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探访三次震撼粒子物理学的女人

2018-09-26编译蔡立英

世界科学 2018年9期
关键词:标准实验模型

编译 蔡立英

吴秀兰在CERN。这个邻近瑞士日内瓦的实验室拥有大型强子对撞机。这幅壁画描绘了她和她的合作者用来发现希格斯玻色子的探测器

1963年,玛丽亚·梅耶(Maria Goeppert Mayer)因描述了原子核的壳层结构,荣获诺贝尔物理学奖。从那以后,再没有女科学家获此殊荣。

倘若换一个不同的世界,那么这55年来,本来可能有众多女科学家获得诺贝尔物理学奖,吴秀兰便是其中之一。吴秀兰现为美国威斯康星大学麦迪逊分校的恩里科·费米杰出物理学教授,也是欧洲核子研究组织(CERN)的实验物理学家,CERN这个邻近瑞士日内瓦的实验室拥有大型强子对撞机(LHC)。吴秀兰的名字出现在超过1 000篇高能物理学论文中,她在该领域近50年来最重要的6项实验中均做出了卓越贡献。她甚至实现了自己年轻时立下的不太可能实现的鸿鹄之志:一生中至少取得三项重大的物理学发现。

有两个研究组分别观测到J/Ψ粒子,预示了第四种夸克的存在,如今被命名为“粲夸克”,吴秀兰是其中一个研究组的主要成员。1974年的这一发现史称“十一月革命”,这一巨大成功促进了粒子物理学标准模型的建立。20世纪70年代末,吴秀兰做了大量数学运算和分析工作,识别出粒子对撞时产生的三喷注现象,预示了胶子的存在——胶子是传递质子和中子之间强相互作用的粒子。这是继光子被发现是电磁辐射的载体之后,科学家首次观测到能够传递一种相互作用力的粒子。吴秀兰后来成为超环面仪器(ATLAS)实验的团队领导者之一,ATLAS实验组是2012年在LHC上发现希格斯玻色子的两个国际合作组之一,希格斯玻色子的发现填补了标准模型的最后一块拼图。……

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