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2013年诺贝尔物理学奖故事:拿诺奖得有高人相助

2013-10-09
2013年诺贝尔物理学奖,上帝粒子,希格斯
2013年诺贝尔物理学奖故事:拿诺奖得有高人相助
2013年10月09日 来源: 中国科技网 今天晚间斯德哥尔摩传来消息,恩格勒特和希格斯两人不出意料地获得本年的诺贝尔物理学奖。他们的理论预言,被冠以“上帝粒子”之名广为人知。而两位科学家的获奖,与另外几位物理大师密切相关。

  清华大学教授何红建从事高能物理和理论物理研究,他曾专文回顾“上帝粒子”理论与实验,在他看来,希格斯等人拿奖实至名归,但也有不少幸运的成分。

  “希格斯1964年发表的那篇文章很短,只有两页半。发表的过程很有意思。”何红建告诉科技日报记者,希格斯的文章一开始投往《欧洲物理通讯》,但是不知因为什么被拒了。于是希格斯改投一份美国期刊,审稿人正是2008年拿到诺奖的南部阳一郎,他也是这方面最权威的专家。

  南部阳一郎1960年就发布了一篇文章,研究了超导中的电磁规范不变性,跟希格斯文章的主题非常相近。何红建认为,当时南部是距离发现希格斯机制和希格斯玻色子最近的理论家,他只差一小步,不然这两个学名应该叫做南部机制和南部玻色子。

  “南部是一个非常非常诚实的人。假如他看到了希格斯的文章后,在自己的研究基础上再走一小步,理论成果就是他的。”何红建说,但南部没有这样做,而是给希格斯提了一个非常重要的问题。

  在南部的启发下,希格斯在文章中加了一句话,提到可能存在一个“可观测的粒子”。恰恰是这句话,让希格斯的名字与“上帝粒子”绑在了一起,并且可以分享诺奖——恩格勒特和布奥特的论文比希格斯早两个月,如果没有这句话,希格斯就不算提出了新的东西。

  “南部因为别的成就,在2008年获诺奖。他德高望重,是行内公认的真正的一流理论家。”何红建表示,希格斯和恩格勒特不算是一流的理论家,但确实做出了能拿到诺奖的成果。

  另外,希格斯等人能拿奖,还有赖于温伯格等三位诺奖获得者。

  “准确地说,LHC(大型强子对撞机)试图发现的‘上帝粒子’,并不是希格斯等人于1964年提出理论中的希格斯粒子。”何红建说,“他们研究的只是单一的阿贝尔规范模型,只能算作‘toy model’(玩具模型)。LHC真正寻找的是‘标准模型’的希格斯粒子。那是温伯格在他1967年的论文中首次提出的。”

  “公平地说,希格斯等人1964 年的功劳是提出一个规范场获得质量的理论机制——希格斯机制,而不是标准模型中给出一切基本粒子质量的上帝粒子,后者的功劳应该属于温伯格。”温伯格也因为标准模型的贡献荣获1979年的诺奖。

  除了南部和温伯格的贡献,毫无疑问,LHC的实验团队,两个组共6000余人居功至伟。何红建说,之前也有实验人员将分享诺奖的预测。

  今年年初,美国的“基础物理学奖”(其奖金三倍于诺奖)就颁给了LHC团队的三位实验家;而“诺奖风向标”欧洲物理学奖,也给了三位实验人员。

  最终理论家单独捧得诺奖,也不算出人意料。早在2004年,希格斯,恩格勒特和布奥特就获得了名声仅次于诺奖的沃尔夫奖。2010年,美国物理学会也把“樱井奖”颁给了包括这三人在内的六人。布奥特去世后,希格斯和恩格勒特拿诺奖也在情理之中。

  从事高能物理研究的北京大学教授马伯强认为,一方面,“上帝粒子”理论获奖有点快,因为LHC的成果仅是说,越来越多的实验迹象支持新发现的粒子可能是希格斯玻色子;另一方面,希格斯等人的成果的确促进了后来物理学的发展,颁给他们也是合适的。

  “LHC的实验比较复杂,中国也参与了合作。比如中科院高能物理所还有我们北京大学等单位,在实验设备的建造,以及实验结果分析中都发挥了作用。”马伯强说,“LHC还可以发现别的新物理现象,比如验证是否有超对称性粒子。在全世界各加速器中,LHC是最有希望做出新发现的一台。”(科技日报北京10月8日电)

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