兩名科學(xué)家因中微子振蕩研究獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)

兩名科學(xué)家因中微子振蕩研究獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)

 

兩名科學(xué)家因中微子振蕩研究獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)

瑞典皇家科學(xué)院6日宣布,將2015年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予日本科學(xué)家田隆章和加拿大科學(xué)家阿瑟·麥克唐納,以表彰他們?cè)诎l(fā)現(xiàn)中微子振蕩方面所作的貢獻(xiàn)。兩人將平分800萬瑞典克朗(約合92萬美元)的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獎(jiǎng)金。

 

“隱身人”也有質(zhì)量

 

據(jù)該獎(jiǎng)評(píng)審委員會(huì)介紹,田隆章在15年前介紹了某種中微子從宇宙到達(dá)位于日本本州島中部的神岡中微子探測(cè)器途中,其特征會(huì)出現(xiàn)兩種轉(zhuǎn)變。而麥克唐納同時(shí)證明了不同種類的太陽中微子在抵達(dá)地球途中會(huì)相互轉(zhuǎn)變種類。

 

中微子是宇宙中的最基本粒子之一,以接近光速運(yùn)動(dòng)。它不帶電,可自由穿過地球,與其他物質(zhì)的相互作用十分微弱,被稱為宇宙間的“隱身人”。在很長(zhǎng)一段時(shí)間里,中微子都被認(rèn)為不具質(zhì)量。這兩位科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)證明了中微子振蕩現(xiàn)象,揭示出中微子無論多小都具有質(zhì)量,這是粒子物理學(xué)的歷史性發(fā)現(xiàn)。

 

“楊氏理論”受挑戰(zhàn) 按照評(píng)審委員會(huì)的說法,兩人的發(fā)現(xiàn)對(duì)美籍華裔物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)得主楊振寧所開創(chuàng)的標(biāo)準(zhǔn)模型理論而言是一個(gè)挑戰(zhàn)。

 

標(biāo)準(zhǔn)模型理論是一套描述基本粒子的物理理論,隸屬量子場(chǎng)論的范疇,并與量子力學(xué)及狹義相對(duì)論兼容,是自牛頓經(jīng)典物理學(xué)之后最接近“大一統(tǒng)”的一套自然哲學(xué)觀。

 

“(田隆章和麥克唐納的)實(shí)驗(yàn)揭示出經(jīng)典模型理論第一個(gè)明顯的裂縫,”評(píng)審委員會(huì)說,“顯而易見的是,標(biāo)準(zhǔn)模型理論不可能成為描述宇宙基本構(gòu)成物如何運(yùn)作的一套完全理論。”

 

目前,來自世界各地的科學(xué)家正不斷探索中微子的奧秘。“發(fā)現(xiàn)它們最深處的秘密有望改變我們現(xiàn)階段對(duì)宇宙歷史、結(jié)構(gòu)及其未來命運(yùn)的認(rèn)知。”評(píng)審委員會(huì)說。

 

田隆章 日本物理學(xué)家、天文學(xué)家,1959年出生,現(xiàn)任東京大學(xué)宇宙線研究所所長(zhǎng)。田隆章受業(yè)于日本著名物理學(xué)家小柴昌俊、戶塚洋二,2002年三人共同獲得潘諾夫斯基實(shí)驗(yàn)粒子物理學(xué)獎(jiǎng)。 田隆章是第11位日本(包括日裔)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主,物理學(xué)獎(jiǎng)也成為日本人獲得諾貝爾獎(jiǎng)最多的領(lǐng)域。

 

田隆章:“難以置信的驚喜”

 

作為量子物理學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物,田隆章和麥克唐納的獲獎(jiǎng)可以說是實(shí)至名歸。兩人在接受采訪時(shí),卻都直言拿諾獎(jiǎng)是一個(gè)“驚喜”。

 

“直到現(xiàn)在,我都還覺得有點(diǎn)難以置信。”10月6日,在接受諾貝爾獎(jiǎng)官方的采訪時(shí),田隆章表示。他說接到獲獎(jiǎng)電話時(shí),自己正一個(gè)人呆在辦公室內(nèi),在查看電子郵箱,得知獲獎(jiǎng)后的第一反應(yīng)是“驚喜”,然后是“難以置信”。

 

麥克唐納:得知獲獎(jiǎng)后他給妻子一個(gè)擁抱 而在加拿大,因?yàn)闀r(shí)差的緣故,麥克唐納接到電話時(shí)是凌晨4點(diǎn)。“我給了妻子一個(gè)大大的擁抱。”他笑著說,當(dāng)時(shí)她也被電話吵醒了。

 

“說來有點(diǎn)奇怪,為了觀察太陽,我們不得不鉆到幾千米深的地底下(觀測(cè)中微子的實(shí)驗(yàn)室都設(shè)在地底下)。這是你們無法想象的。”說到自己研究的中微子,他說這是一件很有意思的事。至于獎(jiǎng)金,他說現(xiàn)在還沒考慮到如何使用,但他強(qiáng)調(diào)這個(gè)成就是整個(gè)研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期努力的結(jié)果。

 

“在我很小的時(shí)候,我就很好奇,地球和宇宙是如何運(yùn)轉(zhuǎn)的?這種好奇最終讓我選擇投身物理學(xué)領(lǐng)域。”說到進(jìn)入所熱愛的物理學(xué)領(lǐng)域的初衷,麥克唐納曾表示。阿瑟·麥克唐納 加拿大物理學(xué)家、薩德伯里中微子天文臺(tái)研究所主任,1943年出生。加州理工學(xué)院物理學(xué)博士,1982年至1989年在美國(guó)普林斯頓大學(xué)任物理學(xué)教授。現(xiàn)任加拿大女王大學(xué)戈登和帕特里夏灰色粒子天體物理主席。

 

多年“陪跑”終拿獎(jiǎng)

 

早在這次獲獎(jiǎng)前,兩人都曾是諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的有力競(jìng)爭(zhēng)者。

 

2008年,美國(guó)《今日物理》(Physics Today)雜志預(yù)測(cè),麥克唐納將與鈴木厚人分享當(dāng)年的諾貝爾獎(jiǎng),后者與田隆章都是日本著名物理學(xué)家小柴昌俊的學(xué)生。2014年,該雜志再次預(yù)測(cè),田隆章有望與麥克唐納分享諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。這一預(yù)言在今年實(shí)現(xiàn)。

 

另一個(gè)有意思的現(xiàn)象是,田隆章的博士生導(dǎo)師小柴昌俊,曾在2002年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),而小柴昌俊的博士導(dǎo)師朝永振一郎,是1965年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主。小柴昌俊在得諾獎(jiǎng)后曾表示,在他的學(xué)生里面,有兩個(gè)人足以獲得諾貝爾獎(jiǎng)。小柴昌俊雖然沒有明確指出是哪兩人,但一般認(rèn)為其中必定包括田隆章。