万维读者网 > 环球大观 > 正文  

诺贝尔物理学奖揭晓 华裔科学家遗憾落选

www.creaders.net | 2015-10-06 07:58:28  观察者网 | 0条评论 | 查看/发表评论

诺贝尔物理学奖揭晓 华裔科学家遗憾落选

  据诺贝尔奖官网,2015年度诺贝尔物理学奖今天揭晓,东京大学教授梶田隆章、加拿大物理学家阿瑟·麦克唐纳获奖,此前被看好的华裔科学家王中林遗憾落选。

  日本科学家Takaaki Kajita(梶田隆章)、加拿大科学家Arthur B. McDonald(阿瑟-麦克唐纳)获得2015年诺贝尔物理学奖,成就是关于中微子振荡的研究,该发现表明中微子拥有质量。

  梶田隆章是日本东京大学宇宙射线研究所所长,阿瑟-麦克唐纳来自加拿大金斯顿的皇后大学(Queens University)。

  中微子振荡是一个量子力学现象。最早由理论物理学家布鲁诺·庞蒂科夫于1957年提出。中微子共有三种类型,它可以在飞行中从一种类型转变成另一种类型,成为中微子振荡。中微子振荡的原因是三种中微子的质量本征态与弱作用本征态之间存在混合,一个电子中微子具有三种质量本征态成份,传播一段距离后变成电子中微子,μ子中微子,τ子中微子的叠加。之前,Super-K实验与Homestake太阳中微子实验于2002年获得了诺贝尔奖。

  在“中微子震荡”这个概念出现以前,根据狭义相对论而建立的中微子标准模型,中微子的质量应为零,并应该以光速行进。然而,近年的研究似乎开始对“中微子的质量是零”这个假设开始动摇,亦因此开始有人质疑中微子是否能够以光速行进。

  今年的诺贝尔物理学奖获奖人解决了中微子之谜,从而开启了粒子物理学研究的崭新篇章。物理学家梶田隆章以及阿瑟-麦克唐纳(Arthur B. McDonald)分别来自两个大型研究团队:超级神冈探测器团队以及萨德伯里微中子观测站,他们发现了中微子在飞行过程中的转变现象。

  搜寻正在进行——在地下深处,巨大的研究设施中数以千计的探测器正等待着时机,以揭开中微子的谜团。1998年,梶田隆章首先发现中微子似乎存在转变现象,在它们抵达日本超级神冈探测器的过程中,中微子的形式似乎发生了改变。这一探测设施所捕捉到的中微子是宇宙射线与地球大气层相互作用所产生的。

  与此同时,在地球的另一端,加拿大萨德伯里微中子观测站的科学家们正在开展对来自太阳的中微子的研究工作。2001年,由阿瑟-麦克唐纳率领的研究组首次证明这些中微子同样存在类似的转变现象。

  于是这两项实验的结果导致了一种新现象的发现——中微子震荡。而更进一步的意义还在于,曾经长期被认为是没有质量的中微子其实是有质量的。这不管是对于粒子物理学还是对于我们理解宇宙的本质都具有极重要的意义。

  我们生活在一个中微子的世界里。每一秒都有数以万亿计的中微子通过你的身体。但你看不到它们,也感受不到它们的存在。中微子几乎以光速在宇宙中传播,几乎不与物质发生相互作用。那么它们究竟来自何方?

  其中一些中微子是在宇宙大爆炸中产生的,其他则产生于空间或地球上的各种不同过程之中——从恒星衰亡时的超新星爆发,到核电站内的反应堆,以及自然发生的放射性衰变过程等等。甚至在我们的身体内部,平均每秒也有超过5000个中微子在钾的同位素衰变过程中被产生出来。在抵达地球的中微子中,大部分都源自太阳内部的核反应过程。在整个宇宙中,中微子的数量仅次于光子,是宇宙中数量最多的粒子之一。

