瑞典皇家科學院周二宣布,本年度諾貝爾物理學獎由三位美國科學家奪得,以表揚他們發現了粒子物理的強作用力(strongforce)理論中的「漸近自由」(asymptoticfreedom)現象。這門關乎次原子粒子「夸克」(quark,物質基本組成部份)如何互動的研究有助解釋萬物,包括錢幣何以會旋轉,以至宇宙如何形成。
三位獲獎的物理學家,分別是加州大學聖巴巴拉分校的格羅斯、加州理工學院的波利策及麻省理工學院的維爾切克,將平分約一千萬港元獎金。他們已獲物理學大獎無數,一直獨缺份量最重的諾貝爾獎。
大自然中最小的粒子是甚麼?這些粒子如何構成萬物?大自然中存在甚麼力量並如何發揮作用?三位得主的研究,正關乎這些問題。
夸克是組成物質的最小單元;原子核內的質子和中子是由夸克組成。所謂強作用力,是宇宙間已知的四種基本力(見附圖),出現於夸克之間,可將夸克縛在一起。
三位科學家七三年發現夸克之間愈接近,強作用力就愈弱,極接近時的強作用力弱得令夸克像是自由活動的粒子,這種現象叫作「漸近自由」(asymptoticfreedom)。相反,當夸克距離愈遠,強作用力就愈強,情況就如拉緊橡皮圈,拉得愈長,力量就愈大。
此發現導致量子色動力學(quantumchromodynamics,QCD)的出現,而QCD理論對標準模型(StandardModel)有重要貢獻。標準模型是根據愛因斯坦相對論和量子力學建造,當中形容了與電磁力、強作用力、弱作用力有關的所有物理現象。
諾貝爾評審人員指出,雖然三位科學家的理論在實際生活上較難應用,但正因三人的發現,物理學家能更接近實現一個偉大夢想,這就是重力、電磁力、強作用力、弱作用力構建一個統一的理論,一個適用於所有物質、可解釋由錢幣在枱上旋轉的現象以至宇宙怎樣建造的「萬有理論」。
舉例說,錢幣在桌上轉動的例子,指錢幣轉動時的重量,八成來自夸克之間的互動。
周一的醫學獎已是由兩位美國科學家奪得。對於為甚麼又是美國人奪獎,有評審委員說,他們也有關注歐日等國的科學家,但這三位美國科學家在這領域上的貢獻是決定性的。
美聯社/路透社