按(读后感): 假如没有对宇宙射线、引力波、中微子的探测研究,没有粒子物理学的标准模型出现,没有凝聚态领域的大量实验结果,那么我们就不可能明白物理学在目前的唯相模型与客观本征的差距到底有多大,更不可能知道原有基本理论因为概念不清晰使得某些方面在立论上就存在问题,造成探索研究的方向都搞错了。 宇宙飞弹到底起源于哪里?探测研究已经100多年了,仍然没有搞清楚源头,曾经的所有推测分析基本上都是无稽之谈;引力波探测所发现的信号来自于亿光年级的远程宇宙深空,什么的黑洞、中子星碰撞,完全是想当然的对天弹琴;在宇宙中区分3种中微子,你可以人为地划分,但是如何区分就是一个没有标杆的方向了,太阳中微子可以辐射到近大地空间,其实原本存在于太阳上的中微子要进入地表空间是极端不容易的。 其实,宇宙飞弹只可能是地球家门口燃放的“烟花炮竹”,要不然宇宙就是一个动荡不安的时空了;宇宙探测或引力波探测应该立足于太阳系,重点解决引力和地球磁场的问题,利用探测的信息数据,逐步建立适用的地球气候演化物理模型;中微子物理学的要点是研究中微子的本性问题,它可能是破解(热)暗物质难题的唯一途径,而且有着极端重要的理论价值。从理论上讲,这些问题连同电磁学基本理论,都是相容相洽的,都是可以用量子力学理论来进行统一的。 自然规律因为大自然千变万化而显得非常奥秘,但是我们千万不可神秘化,因为从宇宙诞生的角度看,最基本的自然规律一定是非常简单的。我们要理解物质世界,只要抓住了最基本自然规律——量子行为特性,就不难理解纷繁复杂的物理现象。物理学曾经的辉煌已经过去,原来的数学物理模型再只有参考的价值了,我们完全可以有新的办法来理解宇宙和我们人类自身。 原文:
1998年6月4~9日,世界中微子物理学界的盛会NEUTRINO’98在日本高山(Takayama)召开,它开启了中微子物理学的春天。在随后的20年间,中微子振荡实验取得了一个又一个突破性的成果。回首那次会议的规格和历史意义,怎么说都不过分。
当年参加NEUTRINO’98会议的诺贝尔奖得主有哈佛大学的理论物理学家Sheldon Glashow(谢尔顿·格拉肖)和芝加哥大学的实验物理学家
James Cronin(詹姆斯·克罗宁),两人都做了35分钟的专题报告。普林斯顿高等研究院的Frank Wilczek(弗兰克·威尔茨克)作了40分钟的大会总结报告,题目是“Future prospects(未来前景)”,他后来于2004年荣获了诺贝尔奖。东京大学的小柴昌俊(Masatoshi Koshiba)在Wilczek之后作了20分钟的“Comments(评论)”发言,他在四年之后的2002年获得了诺贝尔奖。加州理工学院的Barry Barish(巴里·巴里什)作了20分钟的报告,探讨了间接寻找暗物质的可能性,他于2017年获得了诺贝尔奖。东京大学的梶田隆章(Takaaki Kajita)和加拿大女王大学的Arthur McDonald(亚瑟·麦克唐纳)分别针对大气和太阳中微子实验在会上作了35分钟和20分钟的报告,他们二人分享了2015年的诺贝尔奖。也就是说,今天来看,至少七位诺贝尔奖得主现身于1998年的中微子大会,这种场面几乎是空前绝后的。佛罗里达大学的理论物理学家Pierre Ramond(皮埃尔·拉蒙德)作了大会的“Opening lecture(开幕讲座)”,他在报告中首次使用了MNS轻子混合矩阵的概念,以纪念1962年最先提出中微子味混合机制的三位日本理论家,即名古屋学派的牧二郎(Ziro Maki)、中川昌美(Masami Nakagawa)和坂田昌一(Shoichi Sakata)。后来人们通常将中微子混合矩阵称为PMNS矩阵,其中P代表意大利理论家Bruno Pontecorvo(布鲁诺·庞特科沃),他是费米学派的代表人物之一,被誉为中微子物理学领域“教父”级的人物。
会议的第一天主要讨论太阳中微子,东京大学的铃木佳一郎(
会议的高潮出现在第二天上午,梶田隆章代表超级神冈合作组报告了关于大气中微子的测量结果,在6.2s置信度的水平发现了大气中微子振荡现象,而且其结论是模型无关的!当时Power Point(功率点)放映技术还没有被发明,所有的报告人使用的都是透明片,梶田隆章的报告中最重要的一页如图所示。这一革命性的发现开启了中微子物理学的新篇章,也预示着中微子振荡实验的春天已经来临。
时任美国总统
Just yesterday in Japan, physicists announced a discovery that tiny neutrinos have mass. Now, that may not mean much to most Americans, but it may change our most fundamental theories -- from the nature of the smallest subatomic particles to how the universe itself works, and indeed how it expands.
This discovery was made, in Japan, yes, but it had the support of the investment of the U.S. Department of Energy. This discovery calls into question the decision made in Washington a couple of years ago to disband the super-conducting supercollider, and it reaffirms the importance of the work now being done at the Fermi National Acceleration Facility in Illinois.
The larger issue is that these kinds of findings have implications that are not limited to the laboratory. They affect the whole of society --- not only our economy, but our very view of life, our understanding of our relations with others, and our place in time….
(就在昨天的日本,物理学家们已经宣布发现微小的中微子具有质量。 现在,这可能是最基本的理论-从最小的亚原子粒子的性质到宇宙本身,以及它如何扩展。 这个发现是在日本发生的,是的,但它得到了美国投资的支持。 能源部。 令人失望的超级对撞机(Supercollider),它重申了伊利诺伊州费米国家加速设施现在正在完成的工作的重要性。 更大的问题是影响不仅限于实验室。 它们影响整个社会-不仅仅是我们的经济,而是我们的生活时间…。) Clinton 超级神冈大气中微子实验的主要研究对象是来自地球周围大气层的
但是超级神冈合作组却发现了出人意料的实验结果:来自大气层的电子型中微子及其反粒子具有简单的上、下对称性;但是从下方进入探测器的muon子中微子及其反粒子的数目却明显少于来自上方的相应粒子的数目。后者就是所谓的大气中微子“反常”现象,它表明muon子中微子及其反粒子在经过地球达到探测器的途中发生了变化,其中一部分转化成探测器看不见的tau子中微子及其反粒子。这种转化就是中微子振荡现象。中微子之所以能够发生振荡,原因在于它们具有微小的质量和显著的混合效应,而这些性质都超越了粒子物理学标准模型的预期。因此超级神冈合作组的实验结果震惊了整个学术界。
超级神冈实验组的两位核心人物是户塚洋二(Yoji Totsuka)和梶田隆章,他们都是小柴昌俊的学生,但户塚洋二比梶田隆章大了整整17岁。作为NEUTRINO’98会议的组委会主席,户塚洋二在大会开幕式上致了欢迎词。自1998年以后,师兄弟两人获得诺贝尔奖的呼声都很高。但可惜的是,户塚教授不幸于2008年7月因患肠癌去世,年仅66岁。
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