2 008 Нобелевских премий физики чтят американских и японских теоретиков частицы

Нобелевская премия этого года в физике чтит трех теоретиков частицы японского происхождения, один для руководства использованием ключевого концептуального инструмента и других двух для того, чтобы высказать, в сущности, вдохновленное образованное предположение, расширившее семью фундаментальных субатомных частиц.Ёитиро Намбу, 87 лет, Чикагского университета в Иллинойсе получает половину приза за $1,4 миллиона за, в начале 1960-х, обращаясь к физике элементарных частиц понятие непосредственной ломки симметрии — вид вещи, происходящей, когда все ионы в магните внезапно выравнивают тот же путь — вместо всего обращения в случайных направлениях.

То понятие теперь лежит в основе так называемой стандартной модели элементарных частиц. Макото Кобаяши, 64 года, теперь в Высокоэнергетической Исследовательской организации Акселератора (KEK) в Цукубе, Япония и соотечественнике Тошихайде Мэскоа, 68 лет, университета Киото в Японии разделяет другую половину приза за предсказание в 1972, что асимметрия между вопросом и антивеществом, наблюдавшимся 8 годами ранее, могла быть объяснена, было ли по крайней мере шесть типов частиц, названных кварком. Только три кварка был известен в то время, но другие были с тех пор найдены, и теория подтверждена к высокой точности.Эксперты говорят, что премии богато заслужены. «Многие из нас думали, что [Намбу] заслужил его давным-давно», говорит Джонатан Эллис, теоретик в европейской лаборатории физики элементарных частиц, CERN, под Женевой, Швейцария. «Это пора».

Майкл Гроно, теоретик в Технологическом институте Техниона-Израиля в Хайфе, говорит, что «[частица] физика прошлых 10 лет была во власти Кобаяши и Мэскоа».Пэры Намбу говорят, что он, возможно, выиграл приз за несколько разных вещей, но он принимает Нобелевскую премию в частности по применению понятия непосредственной симметрии, ломающейся к взаимодействиям между протонами и нейтронами, найденными в атомных ядрах (также известный как нуклеоны) и частицы, названные пионами.

Ранее, японский теоретик Хидеки Юкоа теоретизировал, что сильную ядерную силу, связывающую протоны, несут пионы, который почтовый индекс назад и вперед между нуклеонами. Намбу показал, что природа пионов, и действительно их самое существование, могли быть объяснены в результате непосредственной ломки симметрии. «Я думаю, что это — работа, что я оцениваю большинство», сказал Намбу Науку.Непосредственная ломка симметрии происходит каждый раз, когда силы в системе находятся в некоторым образом симметричном, но самая низкая энергия «стандартное состояние», в которое устраивается система, не разделяет ту симметрию. Классическим примером является один из карандаша, уравновешенного на его наконечнике, объясняет Эллис.

Сила тяжести сбросит карандаш, но это не тащит карандаш ни в каком конкретном горизонтальном направлении. «Какое направление это упадет?» Эллис говорит. «Априорно у Вас нет способа предсказать». Для достижения его стандартного состояния карандаш должен спонтанно ломать симметрию сил и опрокинуть один путь.Намбу принял намного более тонкую симметрию между протонами и нейтронами, включающими способ, которым частицы прядут и факт, что к существенной силе протон чрезвычайно неотличим от нейтрона.

Он тогда показал, что, если симметрия спонтанно ломалась, пионы должны были появиться из концептуального процесса с точно массой и другими свойствами, которые они, как было уже известно, имели. Это было большой победой в течение времени, и оно заложило основу для многих дальнейших трансгрессий, поскольку непосредственная ломка симметрии других видов обнаруживается всюду по стандартной модели. Фактически, физики полагают, что непосредственная ломка различной симметрии объясняет, как частицы в теории получают свою массу и что давно разыскиваемый бозон Хиггса является необходимым побочным продуктом той части физики." Это — очень общее явление во многих областях, включая, конечно, бозон Хиггса, который все ищут», говорит Джин Илайопулос из Ecole Normale Superieure в Париже.Кобаяши и Мэскоа намереваются объяснять таинственную асимметрию между вопросом и антивеществом, известным как нарушение паритета нагрузки (CP).

Тот тонкий результат был замечен в 1964 в порче частиц по имени мезоны K и их фольга антивещества, которая сама, как находили, состояла из меньших частиц, названных кварком. В то время, физики знали о трех видах кварка: Вверх и вниз по кварку участвовал в трио для формирования протонов и нейтронов и странного кварка, который мог обязать с анти или антивниз антикварк формировать мезоны K. Кобаяши и Мэскоа нашли, что они могли объяснить нарушение CP, если бы там существовал по крайней мере три другого кварка. Присутствие того дополнительного кварка создает как раз достаточно математического пространства для маневра так, чтобы в порче мезона, влияние, сродни вмешательству между волнами, мог создать небольшую разницу между тем, как вопрос и антивещество ведут себя. «Это было очень смело», заявляет Гронау. «Никто не отнесся к модели серьезно, когда она вышла».

Все же у другого кварка не заняло много времени появляться в частях вопроса, взорванного из навсегда сильных столкновений частицы. Кварк очарования появился в 1974, более тяжелый нижний кварк появился в 1977, и супертяжелый истинный кварк обнаружился в 1995. «Мы предложили эту теорию более чем 30 лет назад, и шаг за шагом накопленные доказательства», Кобаяши, сказанный на пресс-конференции сегодня. «Это очень выполняло как исследователь для наблюдения того прогресса». Самое главное, начавшись в 1999, исследователи в Стэнфордском центре линейного ускорителя (SLAC) в Менло-Парке, Калифорния, и в KEK изучила нарушение CP в мезонах B, которые содержат нижний кварк и являются единственными другими частицами для показа нарушения CP.

Результаты тех экспериментов подтверждают точные предсказания Кобаяши и Мэскоа «механизм» к в нескольких процентах.Это — большая интеллектуальная победа для физиков, но также и по иронии судьбы чего-то вроде поражения.

Исследователи знают, что стандартная модель просто не содержит достаточно нарушения CP для объяснения большей тайны: почему вселенная, развитая для содержания такого большого количества вопроса и такого небольшого антивещества. Многие надеялись, что SLAC и эксперименты KEK покажут, что Кобаяши и Мэскоа не были точно правы и предоставляют намеки более глубокой теории. «Доказательство [теория] была огромным достижением», говорит Йосеф Нир, теоретик в Институте Вейцмана в Rehovot, Израиль. «Опровержение его было бы революцией».

Эллис отмечает, что обе помощи достижений накрыла на концептуальный стол для нового самого сильного ускорителя ядерных частиц в мире, Большого коллайдера адрона (LHC) в CERN. Несмотря на то, что в настоящее время вниз для ремонтных работ, следующей весной LHC начнет преследовать Хиггса и бросать ровный более внимательный взгляд на асимметрию антивещества вопроса.

С созданием отчетов Деннисом Нормайлом.


Добавить комментарий