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2015年諾貝爾物理學獎 頒給「微中子振盪」發現者

2015年諾貝爾物理學獎得主6日揭曉,由日本科學家梶田隆章與加拿大科學家麥唐納(Arthur B. McDonald)共享殊榮,均分800萬瑞典克朗(約新台幣3120萬元)獎金,得獎原因是發現「微中子振盪」(neutrino oscillations),從而證明微中子具有質量。

瑞典皇家科學院(Royal Swedish Academy of Sciences)表示,微中子會振盪並且因此具有質量的發現,意義相當重大,改變了人類對於物質最內部運作方式的認知,對於我們的宇宙觀也有重大影響。當代粒子物理學的基石「標準模型」(Standard Model)原本假設微中子沒有質量,但梶田隆章與麥唐納的發現代表模型必須修正。

梶田隆章現年56歲,生於日本埼玉縣,埼玉大學理學部物理學科畢業台中信貸代償怎麼貸款比較會過件,東京大學理學博士,受業於2位日本物理學權威小柴昌俊、戶塚洋二。梶田現任東京大學宇宙線研究所所長。

去年的3位物理學獎得主也是日本科學家,5日揭曉的諾貝爾生理學或醫學獎得主也有一位日本科學家大村智,日本歷年的諾貝爾獎得主已經多達24位,其中近半數(11位)是物理學獎得主,充分顯示日本在基礎科學研究領域的實力。

麥唐納現年72歲,生於加拿大新斯科細亞省(Nova Scotia)的雪梨(Sydney),美國加州理工學院(California Institute of Technology)博士,曾經長期任職於加拿大的喬克河實驗室(Chalk River Laboratories)、加拿大薩德伯里微中子天文台(Sudbury Neutrino Observatory,SNO),任教於美國普林斯頓大學(Princeton University),目前是加拿大京斯頓(Kingston)女王大學(Queen's University)榮譽教授。

微中子的世界



微中子(neutrino,ν)屬於基本粒子中「輕子」(lepton),不帶電荷,參與弱交互作用(weak interaction),但不參與電磁交互作用和強交互作用。

微中子有三種:電微中子、μ微中子和τ微中子,分別對應於相應的輕子:電子、μ子和τ子,分別對應於相應的輕子:電子、μ子和τ子。

中子衰變時會變成1個質子、1個電子和1個反電微中子;原子核內部的質子衰變時,則會變成1個中子,1個正電子和1個電微中子。因此微中子在日常生活中幾乎無處不在。

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微中子振盪



微中子振盪是一種量子力學現象,首先由義大利物理學家龐蒂科夫(Bruno Pontecorvo)提出假設,認為特定「風味」(flavor)的微中子可以轉化為不同的風味。如果微中子振盪確實存在,這就意味微中子具有質量,與原始的粒子物理「標準模型」不相吻合。

1960年代晚期,美國霍姆斯代克實驗(Homestake experiment)首次測量太陽產生的微中子流量,發現大約只有標準太陽模型計算值的1/3。1980年代,日本「神岡探測器」也發現類似現象,學界稱之為「太陽微中子問題」(solar neutrino problem),其唯一可能的解釋就是微中子振盪,即微中子在傳播到地球途中發生了轉換。

1998年,日本「超級神岡探測器」(Super-Kamiokande)首次發現微中子振盪的確切證據,顯示μ微中子會轉換成τ微中子。2001年,加拿大薩德伯里微中子天文台發表觀測結果,探測到太陽發出的3種微中子,其中35%是電微中子。當時梶田隆章是超級神岡探測器的研究人員,麥唐納則是薩德伯里微中子天文台的主任。

超級神岡探測器與薩德伯里微中子天文台的發現證實了微中子振盪的存在,學者後來也對標準模型做出修正。霍姆斯代克實驗的領導者戴維斯(Raymond (Ray) Davis, Jr.)和超級神岡探測器的領導者小柴昌俊已經在2002年獲得諾貝爾物理學獎。


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新聞來源https://tw.news.yahoo.com/2015年諾貝爾物理學獎-頒給-微中子車貸信貸新北貢寮車貸信貸振盪-發現者-095800621.html

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