２００８年諾貝爾物理學獎美日科學家分享

2008年10月7日，瑞典皇家科學院諾貝爾獎委員會宣布，將2008年度諾貝爾物理學獎授予美國科學家南部陽一郎（左圖）和兩位日本科學家小林誠（中圖）、益川敏英（右圖）.南部陽一郎因為發現次原子物理的對稱性自發破缺機制而獲獎，小林誠、益川敏英因發現對稱性自發破缺的來源獲此殊榮.

南部陽一郎1921年出生在日本東京， 1952年，獲東京大學科學博士學位，并移居美國，1958年，被芝加哥大學聘為教授，目前是芝加哥大學名譽退休教授.南部陽一郎首先把凝聚態物理方法運用于粒子物理理論，提出了著名的南部-Jona-Lasinio模型，并由此獲得了1994~1995年度的沃爾夫獎.

小林誠1944年出生在日本名古屋， 1972年獲得名古屋大學博士學位.他長期致力于基本粒子理論研究，目前是日本筑波的高能加速器研究機構的名譽退休教授.1973年，小林誠和益川敏英共同發表了“CP對稱性破缺”理論的論文，提出了“小林－益川理論”，預言存在6種夸克(當時只發現了3種夸克）.這篇論文的引用率高達4920次.

益川敏英1940年出生， 1967年獲得名古屋大學博士學位.益川敏英專攻量子場論，目前是東京大學湯川理論物理研究所的名譽退休教授.益川敏英曾和小林誠共同獲得2007年“歐洲物理學會高能與粒子物理學獎”等諸多獎項.

根據已知理論，大約137億年前，宇宙在“大爆炸”中誕生.之后，夸克、電子等粒子和同樣數量質量但電荷相反的反粒子構成了物質.粒子和反粒子一旦碰撞，將在釋出光后“同歸于盡”.因此，如果兩者始終并存，宇宙中的物質最終將消失殆盡.但是，現在的宇宙中只有粒子“幸存”，沒有發現反粒子.科學家認為，反粒子幸存率不如粒子，是因為除電荷相反外，還存在其他微小差異，這種粒子和反粒子的性質差異被稱為“對稱破缺”.這種對稱破缺可能是使我們宇宙得以幸存的原因，它的機制是亞原子物理學的一大謎團.

早在1960年，南部陽一郎就給出了基礎粒子物理中的對稱性自發破缺的數學描繪，對稱性自發破缺在一個顯然很混雜的表面隱藏了自然的秩序，它被證實是非常有用的.南部陽一郎的理論滲透了基礎粒子物理的“標準模型”，這一模型用一個單一的理論統一了所有物質的最小構建單元和自然界4種自然力中的3種（4種自然力指電磁力、強核力、弱核力和重力）.因此，南部陽一郎對自發性對稱破缺機制的研究奠定了亞原子物理學的“標準理論”基礎.

小林誠和益川敏英的貢獻體現在他們“在標準模型的框架內解釋了對稱破缺機制”，并據此“預言”了另外3種夸克的存在，它們分別于1974年、1977年和1995年被發現.剩下的課題是通過實驗確證對稱破缺.2001年和2004年，美國斯坦福實驗室和日本高能加速器研究機構的粒子探測器都發現了互相獨立的對稱破缺，這一結果正如小林誠、益川敏英三十年前所預言的那樣.

2008年9月，歐洲核子研究中心啟動的“大型強子對撞機”實驗，就和自發性對稱破缺機制有聯系，其主要目的是尋找質量的起源.也許，新型粒子加速器將能幫助我們解開一些仍在繼續困擾我們的奧秘.

責任編輯 蔡華杰