀測站在初始運行期間探測到27次到達能量高於5.7×1019 eV的事件。也就是說在3000平方公裡探測範圍內，大約每四周出現一次。
參考資料
http://www.nytimes.com/2016/08/31/science/james-cronin-who-explained-why-matter-survived-the-big-bang-dies-at-84.html
https://news.uchicago.edu/article/2016/08/27/james-w-cronin-nobel-laureate-and-pioneering-physicist-1931-2016
https://www.washingtonpost.com/national/health-science/james-cronin-nobel-laureate-who-broke-seemingly-inviolable-laws-of-subatomic-particles-dies-at-84/2016/08/28/4f4cb70a-6c62-11e6-8225-fbb8a6fc65bc_story.html
http://www.fnal.gov/pub/ferminews/ferminews00-04-14/p4.html
http://www.ihep.cas.cn/kxcb/zmsys/200910/t20091030_2643513.html