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原创,中国诺贝尔奖获得者:杨振宇先生—宇称并不守恒

 wenxuefeng360 2021-04-16

#我眼中的中国科学家#

原创,中国诺贝尔奖获得者:杨振宇先生—宇称并不守恒

杨振宇

1957年,杨振宁与李政道因发现宇称弱相互作用不守恒定律而获得了诺贝尔物理学奖,这是华裔科学家第一次登上诺贝尔领奖台,令全世界的炎黄子孙感到无比骄傲和自豪。这一研究成果,对于粒子物理学而言意义非凡,因而被描述为开始了一个狂风暴雨式的时代。

原创,中国诺贝尔奖获得者:杨振宇先生—宇称并不守恒

在杨振宁和李政道的宇称规律发现之前,物理学家们一直认为,同能量守恒或电荷守恒定律一样, 宇称守恒也是正确的物理定律。很少有物理学家对此提出疑问。

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由于新发现一个介子一K介子—其衰变模式好像呈现不同宇称的构形,所以到1953年,物理学家们认识到此领域中有一个十分重要的佯谬。杨振宁和李政道在查阅了大量的资料后,首先检查了宇称守恒本身的实验基础。1956年初他们发现在弱相互作用下,根本没有任何实验证据可以说明宇称守恒。于是他们提出可能解决问题的一套实验 ,经过几个实验小组在第二年所做的实验,发现许多违反宇称的结果。此外,实验还表明,粒子和反粒子之间的对称性(即电荷共轭对称性)也被弱衰变所破坏。于是,他们猜测问题的症结不在K介子,而是宇称本身。如果宇称有时被破坏,K介子的奇特行为就易于解释了。在他们提出宇称并不守恒的论断的几个月后,哥伦比亚大学的华裔物理学家吴健雄等人用实验证明了这个论断的正确性。

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宇称并不守恒讲解

1957年1月28日,美国《Time》周刊登出了一则爆炸性的新闻:“上周,宇宙仍像往日那样绚丽多彩,但对寻找物质内部秘密的物理:学家们来说,一个新的狂风暴雨式的时代已经开始了。他们遵循的规律中,有一个被证明根本就不是规律。”新闻中所说这个规律就是核物理基础之一的“宇称规律” 。杨振宁和李政道的研究阐明当基本粒子衰变时,宇称在 右手坐标系和左手坐标系中出现的物理现象之间的对称性一一不守恒。

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爱因斯坦

因为这个家惊世界的重大发现。杨规宁和李政道获得了1957年的诺贝尔物理学奖。

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凌宁、李政道、杨振宇

除此之外,杨振宁还同李政道及其他人合作,对统计力学进行了重要研究。并研究基本粒子在极高能下的反应性质。杨振宁在理论物理学上创造了许多辉煌,世界物理学家们公认,杨振宁教授的最大贡献是杨一密耳斯规范场理论,它“给人类对字宙基本作用力和自然规律提供了理解”,是继麦克斯韦的电磁场理论、爱因斯坦的引力场理论和普朗克的量子理论之后20世纪最伟大的理论结构之一。

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杨振宇与李政道年轻时合照

而杨振宁自己认为,他一生最重要的贡献是“帮助改变了中国人自己觉得不如人的心理”。在杨振宁之前,包括知识界在内,为数不少的中国人对自己缺乏自信心,认为中国人在政治上、经济上、科学上、技术上都不如人,认为诺贝尔奖之类的需费与中国人根本无缘。是杨振宁用自己的成就消除了中国人的自卑感,使他们从心理上战胜了自己。

科学家档案

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李政道

李政道 1946年移居美国,其时大学尚未毕业,但却进了芦加哥大学的物理学研究生院,并开始和杨振宁合作。在伯克利加利福尼亚大学工作没多久,便和杨振宁一起到普林斯顿高级研究院工作。1953年,他成为哥伦比亚大学的物理学助教。1957年与杨振宁一起获得诺贝尔物理学奖。1964年以后,他的重要贡献是阐明了在某些弱相互作用过程中存在破坏反演不变性的现象。

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杨振宁 1922年出生在安徽合肥。父亲杨武之是一位留美博士,曾在清华大学担任数学教授,是最早将西方近代数学引入中国的先驱者之一。天赋加上家庭的熏陶使杨振宁从小就出类拔萃、志向远大。上中学时,他就对父亲说过:“我长大了要争取得诺贝尔奖。中学还没毕业,杨振宁就考人了西南联大,当时他才16岁,并考上了公费留学。1944年,他以优异成绩获得了硕士学位,1946年赴美进芝加哥大学,1948年获得博土学位。然后留在芝加哥一年,担任物理学家费米的助手。1949年,杨振宇进入了著名的普林斯顿研究院。在这里,他同李政道一起开始了辉室的科学发现之旅。

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