上帝粒子发现10周年纪念

作者: 小霸王孙笨

来源: 中科院物理所

发布日期: 2022-07-05 12:30:11

2012年,欧洲核子研究中心宣布发现“上帝粒子”希格斯玻色子,这一发现标志着基本粒子物理学的重要进展。文章纪念了发现10周年,并介绍了为该粒子命名的物理学家利昂·莱德曼的生平及其在物理学领域的贡献。

2012年7月4日,欧洲核子研究中心(CERN)宣布发现了“上帝粒子”(希格斯玻色子)。希格斯玻色子是粒子物理学标准模型预言的一种玻色子,正是它的存在,基本粒子才拥有了质量。

“上帝粒子”为什么叫上帝粒子呢?这就不得不说到一个人——1988年诺贝尔物理学奖获得者利昂·莱德曼(Leon Max Lederman,1922.7.15-2018.10.3),正是他给这种赋予万物质量的粒子起了一个这样一个家喻户晓的名字。

1922年7月15日,利昂·莱德曼出生于纽约的一个平民家庭。利昂的父母都是东欧犹太人移民,经营着一家洗衣店。“二战”爆发后,利昂成为一名通讯兵,前往欧洲战场。战后,他回到美国,在哥伦比亚大学研修物理专业。

1960年底,利昂·莱德曼发现了μ中微子(组成物质的最小粒子之一)。1988年10月10日早晨6点,诺贝尔委员会打来电话,通知他获得诺贝尔物理学奖。这奖来得实在有些迟,两者相隔27年。

作为“二战”后美国粒子物理学领域的巨擘,利昂·莱德曼硕果累累,诺奖级成就不止一项。比如,20世纪50年代,他证明了李政道、杨振宁的宇称不守恒理论。

莱德曼和李政道曾在哥伦比亚大学共事,星期五是当时哥大物理系这群人吃中餐的日子。作为这里最懂中餐的人,李政道即将点菜。后来,莱德曼在自己举世闻名的科普著作《上帝粒子》中细致地记录了下来。

就是在这次中餐会上,莱德曼得以进一步理解李、杨的理论,并得到情报,吴健雄已经着手验证,看起来效果不错。莱德曼大惊,回去后连夜设计实验,从另一个角度同样证明了李、杨理论的成立。尽管着手稍晚,但他与吴健雄的论文发表在同一家期刊,且收稿日期相同。

从1978年起,莱德曼成为费米国家加速器实验室的第二位主任。费米实验室外面是一片大草原,有不少野牛。利昂·莱德曼在这里养鸡,吃土鸡蛋;养马,没事可以骑在马背上兜风。

利昂·莱德曼希望政府能够拨款,建立能量更大的加速器——超导超级对撞机,捕获上帝粒子。他几乎要成功了。对撞机已经初步建成,只是到1993年,政府又将这个计划中途放弃。

莱德曼一生热衷科学教育事业。在给诺贝尔委员会写的自述中,他自豪地说:“我培养了50个博士,其中14人为物理学教授,1人为大学校长,其余基本都是在国家实验室、政府、各行业工作的物理学家。就我所知,一个在监狱的也没有!”

从费米实验室主任的位置退下来后,莱德曼来到芝加哥大学。在这里,他专门给非科学专业的学生开设了一门量子物理通识课,他管他这门课叫“给诗人的量子物理课”。

2015年,莱德曼不幸身患阿尔茨海默病。为了支付他高额的医疗费用,他的诺贝尔金质奖章被以76.5万美元出售。2018年10月3日,利昂·莱德曼辞世,享年96岁。

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