manbet手机版新闻稿:1999年诺贝尔物理学奖

manbet手机版英语
manbet手机版德国
manbet手机版法国
manbet手机版瑞典

manbet手机版一九九九年十月十二日

manbet手机版瑞典皇家科学院manbet手机版将1999年诺贝尔物理学奖颁发给

manbet手机版教授manbet手机版杰拉多斯·霍夫特manbet手机版荷兰乌得勒支大学教授
manbet手机版荣誉退休教授manbet手机版马丁努斯·j·g·维尔特曼manbet手机版来自美国密歇根大学,现居荷兰比尔托芬。

manbet手机版这两位研究人员因将粒子物理理论建立在更坚实的数学基础上而获得诺贝尔奖。狗万世界杯manbet手机版他们特别展示了该理论如何用于物理量的精确计算。manbet手机版在欧洲和美国的加速器实验室进行的实验最近证实了许多计算结果。

manbet手机版学院的引文是:
manbet手机版“阐明物理学中电弱相互作用的量子结构”

manbet手机版粒子物理理论有更坚实的数学基础

manbet手机版我们周围的日常物体都是由原子构成的,原子由电子和原子核组成。manbet手机版原子核中有质子和中子,而质子和中子又是由夸克组成的。manbet手机版要在最深处研究物质,就需要大型加速器。manbet手机版这种机器最初是在20世纪50年代设计的,标志着manbet手机版现代粒子物理学的诞生manbet手机版.manbet手机版第一次有可能研究manbet手机版新粒子的产生manbet手机版和manbet手机版部队manbet手机版他们之间的行为。

manbet手机版大约在20世纪50年代中期,现代理论的第一个版本也形成了。manbet手机版多年的工作现在已经产生了manbet手机版标准模型manbet手机版粒子物理学。manbet手机版这个模型把所有的基本粒子分成三大类manbet手机版夸克manbet手机版和manbet手机版轻子manbet手机版的帮助下相互作用manbet手机版交换粒子manbet手机版为manbet手机版强大的manbet手机版和manbet手机版electro-weakmanbet手机版力(图1)。

manbet手机版标准模型的理论基础最初在数学上是不完整的,特别是不清楚该理论是否可以用于物理量的详细计算。manbet手机版杰拉多斯·霍夫特manbet手机版和manbet手机版马丁努斯·j·g·维尔特曼manbet手机版被授予今年的诺贝尔奖,因为他们将这一理论建立在更坚实的数学基础上。manbet手机版他们的工作为研究人员提供了一个功能良好的“理论机制”,可以用于预测新粒子的性质。

manbet手机版图1所示。manbet手机版物质的基本粒子是6个轻子和6个夸克。manbet手机版在粒子物理的标准模型中,它们之间的力是用量子场论来描述的,都是非阿贝尔规范理论类型。manbet手机版电弱力是由四个交换粒子介导的。manbet手机版它们是无质量光子(γ)和三个场粒子Wmanbet手机版+manbet手机版Wmanbet手机版- - - - - -manbet手机版和Zmanbet手机版0manbet手机版.manbet手机版强力是由8个无质量的胶子传递的。除了这12个交换粒子,该理论还预测了一种非常重的粒子,希格斯粒子Hmanbet手机版0manbet手机版.manbet手机版希格斯粒子的场产生了所有的粒子质量。

manbet手机版旧理论的新名称
manbet手机版今天在粒子物理标准模型中用来描述粒子相互作用的现代理论都是manbet手机版计理论manbet手机版.manbet手机版术语规范与这些理论的一个特殊特征有关,manbet手机版计对称manbet手机版它被许多研究人员视为物理学最基本的特征之一。manbet手机版然而,早在19世纪60年代,苏格兰人詹姆斯·克拉克·麦克斯韦就提出了一种电磁学理论,用今天的现代术语来说就是规范理论。manbet手机版他的理论将电与磁结合在一起,并预言了无线电波的存在,这一理论至今仍有效。

