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生活大爆炸“谢耳朵”原型科学家来沪交流畅谈粒子物理
 
2019-10-29 20:06:26
提起热门美剧《生活大爆炸》,很多人都会对男主角“谢耳朵”谢尔顿(剧中全名Sheldon Lee Cooper)印象深刻。这个剧中的天才物理学家在生活中有其原型人物,并且名字就叫谢尔顿,曾于1979年获得诺贝尔物理学奖。

谢尔顿·李·格拉肖教授发表演讲

  10月29日,美国国家科学院院士、波士顿大学Metcalf数学与物理学教授谢尔顿·李·格拉肖(Sheldon L. Glashow)来到上海交通大学展开学术交流,与他同行的还有被共同誉为GIM“三剑客”的法国国家科学院院士、巴黎高等师范学院教授约翰·伊利奥普洛斯(John Iliopoulos)和意大利林琴科学院院士、罗马大学教授、李政道研究所高级访问学者鲁加诺·马亚尼(Luciano Maiani)。他们与李政道研究所所长弗朗克·维尔切克(Frank Wilczek)教授等多位国内外知名学者一起,共同探讨了GIM机制下的粒子物理国际前沿研究动态。

  GIM机制,粒子物理标准模型的基石

  上世纪60年代起,科学家们发现物质世界是由夸克和轻子这两种截然不同的基本粒子组成。这个尺度的“元素周期表”由三种夸克(上夸克、下夸克和奇异夸克)和四种轻子(电子、缪子以及相对应的中微子)组成。和元素的“族”类似,夸克间和轻子间有着相互独立的对称性,而它们之间电磁、强、和弱这三种微观相互作用可以解释绝大多数实验数据。可是,对于一种特殊的衰变,比如中性K0介子(一个下夸克和奇异夸克的结合体)衰变到两个缪子的过程,理论预言了很高的衰变率,但实验观察到的这个衰变确是非常的稀有。这个现象暗示着新的对称性的存在,而对具体的机制一时间理论家们众说纷纭。

  1969年,当时在哈佛大学的谢尔顿·李·格拉肖、约翰·伊利奥普洛斯和鲁加诺·马亚尼在《物理评论D》发表一篇题为《弱相互作用中的轻子-强子对称性》的论文。他们在理论上提出了一种类似于上夸克的新的夸克(粲夸克),从而使夸克和轻子在弱相互作用有优美的对称性。而中性K0介子到双缪子的衰变之所以稀有,是因为上夸克和粲夸克的贡献由于对称性完美抵消。这个机制被后人称为GIM机制。

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