生活大爆炸“谢耳朵”原型科学家来沪交流,“三剑客”畅谈粒子物理

2019-10-29 22:30:43

来源:东方网

    东方网记者傅文婧10月29日报道:提起热门美剧《生活大爆炸》,很多人都会对男主角“谢耳朵”谢尔顿(剧中全名Sheldon Lee Cooper)印象深刻。这个剧中的天才物理学家在生活中有其原型人物,并且名字就叫谢尔顿,曾于1979年获得诺贝尔物理学奖。

    

    谢尔顿·李·格拉肖教授发表演讲

    10月29日,美国国家科学院院士、波士顿大学Metcalf数学与物理学教授谢尔顿·李·格拉肖(Sheldon L. Glashow)来到上海交通大学展开学术交流,与他同行的还有被共同誉为GIM“三剑客”的法国国家科学院院士、巴黎高等师范学院教授约翰·伊利奥普洛斯(John Iliopoulos)和意大利林琴科学院院士、罗马大学教授、李政道研究所高级访问学者鲁加诺·马亚尼(Luciano Maiani)。他们与李政道研究所所长弗朗克·维尔切克(Frank Wilczek)教授等多位国内外知名学者一起,共同探讨了GIM机制下的粒子物理国际前沿研究动态。

    GIM机制,粒子物理标准模型的基石

    上世纪60年代起,科学家们发现物质世界是由夸克和轻子这两种截然不同的基本粒子组成。这个尺度的“元素周期表”由三种夸克(上夸克、下夸克和奇异夸克)和四种轻子(电子、缪子以及相对应的中微子)组成。和元素的“族”类似,夸克间和轻子间有着相互独立的对称性,而它们之间电磁、强、和弱这三种微观相互作用可以解释绝大多数实验数据。可是,对于一种特殊的衰变,比如中性K0介子(一个下夸克和奇异夸克的结合体)衰变到两个缪子的过程,理论预言了很高的衰变率,但实验观察到的这个衰变确是非常的稀有。这个现象暗示着新的对称性的存在,而对具体的机制一时间理论家们众说纷纭。

    1969年,当时在哈佛大学的谢尔顿·李·格拉肖、约翰·伊利奥普洛斯和鲁加诺·马亚尼在《物理评论D》发表一篇题为《弱相互作用中的轻子-强子对称性》的论文。他们在理论上提出了一种类似于上夸克的新的夸克(粲夸克),从而使夸克和轻子在弱相互作用有优美的对称性。而中性K0介子到双缪子的衰变之所以稀有,是因为上夸克和粲夸克的贡献由于对称性完美抵消。这个机制被后人称为GIM机制。

    1973年,丁肇中先生和Richter(里克特)在实验上发现了GIM机制预言的粲夸克,并共同获得1974年的诺奖。GIM机制和粲夸克的发现都是粒子物理标准模型建立过程中的重要里程碑。格拉肖在1979年由于“对统一基本粒子弱相互作用与电磁相互作用理论的贡献,以及对弱中性流的预言”与萨拉姆和温伯格共同获得了诺贝尔物理学奖。

    

    与会嘉宾

    10月29日,李政道研究所在上海交大举行GIM机制发现50周年学术研讨会。本次会议共包含弗朗克·维尔切克的“GIM的影响”、谢尔顿·李·格拉肖的“我与GIM”等十场主题报告。此外,美国圣芭芭拉国家理论物理研究所徐一鸿(Anthony Zee)教授、中科院高能所沈肖雁研究员、伦敦国王学院教授,李政道研究所高级访问学者John Ellis教授,交大物理与天文学院教授、李政道研究所兼职研究员刘江来,李政道研究所李政道讲席教授Michael Ramsey-Musolf教授、中科院高能所王贻芳教授等分别发表演讲。

    交大物理与天文学院教授、李政道研究所兼职研究员刘江来表示,50年前,GIM机制从错综复杂的实验数据和理论模型中脱颖而出,成为了粒子物理标准模型的基石。今天,寻找超出标准模型的新物理是粒子物理研究的主旋律,也是李政道研究所物理研究的三大方向之一。GIM机制50周年会议的研讨主题正是如何在当前粒子物理的众多可能突破的方向中开展研究,寻求进一步突破。