斯蒂芬·温伯格的科学成就

发布网友发布时间：2024-10-23 22:51

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热心网友时间：2024-10-27 22:59

在自然界中存在四种基本力：引力、电磁力、强力和弱力。多年以来，关于电磁力已有了很成功的理论，人们认为带电粒子之间的相互作用是由于交换光子而产生的。但是按照这种解释，不能正确地理解弱力。因为如果这样，传送弱力的粒子就应质量很大，而不象光子那样静止质量为零。另外，依据这种理论的计算总是包含无法理解的无穷大。1967-68年，温伯格和萨拉姆各自独立地提出了一种电磁作用和弱作用统一的量子场论，从而解决了这些问题。但是，他们的理论有一个不能令人满意的局限性：它只适用于一类基本粒子。1970年，格拉肖将这一概念作了进一步推广，证明了亚核粒子的某种数学性质（他称之为粲）能够使人们将电磁力和弱力之间的这种联系推广到所有的基本粒子。温伯格、萨拉姆和格拉肖的弱电统一理论预言：由于弱力的作用，当电子猛烈撞击原子核后弹回时，检测到的左旋电子和右旋电子的数目将会有明显的差别。这种“宇称破坏”，后来在斯坦福大学的直线加速器实验中心确实被发现了。根据他们的弱电统一理论，除了存在电荷流的弱相互作用外，还应存在中性流的弱相互作用，即在反应过程中入射粒子和出射粒子之间没有电荷交换。例如，p + e+ → p + e+。后来美国费米国家实验室和西欧核子研究中心都在实验中发现了他们预言的中性流。
弱电统一理论现已为许多实验所证实，它使现存的四种基本相互作用实现了部分统一。统一场论是爱因斯坦继创立相对论后毕生追求的目标，尽管弱电统一理论距离爱因斯坦所设想的包括引力场在内的统一场论还很远，但终究使人类在揭示自然奥秘的征途中又前进了一大步。
温伯格（Steven Weinberg, 1933-）、格拉肖（Sheldom Lee Glaschow, 1932-）和萨拉姆（Abdus Salam, 1926-），因对基本粒子之间的弱作用和电磁作用统一理论的贡献，尤其是对弱中性流的预言，共同分享了1979年度诺贝尔物理学奖。