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2013年诺贝尔物理学奖故事:拿诺奖得有高人相助

科普小知识2022-07-28 20:55:22
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今天(北京时间10月8日),来自斯德哥尔摩的晚间新闻报道,恩格尔特和希格斯意外获得了今年的诺贝尔物理学奖。他们的理论预测被广泛称为“上帝的粒子”。这两位科学家的获奖与其他几位物理大师密切相关。

清华大学的何红建教授从事高能物理和理论物理的研究。他专门写了一篇文章来回顾“上帝粒子”的理论和实验。在他看来,希格斯和其他人应该得到这个奖项,但也有许多幸运的因素。

“希格斯在1964年发表的文章很短,只有两页半。出版过程非常有趣。”何红建告诉《每日科学》说,希格斯的文章最初发表在《欧洲物理通讯》上,但由于某种原因被拒绝了。所以希格斯转而看美国杂志。评论员是2008年获得诺贝尔奖的南部阳一郎。他也是这个领域最权威的专家。

南部阳一郎在1960年发表了一篇文章,研究超导中的电磁规范不变性,这与希格斯文章的主题非常相似。何红建认为南方是当时最接近发现希格斯机制和希格斯玻色子的理论家。他只有一小步之遥,否则这两个科学名称应该被称为南方机制和南方玻色子。

“南方是一个非常非常诚实的人。如果他看到希格斯的文章,并在自己研究的基础上再迈出一小步,理论结果将是他的。”何鸿渐说,南方没有这样做,但向希格斯提出了一个非常重要的问题。

受南方的启发,希格斯在文章中增加了一句话,提到了“可观察粒子”的可能存在正是这句话将希格斯的名字与“上帝粒子”联系在一起,并能分享诺贝尔奖——恩格尔特和布奥特的论文比希格斯早两个月。没有这句话,希格斯就不会提出任何新的东西。

“南方因其他成就获得了2008年诺贝尔奖。他受到高度尊重,被公认为业内真正的一流理论家。”何鸿渐说希格斯和恩格尔特不是一流的理论家,但他们确实取得了可以获得诺贝尔奖的成就。

此外,希格斯等人能否获奖,还取决于温伯格等三位诺贝尔奖获得者。

“准确地说,LHC(大型强子对撞机)试图寻找的‘上帝粒子’不是希格斯等人在1964年提出的希格斯粒子。”何鸿渐说:“他们研究的只是一个单一的亚伯规格模型,只能算作‘玩具模型’。LHC真正寻找的是“标准模型”的希格斯粒子。这是温伯格在1967年的论文中首次提出的

“平心而论,希格斯等人在1964年的功劳是提出了规范场获得质量的理论机制——希格斯机制,而不是给出标准模型中所有基本粒子质量的上帝粒子。后者的功劳应该属于温伯格。”温伯格还因为对标准模型的贡献获得了1979年诺贝尔奖。

除了南方和温伯格的贡献之外,毫无疑问,LHC的实验团队(两个小组共有6000多人)也做出了巨大贡献。何鸿渐说,以前也有实验者分享诺贝尔奖的预测。

今年早些时候,美国基础物理学奖(三倍于诺贝尔奖)授予了由三名实验者组成的LHC团队。欧洲物理奖“北方奖风向标”也授予了三名实验者。

这位理论家独自获得诺贝尔奖并不奇怪。早在2004年,希格斯、恩格尔特和布奥特就获得了仅次于诺贝尔奖的沃尔夫奖。2010年,美国物理学会还向包括三人在内的六人颁发了樱井奖。博特死后,希格斯和恩格尔特获得了诺贝尔奖。

从事高能物理研究的北京大学教授马认为,一方面,“上帝粒子”理论获得得稍快,因为的结果只意味着越来越多的实验证据支持新发现的粒子可能是希格斯玻色子。另一方面,希格斯和其他人的成就确实促进了后来物理学的发展,授予他们也是恰当的。

“LHC的实验更加复杂,中国也参与了合作。例如,中国科学院高能物理研究所和我们北京大学等机构在实验设备建设和实验结果分析方面发挥了作用。”马强波说,“LHC还能发现其他新的物理现象,如验证是否存在超对称粒子。在世界上所有的加速器中,LHC是最有希望做出新发现的一个。”