諾貝爾物理學獎得主Burton Richter 去世，曾掀起粒子物理學革命

物理學諾貝爾獎得主，粒子物理學家 Burton Richter 於 7 月 18 日去世，享年 87 歲。Richter 於 1974 年做出的發現為基本粒子和基本力的標準模型奠定了重要基礎，Richter 後來成為美國政府科學顧問，參與美國能源部的重建工作，為美國的科學政策制定做出巨大貢獻。

紐約城市大學物理學家，Michael Lubell 說：「Richter 是那種從不說『自己做了什麼』，但專心工作的人。」

圖 | Burton Richter

1974 年，Richter 和他的團隊在斯坦福直線加速器中心（現為 SLAC 國家加速器實驗室）將高能電子和正電子結合產生出一種被 Richter 稱為 ψ 的新粒子。ψ粒子由一個名為粲（讀作 càn）夸克和它的反粒子反粲夸克組成。而位於紐約的布魯克黑文國家實驗室的一個團隊，也幾乎在同時發現了該粒子，但他們稱之為 J 粒子。當前的物理學家們，則將兩個名字合了起來，稱之為 J /ψ 介子。

這一發現極大地擴展了科學家對夸克的認知，推動了粒子物理學在接下來幾年發生了巨大的改變，因此也被稱為「十一月革命」。在當時，夸克粒子僅僅在幾年前才被 SLAC 國家加速器實驗室發現。最初，科學家發現質子和中子由三個夸克構成，這些夸克有上夸克和下夸克兩種。但根據標準模型理論，科學家認為自然界中應該還存在著第三類和第四類夸克，其中的第三類被稱為奇夸克，而 ψ 的發現則證實了第四種夸克的存在。但更為重要的是，ψ 為一種特殊理論（GIM 機制）提供了理論基礎，該理論則解釋了不同類型的夸克會如何通過弱核力（weak nuclear force）而成對出現。密歇根大學安娜堡分校的理論家 Gordon Kane 說：「在 J /ψ被發現以前，關於夸克是什麼以及它們的性質有很多猜想，而 J /ψ 的發現，印證了這些猜想中正確的那一個，這便是 J /ψ 介子的重要性。」

圖 | 1974 年發現 ψ 粒子的文章發表在《Physical Review Letters》上

「GIM 機制」理論的締造者之一，波士頓大學理論物理學家，Sheldon Glashow 說：「兩個實驗室同時發現 J /ψ 介子對物理學來說是一個革命性時刻，當時聽聞後的每個人都很興奮。」在 J /ψ 被發現後，麻省理工學院的 Richter 和 Samuel Ting 也因此於 1976 年獲得了諾貝爾物理學獎。而在幾十年的發展後，現代物理學中的有總共六種夸克，可以像 GIM 機制所描述的那樣相互作用。

除了發現 J /ψ 介子，Richter 還以其在構建粒子加速器方面上的專業知識而聞名。他設計了斯坦福正電子 - 電子加速器環（SPEAR），也就是他的團隊做出發現 J /ψ 介子的那台對撞機。曾在斯坦福大學工作的固態物理學家 Arthur Bienenstock 說：「Richter 對其他領域的想法也非常開放，例如，他認為使用由 SPEAR 產生的 X 射線同時也可用於在固態物理和材料科學中的實驗研究。」而按照 SPEAR 的發展規劃，它最終成為一種名為斯坦福同步輻射光源（SSRL，Stanford Synchrotron Radiation Lightsource）的 X 射線源同步輻射設施，供更廣泛的科學界用戶使用。

圖 | 傍晚的 SSRL

在後來的科研生涯中，Richter 還將興趣擴展到了核電、能源技術和氣候變化上。紐約城市大學物理學家，Michael Lubell 說：「華盛頓的決策者都認真對待他的意見。例如，我還在 APS 時，和 Richter 說服國會和白宮重組能源部，確立能源部的地位，以創立一個單獨的科學副部長職位，而不是由一個副部長掌管整個部門。」

此外，Richter 還於 2008 年幫助當時即將上任的奧巴馬總統敲定了價值 200 億美元的「科學研究項目」，由國會 2009 年通過的美國復甦與再投資法案提供資金支持。

很多人對 Richter 的印象都是比較強硬，但友好而有原則。Bienenstock 回憶說，他和里希特經常就 SLAC 加速器與 SSRL（最初是一個獨立的國家實驗室）共享的事情上發生矛盾，但當兩個實驗室正式於 1992 年合併時，Richter 完全支持 SSRL 的工作，他和 Richter 也因此成為了好友。

Glashow 對這一印象表示認同。2016 年時，Glashow 曾為十幾名能源問題和氣候變化的新生講課，並決定選用 Richter 於 2010 年出版的「越過謎團，發現真相：21 世紀的氣候變化與能源（Beyond Smoke and Mirrors: Climate Change and Energy in the 21st Century）」一書為參考教材。而當 Glashow 將這一決定告訴 Richter 時，Richter 立馬就給 Glashow 送了 12 本書，並親自為每個學生在書上題字。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！