Лауреаты Нобелевской премии по физике за 2008 год

7 октября 2008 года в Стокгольме Шведская королевская академия наук объявила лауреатов Нобелевской премии по физике. Ими стали:

  • американский ученый японского происхождения, почетный профессор Чикагского университета Йоитиро Намбу (Yoichiro Nambu) [1/2 премии]

  • и японские ученые — профессор японской Организации по исследованию высокоэнергетических процессов в ускорителях Макото Кобаяси (Makoto Kobayashi) [1/4 премии] и профессор Института теоретической физики имени Юкавы при университете Киото Тосихидэ Масукава (Toshihide Maskawa) [1/4 премии].

лауреаты Нобелевской премии по физике 2008 года

Йоитиро Намбу

В 1960 году он опубликовал статью, где предложил совершенно новый взгляд на суть и классификацию некоторых адронов (элементарных частиц, взаимодействующих друг с другом). Вместе с итальянским физиком Йона-Лазиньо он продемонстрировал аналогию между сверхпроводимостью и адронной физикой и на ее основании создал необычную модель взаимодействия элементарных частиц. Изначально модель не была похожа на реальный мир адронов и была построена на основе очень легких протонов и нейтронов, в ней не было мезонов, но имелась некая новая симметрия (киральная симметрия). Анализируя последствия этой модели, авторы заметили, что в ней происходит необычное явление — спонтанное нарушение киральной симметрии. Благодаря киральной симметрии в этой модели с частицами происходили метаморфозы: появились мезоны, а сами фермионы становились гораздо тяжелее, что позволяло отождествлять их с протонами и нейтронами.

Работы Йоитиро Намбу и Йона-Лазиньо привели к переосмыслению физической сути адронов. Из-за «игры силовых полей» адроны стали квазичастицами — объектами, обретающими свою материальную сущность благодаря необычным свойствам вакуума. Именно после этих работ физики почувствовали, что за мешаниной адронов кроется некий новый пласт устройства вселенной, где динамические явления не просто влияют на поведение частиц, но меняют саму их материальную сущность.

Поразительно, что несмотря на все современные достижения, модель Намбу—Йона-Лазиньо (сокращенно, модель NJL) в слегка модифицированном виде до сих пор, через полстолетия после ее создания, активно используется в некоторых расчетах — настолько точно в ней была уловлена суть адронной физики.

Макото Кобаяси, Тосихидэ Масукава

В 60-х годах прошлого века было выявлено, что в слабых взаимодействиях нарушается так называемая CP-симметрия (CP-симметрия означает, что все свойства античастиц совпадают со свойствами обычных частиц в зеркально-отраженном пространстве).

Итальянский физик Никола Кабиббо предположил, что при слабом взаимодействии рождаются кварки без какой-либо массы. Не с нулевой массой, а в некотором смешанном состоянии, которому вообще невозможно приписать никакое значение массы.

Это выглядит весьма необычно, но для квантовых частиц вполне естественно. Кварковые состояния с определенным типом взаимодействия и кварковые состояния с определенной массой — это не идентичный набор и не совершенно разный набор, а как бы разный взгляд на одни и те же кварки. Кварк, родившийся в слабых взаимодействиях, — это смесь кварков с определенными массами, а кварк с определенной массой — это смесь кварков с разным типом взаимодействия.

Кобаяси и Масукава сделали следующий шаг в этом направлении, который привел к кардинальному скачку в понимании явления. Они доказали, что нарушение СР-симметрии может «вторгнуться» в мир адронов именно через эту смесь кварков. Однако открытых на тот момент кварков не хватало, и тогда японцы постулировали существование еще одного кваркового поколения. Это предсказание было впоследствии с блеском подтверждено экспериментально. Сейчас статья Кобаяси и Масукавы — вторая по количеству цитирований за всю историю физики элементарных частиц.

На работах Кабиббо, Кобаяси и Масукавы базируется современная теория CP-нарушения и вообще слабых взаимодействий между кварками. Ученые надеются, что эксперименты на Большом адронном коллайдере помогут понять суть слабых взаимодействий между кварками.

В обеих историях фигурировали итальянские физики: Йона-Лазиньо и Кабиббо. Ни один из них Нобелевскую премию не получил, хотя их вклад, по мнению многих специалистов, был сопоставим со вкладом лауреатов. К сожалению, одно из условий награждения Нобелевской премией — не более трех лауреатов, поэтому такие ситуации, по-видимому, неизбежны, а споры о том, кто достоин Нобелевской премии больше, а кто — меньше, будут повторяться из года в год.

Подготовлено по материалам Elementy.ru.

Далее: Нобелевская премия по физике за 2009 год.

Надоело разбираться?