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溫伯格(Steven Weinberg, 1933-)1979年度諾貝爾物理學獎獲得者。他對基本粒子之間的弱作用和電磁作用統一理論有重大貢獻,尤其是對弱中性流的預言。

1 溫伯格 -溫伯格


溫伯格 溫伯格(Steven Weinberg, 1933-)、格拉肖(Sheldom Lee Glaschow, 1932-)和薩拉姆(Abdus Salam, 1926-),因對基本粒子之間的弱作用和電磁作用統一理論的貢獻,尤其是對弱中性流的預言,共同分享了1979年度諾貝爾物理學獎。

在自然界中存在四種基本力:引力、電磁力、強力和弱力。多年以來,關於電磁力已有了很成功的理論,人們認為帶電粒子之間的相互作用是由於交換光子而產生的。但是按照這種解釋,不能正確地理解弱力。因為如果這樣,傳送弱力的粒子就應質量很大,而不象光子那樣靜止質量為零。另外,依據這種理論的計算總是包含無法理解的無窮大。1967-68年,溫伯格(圖)和薩拉姆各自獨立地提出了一種電磁作用和弱作用統一的量子場論,從而解決了這些問題。但是,他們的理論有一個不能令人滿意的局限性:它只適用於一類基本粒子。1970年,格拉肖將這一概念作了進一步推廣,證明了亞核粒子的某種數學性質(他稱之為粲)能夠使人們將電磁力和弱力之間的這種聯繫推廣到所有的基本粒子。溫伯格、薩拉姆和格拉肖的弱電統一理論預言:由於弱力的作用,當電子猛烈撞擊原子核后彈回時,檢測到的左旋電子和右旋電子的數目將會有明顯的差別。這種「宇稱破壞」,後來在斯坦福大學的直線加速器實驗中心確實被發現了。根據他們的弱電統一理論,除了存在電荷流的弱相互作用外,還應存在中性流的弱相互作用,即在反應過程中入射粒子和出射粒子之間沒有電荷交換。例如,p + e+ → p + e+。後來美國費米國家實驗室和西歐核子研究中心都在實驗中發現了他們預言的中性流。

弱電統一理論現已為許多實驗所證實,它使現存的四種基本相互作用實現了部分統一。統一場論是愛因斯坦繼創立相對論后畢生追求的目標,儘管弱電統一理論距離愛因斯坦所設想的包括引力場在內的統一場論還很遠,但終究使人類在揭示自然奧秘的征途中又前進了一大步。

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