manbet手机版我们可以用下面的例子来说明规范对称的概念。manbet手机版电场和磁场可以用manbet手机版潜在的功能manbet手机版.manbet手机版这些可以交换(manbet手机版gauge-transformedmanbet手机版),在不改变字段的情况下,按照一定的规则。manbet手机版最简单的变换就是给电势加上一个常数。manbet手机版从物理上讲,这说明了一个众所周知的事实,即电势可以从任意一个零点计算出来,因为只有电势的差异才有意义。manbet手机版这就是为什么松鼠可以沿着高压电缆行走而不受伤的原因。manbet手机版零点可以以这种方式移动被物理学家认为是理论中的对称,规范对称。

manbet手机版执行两个规范变换的顺序无关紧要。manbet手机版我们通常说电磁学是manbet手机版阿贝耳manbet手机版规范理论,以挪威数学家尼尔斯·亨利克·阿贝尔命名,他生活在1802年到1829年之间。manbet手机版(阿贝尔变换的一个简单例子是平面旋转。manbet手机版您自己用铅笔试试,如图2a所示。)

manbet手机版图2)manbet手机版一组的例子manbet手机版阿贝尔变换manbet手机版是二维的旋转。

manbet手机版把铅笔放在桌子上。

manbet手机版转到第一个90manbet手机版o

manbet手机版然后是180度manbet手机版omanbet手机版在同一个方向上。

manbet手机版再做一遍,但现在颠倒顺序:

manbet手机版先转180度manbet手机版o

manbet手机版然后是90manbet手机版omanbet手机版.manbet手机版结果是一样的!

manbet手机版图2 b)manbet手机版一组的例子manbet手机版非阿贝尔变换manbet手机版是三维空间中的旋转。

manbet手机版用铅笔水平握,笔尖向右。

manbet手机版转到90度manbet手机版omanbet手机版所以这个点指向地板。

manbet手机版然后转180度manbet手机版omanbet手机版所以这个点向上。

manbet手机版再做一遍,但现在颠倒顺序:

manbet手机版先转180°(这不会改变点的方向,但会使铅笔转半圈)。

manbet手机版然后做90度转弯(这会导致点对点指向地板)。manbet手机版现在的结果是完全不同的!

manbet手机版量子力学提出了问题
manbet手机版在量子力学在1925年左右形成之后,人们试图将量子力学的波函数和电磁场统一成一个统一的理论manbet手机版量子场论manbet手机版.manbet手机版但问题出现了。manbet手机版新manbet手机版量子电动力学manbet手机版变得复杂,试图进行计算往往会得到不合理的结果。manbet手机版其中一个原因是量子理论预测,靠近电子或质子的电磁场可以自发地产生大量非常短寿命的粒子和反粒子,manbet手机版虚粒子manbet手机版(图3)一个只有一个电子的系统突然变成了一个多粒子问题!

manbet手机版这个问题在20世纪40年代由sini - itiro Tomonaga, Julian Schwinger和Richard P. Feynman(他们因其贡献而分享了1965年诺贝尔物理学奖)解决。manbet手机版这三个人开发的方法叫做manbet手机版重正化manbet手机版简单地说,这意味着单个粒子可以“在一定距离外”被观察到。manbet手机版这样就没有必要单独考虑虚拟粒子对:虚拟粒子的“云”可以掩盖中心的原始粒子。manbet手机版通过这种方式,原始粒子获得了新的电荷和质量,以及其他一些东西。manbet手机版用现代术语来说,就是Tomonaga, Schwinger和Feynmanmanbet手机版重整了一个阿贝尔规范理论manbet手机版.

manbet手机版根据量子场论,一个真正的“物理”粒子是由一个“赤裸”的中心粒子“装扮”在一团非常短暂的所谓“虚”粒子中组成的。

manbet手机版量子电动力学的测试比任何其他物理学理论都要精确。manbet手机版例如,汉斯·德梅尔特(1989年诺贝尔物理学奖得主)成功地在离子阱中测量了12位精度的电子磁性。manbet手机版前10位数字与计算结果直接吻合。

