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中微子振荡实验 125年来,物理学都取得了哪些突破性进展?(2)

2018-01-31 20:04 网络整理 教案网

1948年,施温格和费曼分别独立地提出了他们各自量子电动力学理论,费曼还在论文中介绍了他的“费曼图”。后来,戴森证明了这两种理论其实是等价的。中微子振荡实验量子电动力学提出了很多前所未有的精确预测,例如电子的反常磁矩等,这些预言都在后来的实验中得到证实。施温格和费曼因此获得了1965年的诺贝尔物理学奖。

1953中微子的首次间接探测

1930年,泡利引入中微子来解释原子核在β衰变过程中的能量损失。1953年,莱茵斯和考恩宣称他们用放在核反应堆旁边的大水箱探测到了幽灵般的粒子。1956年,他们发表了关于中微子决定性的探测结果。1960年,他们给出了关于他们的实验的完整的说明。莱茵斯因此获得了1995年的诺贝尔物理学奖。

1954杨—米尔斯理论的提出

1954年,杨振宁和米尔斯构造出可以描述基本粒子行为的场论的数学形式。这些杨—米尔斯场成为电弱统一理论和描述夸克行为的量子色动力学中的核心部分。

1956弱相互作用中发现宇称不守恒

很久之前,宇称守恒一直是物理学中一个普适的原则。直到1956年,为了解释观测到的奇怪的宇宙射线数据,李政道和杨振宁大胆假设宇称对称性在弱相互作用中被破坏。一年后,吴健雄和她的合作者通过β衰变实验证明了宇称守恒被破坏。李政道和杨振宁因此获得了1957年的诺贝尔物理学奖。

1957BCS超导理论的发展

化学振荡简单实验_中微子振荡实验证明了_中微子振荡实验

在超导电性被发现的近半个世纪之后,1957年,巴丁、库伯、施里弗提出了解释超导现象的BCS理论。在这个理论中,电子配对并进入一个量子单态。BCS理论不光在凝聚态物理中有应用,其在粒子物理和核物理中BCS理论也发挥着重要的作用。巴丁、库伯、施里弗因此获得了1972年的诺贝尔物理学奖。

1960 π介子中发现对称性自发破缺

1960年,南部阳一郎将π介子的微小质量和近似对称性联系起来,获得了一个重要的新视角:物理系统的对称性可以和组成系统的元素的对称性不同。这种对称性自发破缺是普遍存在的,例如在磁体和固体中对称性自发破缺就经常出现,在希格斯玻色子理论中也存在对称性自发破缺。南部阳一郎因此获得了2008年的诺贝尔物理学奖。

1962八重态模型的提出

1962年,盖尔曼利用八重态的方法把轻介子和自旋1/2的重子进行分类。这种分类原则依赖于一种近似对称性,它最终被三种最轻的夸克的对称性所解释,这三种夸克是上夸克、下夸克和奇异夸克。盖尔曼因此获得了1969年的诺贝尔物理学奖。

1962太阳系外X射线源的发现

为了避免地球大气对要探测的x射线的吸收,1962年,贾科尼和他的合作者用火箭把盖革计数器送入太空。令人吃惊的是,他们发现了一个位于太阳系外的x射线源。贾科尼被称为x射线天文学之父,他的工作直接促成了使用太空望远镜对黑洞和其它射线源发射的x射线的探测。贾科尼因此获得了2002年的诺贝尔物理学奖。

1963光学相干量子理论的提出

1963年,格劳伯提出了描述光线中光子之间关联性的理论。他的突破在于他意识到由于量子力学的原因,先抵达探测器的光子会影响探测到之后的光子的概率。他的工作证实了有必要使用新的方法进行光学探测。格劳伯因此获得了2005年的诺贝尔物理学奖。

1963卡比博预言粒子混合

1963年,卡比博的理论预言让人们意识到:相同质量的夸克并不一定包含相同的味,如上、下、奇异。甚至夸克还可以是不同味的混合体。卡比博的想法解释了为什么特定粒子的衰变被抑制,同时也在粒子物理中引入混合的概念。

1964密度泛函理论的提出

1964年,霍恩伯格、科恩和沈建立了密度泛函理论。利用密度泛函理论可以相当精确地计算分子和固体材料的性质,并且这个方法大大减小了计算量。密度泛函理论使用了多电子量子力学方程的近似解法。韦尔莱随后建立了密度泛函理论的经典版本,这是一种在计算机模拟中解决牛顿方程的数值方法。1985年,卡尔和帕里内洛统一了密度泛函理论和韦尔莱的方法。科恩因此获得了1998年的诺贝尔化学奖。