２００８年諾貝爾物理學獎美日科學家分享

2008年10月7日，瑞典皇家科學院諾貝爾獎委員會宣布，將2008年度諾貝爾物理學獎授予美國科學家南部陽一郎（左圖）和兩位日本科學家小林誠（中圖）、益川敏英（右圖）.南部陽一郎因為發(fā)現(xiàn)次原子物理的對稱性自發(fā)破缺機制而獲獎，小林誠、益川敏英因發(fā)現(xiàn)對稱性自發(fā)破缺的來源獲此殊榮.

南部陽一郎1921年出生在日本東京， 1952年，獲東京大學科學博士學位，并移居美國，1958年，被芝加哥大學聘為教授，目前是芝加哥大學名譽退休教授.南部陽一郎首先把凝聚態(tài)物理方法運用于粒子物理理論，提出了著名的南部-Jona-Lasinio模型，并由此獲得了1994~1995年度的沃爾夫獎.

小林誠1944年出生在日本名古屋， 1972年獲得名古屋大學博士學位.他長期致力于基本粒子理論研究，目前是日本筑波的高能加速器研究機構的名譽退休教授.1973年，小林誠和益川敏英共同發(fā)表了“CP對稱性破缺”理論的論文，提出了“小林－益川理論”，預言存在6種夸克(當時只發(fā)現(xiàn)了3種夸克）.這篇論文的引用率高達4920次.

益川敏英1940年出生， 1967年獲得名古屋大學博士學位.益川敏英專攻量子場論，目前是東京大學湯川理論物理研究所的名譽退休教授.益川敏英曾和小林誠共同獲得2007年“歐洲物理學會高能與粒子物理學獎”等諸多獎項.

根據(jù)已知理論，大約137億年前，宇宙在“大爆炸”中誕生.之后，夸克、電子等粒子和同樣數(shù)量質量但電荷相反的反粒子構成了物質.粒子和反粒子一旦碰撞，將在釋出光后“同歸于盡”.因此，如果兩者始終并存，宇宙中的物質最終將消失殆盡.但是，現(xiàn)在的宇宙中只有粒子“幸存”，沒有發(fā)現(xiàn)反粒子.科學家認為，反粒子幸存率不如粒子，是因為除電荷相反外，還存在其他微小差異，這種粒子和反粒子的性質差異被稱為“對稱破缺”.這種對稱破缺可能是使我們宇宙得以幸存的原因，它的機制是亞原子物理學的一大謎團.

早在1960年，南部陽一郎就給出了基礎粒子物理中的對稱性自發(fā)破缺的數(shù)學描繪，對稱性自發(fā)破缺在一個顯然很混雜的表面隱藏了自然的秩序，它被證實是非常有用的.南部陽一郎的理論滲透了基礎粒子物理的“標準模型”，這一模型用一個單一的理論統(tǒng)一了所有物質的最小構建單元和自然界4種自然力中的3種（4種自然力指電磁力、強核力、弱核力和重力）.因此，南部陽一郎對自發(fā)性對稱破缺機制的研究奠定了亞原子物理學的“標準理論”基礎.

小林誠和益川敏英的貢獻體現(xiàn)在他們“在標準模型的框架內解釋了對稱破缺機制”，并據(jù)此“預言”了另外3種夸克的存在，它們分別于1974年、1977年和1995年被發(fā)現(xiàn).剩下的課題是通過實驗確證對稱破缺.2001年和2004年，美國斯坦福實驗室和日本高能加速器研究機構的粒子探測器都發(fā)現(xiàn)了互相獨立的對稱破缺，這一結果正如小林誠、益川敏英三十年前所預言的那樣.

2008年9月，歐洲核子研究中心啟動的“大型強子對撞機”實驗，就和自發(fā)性對稱破缺機制有聯(lián)系，其主要目的是尋找質量的起源.也許，新型粒子加速器將能幫助我們解開一些仍在繼續(xù)困擾我們的奧秘.

責任編輯 蔡華杰