manbet手机版统一的电磁和弱相互作用
manbet手机版放射性的发现和研究以及原子物理学在20世纪上半叶的发展产生了放射性的概念manbet手机版强弱相互作用manbet手机版.manbet手机版简单地说,强相互作用使原子核保持在一起,而弱相互作用使某些原子核发生放射性衰变。manbet手机版早在20世纪30年代就出现了第一次manbet手机版弱相互作用的量子场论manbet手机版被制定。manbet手机版这个理论遇到了比量子电动力学更严重的问题,即使是Tomonaga, Schwinger和Feynman的重整化方法也无法解决它们。

manbet手机版但在20世纪50年代中期,研究人员杨陈宁和罗伯特·l·米尔斯(Robert L. Mills)发现了具有新特征的量子场论的第一个例子manbet手机版非阿贝尔规范理论manbet手机版.manbet手机版与可以以任意顺序执行规范变换的阿贝尔变体相反,非阿贝尔变体的结果取决于顺序。manbet手机版这给了理论一个更复杂的数学结构,但也开辟了新的可能性。manbet手机版(非阿贝尔变换的一个简单例子是空间中的旋转。manbet手机版用铅笔自己试一下,如图2b所示。)

manbet手机版该理论的新可能性直到20世纪60年代才被充分利用,当时一些研究人员合作开发了一种非阿贝尔规范理论,该理论将电磁和弱相互作用统一为一个manbet手机版electro-weak交互manbet手机版(1979年诺贝尔奖授予谢尔登·l·格拉肖、阿布都斯·萨拉姆和史蒂文·温伯格)。manbet手机版这个量子场论预言了1983年在日内瓦的欧洲核子研究中心加速器实验室发现的新粒子W和Z(1984年诺贝尔奖授予卡洛·鲁比亚和西蒙·范德米尔)。

manbet手机版历史重演
manbet手机版虽然20世纪60年代发展起来的电-弱相互作用理论是向前迈出的一大步,但一开始研究界觉得难以接受。manbet手机版当他们试图用这个理论更详细地计算新的W和Z粒子(以及许多其他物理量)的性质时,它给出了不合理的结果。manbet手机版这种情况类似于20世纪30年代Tomonaga, Schwinger和Feynman成功地重整量子电动力学之前的情况。manbet手机版许多研究人员对这种理论进一步发展的可能性持悲观态度。

manbet手机版有一个人没有放弃重新规范非阿贝尔规范理论的希望manbet手机版马丁努斯·j·g·维尔特曼manbet手机版.manbet手机版20世纪60年代末,他被乌得勒支大学新任命为教授。manbet手机版Veltman开发了manbet手机版Schoonschipmanbet手机版计算机程序,用符号对所有量子场论在进行定量计算时产生的复杂表达式进行代数简化。manbet手机版20年前,费曼确实将计算问题系统化,并引入了manbet手机版费因曼图manbet手机版研究人员很快接受了这一观点。manbet手机版但那时候还没有电脑。manbet手机版Veltman坚信有可能找到一种重新规范理论的方法,他的计算机程序是测试不同想法的综合工作的基石。

manbet手机版1969年春天,一个22岁的学生加入了威尔特曼,manbet手机版杰拉多斯·霍夫特manbet手机版他曾表示希望研究高能物理。manbet手机版在写完第一篇相当简短的论文后,那年秋天,霍夫特被录取为博士生。manbet手机版他的任务是帮助寻找一种重整非阿贝尔规范理论的方法。manbet手机版Hooft的成功超出了所有人的预期,并于1971年发表了两篇文章,代表了研究计划的重要突破。

manbet手机版在Veltman的计算机程序的帮助下,Hooft的部分结果现在得到了验证,他们一起制定了一个详细的计算方法。manbet手机版电-弱相互作用的非阿贝尔规范理论已经成为一种有效的理论机制,就像20年前量子电动力学一样,开始进行精确的计算是可能的。

manbet手机版该理论的预测得到了证实
manbet手机版如上所述,电弱力理论从一开始就预言了新的W和Z粒子的存在。manbet手机版但只有通过Hooft和Veltman的工作,才能开始更精确地预测涉及W和Z性质的物理量。manbet手机版最近在欧洲核子研究中心的LEP加速器的受控条件下生产了大量的W和Z。manbet手机版测量和计算之间的比较一直显示出极大的一致性,从而支持了该理论的预测。

