粒子物理学一生的信徒:诺奖得主维尔特曼去世,享年89岁

 天顺注册招商   2021-01-12 07:52   23 人阅读  0 条评论

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天顺娱乐开户【总代QQ223345】原标题:粒子物理学一生的信徒:诺奖得主维尔特曼去世,享年89岁

在科普图书《神奇的粒子世界中》,1999年诺贝尔物理学奖获得者马丁努斯·维尔特曼(Martinus Veltman)写道,如果说,20世纪前半叶由相对论和量子力学所主导,那么毋庸置疑,后半叶的明星就是粒子物理学。其他诸如超导领域的发现,都只是宽度上的,而非深度上的,不足以改变我们理解自然本质的方式。

诺贝尔奖网站显示,这名荷兰物理学家已于1月4日去世,享年89岁。

维尔特曼的物理人生就始于一本关于相对论的科普图书。在他的青年时代,欧洲鲜有人研究粒子物理,维尔特曼却笃定地选择了这个方向,几乎凭借一己之力在荷兰创立了自己的粒子物理明星团队。

粒子物理学一生的信徒:诺奖得主维尔特曼去世,享年89岁

现代物理学认为自然界存在四大基本力,分别是引力、电磁力、强相互作用和弱相互作用。

1960年代,格拉肖、萨拉姆和温伯格三人提出了电弱统一理论,认为电磁力和弱相互作用其实本质上是同一种相互作用。在宇宙早期只有弱电相互作用,随后因冷却而能量下降,才分化成了两种基本力。这一理论也预言了携带弱电力的W和Z玻色子的存在。

不过,这一理论一开始并未收获重视。它产生了无穷多的无意义表达式,似乎不太可能用于进行精确的计算。

直到1970年代早期,维尔特曼与他曾经的天才博士生杰拉德·霍夫特(Gerard’t Hooft)一起提出并检验了一种深入阐明弱电相互作用的数学理论,用弱电统一理论计算粒子的性质才成为可能。

1983年,欧洲核子中心(CERN)的大型正负电子对撞机上首次探测到了W和Z玻色子,实验值后来被发现与计算值相符合。格拉肖三人从而斩获1979年诺贝尔物理学奖,维尔特曼师徒则共享20世纪的最后一个诺贝尔物理学奖。

在维尔特曼诙谐的自述里,我们能读到一段波折而执着的科学人生。

1931年6月27日,维尔特曼出生在荷兰南部一个名为瓦尔维克的小镇,父亲是当地小学的校长。二战期间,由于瓦尔维克靠近前线,他在盟军的炮火中度过了童年,并培养出了一样危险的兴趣爱好:拆开哑火的坦克炮弹中提取火药。

此外,就是电子产品。德国人没收了几乎所有的收音机,他爱去当地的水管工家里免费帮工,学到了电子学知识。

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维尔特曼的语言能力很差,勉强通过了要求三门外语的高中毕业考试,分数很低。但在高中物理老师的强烈建议下,他父母还是送他去了90分钟火车车程的南乌德勒支大学。维尔特曼后来说到,许多物理学家的科学生涯都归功于一名高中好老师。

那时候,许多优秀的物理学家要么被杀,要么离开了荷兰,大学教育状况很糟糕。维尔特曼度过了平庸乏味的三年,毕业后一度以打字和推销勉强度日。“我无法把东西卖给任何人,事实上,这句话后来对于我的科学生涯来说也是一贯正确的。”

后来,维尔特曼偶然发现了一本关于相对论的畅销书,很是兴奋,就跑去理论物理研究所大费口舌,要到了一本爱因斯坦的著作。

1955年,他在阿姆斯特丹的范德华实验室找到了一份助理工作,主要任务是管理图书馆。不过,他对范德华实验室的主要研究方向统计力学从未感到丝毫兴趣。维尔特曼曾经嘲讽道,你们把所有有趣的东西都平均掉了。

1959年,服完两年兵役以的维尔特曼“年事已高”(27岁),但还是被好心的莱昂·范霍夫(Leon Van Hove)接收为了博士生,开始真正的理论研究。他还是想做当时欧洲鲜少有人问津的粒子物理学。

1959年的春天还有一段历史的戏剧性插曲,他去了爱丁堡的一所学校,遇到了当时还是学生的格拉肖。

1960年,范霍夫出任欧洲核子中心理论部主任,维尔特曼追随他去了瑞士日内瓦。在那里,他完成了关于不稳定粒子的研究论文,老师带着维尔特曼穿着燕尾服、打着白领结参加了博士毕业庆典。

很多年后,维尔特曼发现这一幕其实是斯德哥尔摩颁奖典礼的预演,只不过他的角色从被老师带着的学生,变成了带着学生的老师。

在欧洲核子中心,维尔特曼的另一关键经历是近距离接触了中微子实验。后来,他一直深信实验对于物理学进步的重要性。“实验能让我认识到什么是重要的,哪些是好人。所有的理论学家都应该有这样的经历。然而,这在如今已经不切实际。这些实验已经成为涉及数百名物理学家和大量工程的宏大事业。现代实验家往往是经理人而非物理学家。”

1966年,维尔特曼回到乌德勒支,继任范霍夫的理论物理教授职位,从零开始建立粒子物理研究团队。

1968年4月,维尔特曼迎来了学术生涯的转折点。当时,他正在洛克菲勒大学进行为期一个月的访问。在那所安静的校园里,维尔特曼开启了后来赢得诺奖的发现之旅。

他在乌德勒支培养出了包括霍夫特在内的几个优秀学生,团队的名声逐渐响亮。当然,维尔特曼有很多一些学生后来是在别的领域做出了成绩。这令他相信,理论物理学是一门很好的学科,它的科学方法在现代社会的许多岗位上都有用。“如今银行界满是粒子理论家。”

然而,在合作解决了电弱相互作用模型的重正化后,维尔特曼却与风头正盛的学生霍夫特日渐疏远。1980年,维尔特曼受邀前往密歇根大学休假一年,最终因为种种原因选择了留居美国。

此后,他曾在费米国家实验室、斯坦福直线加速器中心、布鲁克·海文国家实验室担任职位。

维尔特曼曾引述海外荷兰人常说的一句俗语:“宁思乡,不回乡。”不过,在退休后,他还是带着妻子回到了1981年离开的荷兰比尔托文镇,与老朋友和亲人们团聚。不过,他们的孩子们留在了美国。维尔特曼觉得,他们不适合在荷兰生活,下雨天太多了。

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