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三位研究所谓对称性破缺的研究人员获得了今天的2008年诺贝尔物理学奖,他们的研究有助于解释宇宙最小组成部分的复杂运作方式。一半奖金授予芝加哥大学的南部阳一郎,另一半由日本筑波市高能加速器研究机构的小林诚和京都大学汤川理论物理研究所的益川敏英分享。
这三位男性都因数十年前完成的工作而获奖:南部因其在 20 世纪 60 年代对“自发对称性破缺”的描述,以及小林和益川因其在 20 世纪 70 年代对对称性和被称为夸克的粒子的研究而获奖。
诺贝尔委员会表示,1960 年,南部描述了自发对称性破缺,这种破缺“将自然的秩序隐藏在看似混乱的表面之下”。(委员会用橙子来说明这一原理——虽然将水果描述为球体很有用,但实际上,当近距离观察时,它会在细微的方式上偏离球形。)南部的工作有助于为粒子物理学的标准模型提供信息,该模型描述了基本粒子的行为以及支配自然的四种基本力中的三种。(引力,第四种力,尚未在标准模型中找到位置——物理学家希望大型强子对撞机一旦明年开始运行,将有助于解决这个问题。)
具体而言,南部的工作描述了这些基本力如何如此不同,以及基本粒子,包括那些介导这些力的粒子,如何具有如此不同的质量——根据诺贝尔委员会的说法,顶夸克的质量是电子的 300,000 多倍,而光子根本没有质量。
美国物理学会 (APS) 副主席、普林斯顿大学的柯蒂斯·卡伦在 APS 的一份声明中说:“南部深刻地加深了我们对质量的理解。”“他 60 年代早期的有先见之明的工作今天使我们能够解释质子和中子(以及,通过延伸,原子核)如何由几乎没有质量的夸克组成,但却非常重。”(ScientificAmerican.com 试图通过电话联系南部,但没有成功,他办公室的答录机已满。)
小林和益川在他们的工作中预测了三类夸克的存在——当时只知道两类——这一预测在后来的粒子加速器实验中得到了证实。这项工作有助于解释为什么所有粒子并不总是对称的,包括区分粒子和反粒子。这种区分对于宇宙的存在至关重要——物质和反物质在接触时会湮灭,因此在某种程度上,物质必须比其对应物更具优势才能形成我们今天居住的宇宙。(两者都在大约 140 亿年前的大爆炸中等量产生。)
卡伦在他的声明中说,这两位男性“开发了一个描述夸克固有质量的框架,该框架已在壮观的实验细节中得到验证”。“他们的工作为理解为什么物质在我们宇宙中大大超过反物质提供了一个框架。”(小林机构的公共关系办公室在新闻发布时无法联系到。)
在会后网络直播采访中,瑞典皇家理工学院的佩尔·卡尔森表示,2008 年诺贝尔奖获得者的工作“使我们能够理解粒子物理学的标准模型”。瑞典皇家科学院秘书长贡纳尔·厄奎斯特在宣布该奖项时说:“多亏了对称性破缺,我们才坐在这里。”
去年的奖项颁给了阿尔伯特·费尔和彼得·格林贝格,因为他们在 20 世纪 80 年代后期发现了巨磁阻效应,这种效应使硬盘容量大幅扩展成为可能。