manbet手机版用Hooft和Veltman基于CERN结果的计算方法得到的一个特定的量是manbet手机版顶夸克manbet手机版它是模型中第三族两个夸克中较重的一个。manbet手机版1995年,美国的费米实验室首次直接观测到这种夸克,但它的质量早在几年前就被预测到了。manbet手机版在这一点上,实验和理论的一致性也是令人满意的。

manbet手机版我们什么时候能期待下一个伟大的发现?
manbet手机版Hooft和Veltman提出的理论的一个重要组成部分是一种尚未被证明的粒子,称为希格斯粒子(图1)。就像其他粒子被理论论证预测并后来被实验证明一样,研究人员现在正在等待对希格斯粒子的直接观察。manbet手机版通过类似于顶夸克质量的计算,有可能说服现有加速器中的一个产生一些希格斯粒子。manbet手机版但目前唯一正在建造的加速器,其功率足以对这种新粒子进行更详细的研究manbet手机版大型强子对撞机manbet手机版(大型强子对撞机)。manbet手机版但是研究人员必须在未来几年保持克制,因为据估计大型强子对撞机要到2005年才能完工。


manbet手机版进一步的阅读
manbet手机版1999年诺贝尔物理学奖的附加背景资料狗万世界杯manbet手机版,由瑞典皇家科学院塞西莉亚·雅尔斯科格教授撰写(pdf)。
manbet手机版为了寻找终极积木manbet手机版杰拉德·霍夫特著,剑桥大学出版社1997年版。
manbet手机版希格斯玻色子manbet手机版Martinus J.G. Veltman,科学美国人,1986年11月,第88页。
manbet手机版规范理论基本入门manbet手机版K. Moriyasu著,世界科学出版社1983。
manbet手机版基本粒子间力的规范理论manbet手机版《科学美国人》,1980年6月,第90页。

manbet手机版杰拉多斯·霍夫特
manbet手机版1946年出生于荷兰的登海尔德。manbet手机版荷兰公民。manbet手机版1972年在乌得勒支大学获得物理学博士学位。manbet手机版1977年起任乌得勒支大学物理学教授。manbet手机版在其他奖项中,Hooft获得了1979年美国物理学会颁发的丹尼·海涅曼奖和1982年沃尔夫奖,以表彰他在规范理论重整方面的工作。manbet手机版1982年起成为荷兰科学院院士。

manbet手机版杰拉多斯·霍夫特教授
manbet手机版斯宾诺莎Instituut
manbet手机版Leuvenlaan 4
manbet手机版Postbus 80.195
manbet手机版乌得勒支大道3508号
manbet手机版荷兰

manbet手机版马丁努斯·j·g·维尔特曼
manbet手机版1931年生于荷兰。manbet手机版荷兰公民。manbet手机版1963年在乌得勒支大学获得物理学博士学位。manbet手机版1966年至1981年任乌得勒支大学物理学教授,1981年起任密歇根大学安娜堡分校物理学教授(现已退休)。manbet手机版在其他奖项中,Veltman获得了1993年欧洲物理学会颁发的高能和粒子物理学奖,以表彰他在规范理论重整方面的工作。manbet手机版自1981年起成为荷兰科学院院士。

manbet手机版Martinus J. G. Veltman教授
manbet手机版Schubertlaan 15
manbet手机版3723 LM比尔托芬
manbet手机版荷兰

manbet手机版诺贝尔奖奖金为790万瑞典克狗万世界杯朗。

manbet手机版引用这一节
manbet手机版新闻稿:1999年诺贝尔物理学奖。manbet手机版NobelPrize.org。manbet手机版诺贝尔奖外展AB 2022。manbet手机版2022年10月19日星期三。manbet手机版< //www.dokicam.com/prizes/physics/1999/press-release/ >

manbet手机版回到顶部 manbet手机版回到顶部 manbet手机版将用户带回到页面顶部

manbet手机版探索奖项和获奖者

manbet手机版寻找不同领域的流行奖项和获奖者,并发现诺贝尔奖的历史。狗万世界杯