戴維·波利策 - 人物簡介
戴維·波利策(Hugh David Politzer),1949年8月31日出生在紐約,美國物理學家。戴維·波利策于1974年獲得哈佛大學的物理學博士學位,在加利福尼亞理工學院物理系擔任教授,同時也是該校粒子物理研究領域的學術帶頭人之一。加州理工學院坐落于帕薩迪納美麗的圣蓋伯利山腳下,是美國聲名顯赫的名牌私立大學之一。
戴維·波利策 - 諾貝爾物理學獎獲獎者
2004年諾貝爾物理學獎授予美國科學家戴維·格羅斯(David J.Gross)、戴維·波利策(H.DavidPolitzer)和弗蘭克·維爾切克(FrankWilczek),以表彰他們對量子場中夸克漸近自由過程中的開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn),他們發(fā)現(xiàn)量子場中夸克漸近自由現(xiàn)象,構建適用于所有物質的“萬有理論”。
構成世界的最小單位是什么?自然中的各種作用力是通過什么形式相互作用的?這些作用力如何產(chǎn)生?這些貫穿了整個20世紀的問題至今仍然困擾著理論物理和實驗物理學。就是他們三位對夸克漸近自由現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)為上述問題找到答案提供了可能。一方面他們的研究成果為量子色動力學(QCD)創(chuàng)建了基礎,同時也有助于創(chuàng)建關于夸克結構穩(wěn)定性的標準模型。標準模型描述了與電磁力、強作用力、弱作用力有關的所有物理現(xiàn)象。通過過去幾屆諾貝爾獎得主在這方面的貢獻,標準模型已經(jīng)具有了很強的理論立足點,因為它是惟一一種能夠兼顧愛因斯坦相對論和量子力學的理論模式。
三位科學家早在1973年就通過一個完善的數(shù)學模型揭示了夸克漸近自由。根據(jù)瑞典皇家科學院發(fā)布的聲明,諾貝爾物理學獎必須授予那些使全人類都受益的物理方面的重大發(fā)明或發(fā)現(xiàn)。諾貝爾獎評委會認為他們三人的研究成果對微觀世界的研究作出了重大貢獻,將他們的發(fā)現(xiàn)描述成“夸克世界一項精彩的發(fā)現(xiàn)”。瑞典皇家科學院說,由于三位科學家的發(fā)現(xiàn),物理學朝著偉大的夢想又前進了一步,最終將形成一種涵蓋包括重力在內的解釋一切物理現(xiàn)象的理論體系!
夸克被認為是質子、中子的組成單位。強作用力存在于夸克之間,它是原子核內起維系作用的力量,它將質子和中子中的夸克束縛在一起,并將原子中的質子和中子束縛在一起。夸克之間越接近,強作用力越弱。當夸克之間非常接近時,強作用力是如此之弱,以至于它們完全可以作為自由粒子活動。這種現(xiàn)象叫作“漸近自由”,即漸近不縛性。與此相反,當夸克之間的距離越大時,強作用力就越強。
漸近自由最大的作用是有可能對自然界各種作用力有一個統(tǒng)一的描述方式。QCD這一理論在最近幾年歐洲粒子研究中心的實驗中得到了很好的證實。但是專家認為,要想能夠統(tǒng)一認識自然界中的各種作用力,可能還要對標準模型進行一些修改,一種可能就是引入一種新的粒子概念。
對于自然界的四種作用力,其中最為大家熟知的就地心引力。比如蘋果落地、太空飛船升空等都直接涉及地心引力問題。有時候地心引力作用力非常強大,如彗星撞擊地球表面造成巨大的隕石坑;但有時在微觀世界中,比如在電子和質子間的作用力往往就非常微弱。物理學家在“標準模型”理論中提到了另外三種交互作用力:電磁作用力,弱作用力,強作用力。根據(jù)標準模型,目前認為夸克構成原子核中的質子和重子,加上遠離原子核的電子共同構成原子。擴展之,原子構成分子,分子構成物質,這樣宇宙萬物就能夠完整地表述了。
三位美國科學家30余年前發(fā)表的研究成果,讓他們榮膺2004年諾貝爾物理學獎。此前,戴維·格羅斯、戴維·波利策和弗蘭克·維爾切克這三人已經(jīng)得到的物理學大獎無數(shù),獨缺分量最重的諾貝爾獎。1973年,維爾切克正在普林斯頓大學讀研究生,師從格羅斯。師徒倆1973年發(fā)表論文,揭示了粒子物理強相互作用理論中的漸近自由現(xiàn)象。當時他們分別只有32歲和22歲。同年,波利策也獨立發(fā)表了相關論文。