日本科学家因中微子振荡研究获诺奖.pdf

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1、日本科学家因中微子振荡研究获诺奖日本科学家因中微子振荡研究获诺奖北京时间10月6日下午5点45分，2015年诺贝尔物理学奖揭晓，日本科学家梶田隆章（TakaakiKajita）、加拿大科学家阿瑟·麦克唐纳（ArthurB.McDonald）各分享一半奖金。2015年诺奖季，日本科学家再下一城。历史性发现2015年诺贝尔物理学奖授予日本科学家梶田隆章（TakaakiKajita）和加拿大科学家阿瑟·麦克唐纳（ArthurB.McDonald），以表彰他们在证明中微子振荡实验中的关键性贡献。中科院高能物理所所长王贻芳向《知识分子》介绍，梶田隆章1998年发现了大气

2、中微子振荡，而阿瑟·麦克唐纳于2001年发现了太阳中微子振荡。诺贝尔官方网站显示，梶田隆章（TakaakiKajita），日本人，1955年生于日本东松山市，1986年获日本东京大学博士学位，日本宇宙射线研究院主任，东京大学教授；阿瑟·麦克唐纳（ArthurB.McDonald），加拿大人，1943年生于加拿大（新斯科细亚省）悉尼市，1969年于美国加州理工大学获得博士学位，加拿大女王大学终身荣誉教授。王贻芳告诉《知识分子》：“中微子振荡的物理意义在于，科学家发现了一种全新的微观世界物理现象，它实际是量子力学现象在宏观上的一种干涉显现，在宇宙学和粒子物理领域都

3、具有极其重要的意义”。诺奖委员会介绍，中微子的类型转换需要中微子具有质量。这项发现改变了我们对于物质最深层次机制的理解，这对于我们理解宇宙非常关键。千年之交，梶田隆章使用日本的超级神冈探测器（Super-Kamiokandedetector）发现大气中微子在飞行中存在两种类型之间转换。与此同时，加拿大由阿瑟·麦克唐纳教授领导的研究小组，也证实太阳的中微子在到达地球时并没有消失。因为他们在萨德伯里中微子观测站（SudburyNeutrinoObservatory）捕获了这些微粒。困扰了物理学家数十年的中微子之谜目前已经解决。通过理论计算中微子数量，他们测量发现多

4、达三分之二的中微子在到达地球前消失。现在两个实验均发现，中微子改变了身份。这一发现由此可得出一个意味深长的结论，即很长一段时间中微子被认为是无质量，但它其实是有质量,只是很小。对于粒子物理学来说，这是一个历史性的发现。这项关于物质最本质的标准模型相当成功，在过去的二十年中接受了来自各种实验的检验。然而在这个模型当中，中微子是无质量的，新的观察结果表明这个标准模型不能够成为关于宇宙基本成分的完整理论。这项发现对中微子隐藏世界以外的领域有着深刻的洞察力，因而它获得了今年的诺贝尔物理学奖。在光子之后，中微子成为宇宙中最多的粒子。地球则持续承受着它们的轰击。许多中微子

5、产生于宇宙射线和地球大气层之间的反应，另一些则在太阳的核反应中产生。每一秒钟，数以万亿的中微子流穿过我们的身体。几乎没有任何东西可以阻碍它们的传递，中微子是自然中最令人难以捉摸的基本粒子。现在全世界都在展开紧张的实验就是为了能够捕捉并研究中微子的性质。关于它们最深层次的秘密的发现将有望改变我们对于宇宙历史、结构和未来命运的理解。中微子研究四个获奖中科院高能物理所研究员曹俊认为，中微子振荡比较复杂，做出重要贡献的人也很多，仅2002年诺贝尔物理学奖得主小柴昌俊就有三个著名的弟子在中微子振荡领域贡献突出。“在我们外人看来，他们贡献都很重要。现在发给了Kajita，

6、说明Kajita的贡献最突出。”另外他还表示，2002年，诺贝尔委员会已经发了关于中微子的一个奖，当时是发给探测宇宙中微子的，而恰好探测宇宙中微子的两个人，也做出了中微子振荡最早的两个证据，“所以有点重合”。此前还有两次诺贝尔奖发给了中微子，分别是首次发现中微子和发现第二种中微子。那么，中微子为什么这么重要？值得发四个诺奖？曹俊进一步分析：“中微子是标准模型中我们了解最少的粒子，因为它很难探测。粒子物理的理论体系称为标准模型，为了建立这个标准模型，近50年发了十几个诺贝尔奖，中微子是其中研究得最不清楚的，本身还有很多问题没有解决。我觉得以后还会给中微子研究发诺

7、贝尔奖。中微子振荡是目前为止，标准模型中唯一有坚实证据超出标准模型的实验现象。标准模型认为，中微子没有质量，也没有振荡。现在发现它有质量，标准模型需要修改。但怎么改，我们现在还不是特别清楚。中微子小传中微子是构成物质世界的最基本粒子之一，它关联着宇宙演化的诸多奥秘。中科院物理所研究员曹则贤告诉《知识分子》：“中微子neutrino的名字是意大利语，意思是中性的小东西。在中子变成质子和一个电子的过程中就能产生中微子。中微子产生时，其动能可达到百万电子伏特量级，而物理学家当时猜测，其静止质量在几个或几十电子伏特。现在，物理学家普遍认为，中微子的静止质量上限是0.3

8、电子伏特。”20世纪初，能量和动量守恒