  然而,长期以来科学家们甚至都无法确认中微子是否真的存在。事实上,当中微子的概念最早由物理学家沃尔夫冈·泡利(Austrian Wolfgang Pauli)提出来时(泡利是1945年诺贝尔奖获得者),他的主要目的是想为由于β衰变过程中似乎表现出来的能量不守恒现象而感到绝望的物理学家们找到一个解释。β衰变是原子核衰变的一种形式。在1930年12月,泡利以“亲爱的(从事)放射性(研究的)女士们和先生们”开头,致信给他的物理学同行。在这封信中,泡利提出,β衰变过程中的一部分能量可能是被一种具有电中性,弱相互作用且质量极小的粒子所带走了。但甚至是泡利本人也几乎不相信这样一种粒子是真实存在的。据说他曾经说过这样的话:“我做了一件糟糕的事情,我提出了一种不可能被探测到的粒子。”

  不久之后,意大利物理学家费米(Enrico Fermi,1938年诺贝尔物理学奖获得者)提出了一种优雅的理论,并且其能够将泡利所提出的这种质量极小且具有电中性的粒子也包含在内。这种粒子被称作“中微子”。没有人会想到,这种小小的粒子将引发粒子物理学乃至宇宙学的革命。

  但人们还需要等待大约1/4个世纪才能真正等来中微子被真正发现的日子。机会出现在1950年代,当时由于核电站的建设,大量中微子从中产生。在1956年6月份,两名美国物理学家弗雷德里克·莱因斯(Frederick Reines,1995年诺贝尔奖获得者)以及克莱德·科温(Clyde Cowan)给泡利发去一封电报——中微子在他们的探测器中留下了踪迹。这一发现证明这种鬼魅般的粒子是真实存在的。

   0


24小时新闻排行榜 更多>>
1 5只鸡过河视频一夜爆火!没想到被鸡上了一
2 只“装”了一天 北京又变脸
3 赖清德毫无顾忌说出这话,北京定要气炸
4 彭丽媛高升?习近平未必信任她
5 病死率30%!新冠还没完,武毒所又出“新货

48小时新闻排行榜 更多>>
1 内幕:刘亚洲是这样激怒习近平的
2 习当外商面反驳李强 蔡奇新角色引关注
3 中南海附近挤满救护车 死伤不明
4 惊传北京招商银行倡议书:“北京危急 生死
5 近3万公务员被赶出北京
6 天天一杯牛奶 夫妻俩确诊肝癌 医生告
7 俄罗斯给恐袭定调了!幕后黑手就是…
8 三个数字藏凶险 或将有大事发生
9 罕见!中国总理李强承认了
10 习近平当场喊话 正谋划实施重大改革举措
热门专题
1
美国大选
6
中共两会
11
秦刚失踪
2
中美冷战
7
台湾大选
12
火箭军悬案
3
以哈战争
8
李克强猝逝
13
台海风云
4
乌克兰战争
9
中国爆雷
14
战狼外交
5
万维专栏
10
李尚福出事
15
普里戈津
一周博客排行 更多>>
1 给世界“指明”方向后,中国迷 中国社会经
2 1364 (图文)红二代披露助毛泽 范学德2
3 她的天才因美貌而被忽视 湮灭之城
4 曾华
5 读后感:中国没有中世纪 施化
6 辛峰:社区那条红围巾 万维网友来
7 宋国辉:封杀TikTok最严厉的是 万维网友来
8 春蚕到死丝方尽 - 深切纪念刘 玉质
9 风云无定日月有常:中美关系实 阿妞不牛
10 曾华
一周博文回复排行榜 更多>>
1 读后感:中国没有中世纪 施化
2 中国还有希望吗? 山蛟龙
3 分享“左媒”知乎的一个帖子。 高鹏
4 一图胜过千言万语:川普今天大 爪四哥
5 俄国GDP世界前十:西方专家的 随意生活
6 第三次世界大战的准备清单 随意生活
7 为什么中国没有产生科学 体育老师
8 就第一夫人彭丽媛的风衣侃几句 体育老师
9 穷人,更缺的是自由而不是钱 施化
10 普丁丁似乎有点急了 山蛟龙
关于本站 | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站导航 | 隐私保护
Copyright (C) 1998-2024. CyberMedia Network/Creaders.NET. All Rights Reserved.