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顶夸克研究会获得2025年诺贝尔物理学奖吗?

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2025年诺贝尔物理学奖即将在今年10月7日公布。图源:维基百科

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导读:

粒子物理上次获奖是2015年,至今已有10年了,是不是空窗期太久了?

瞿立建 | 撰文

又是一年诺奖季。诺奖正式公布之前,一个喜闻乐见的活动是预测获奖者。这是一个相当困难的事情,连面向物理学专业学者的科普杂志Physics World都坦诚自己的预测记录不佳。专业学者须臾离不开的科技信息服务公司科睿唯安每年在诺贝尔奖颁奖前会发布科睿唯安引文桂冠奖(Clarivate Citation Laureates),以预测未来的诺贝尔奖得主。引文桂冠奖得主当年就获得诺贝尔奖的人也是很少的,就物理学奖而言,仅2013年和2021年做到了。

施郁教授在诺贝尔奖预测方面有着很好的记录,具体可见他的预测文章。(参见文章:2024年诺贝尔物理学奖候选:任意子,3桃N士,1个华人?施郁:可能的诺贝尔物理学奖)施郁教授的方法论是,获奖领域在粒子物理、原子分子和光物理、凝聚态物理和天体物理与宇宙学这四个领域轮转,追溯前面几年的颁奖情况,预言今年的获奖领域,然后再确定最可能的人选。

Physics World也将诺贝尔奖获奖领域分类,但分了多达7类。实在是太多了,相对而言,还是施郁教授的分类详略得当,便于把握。

回溯最近几年的诺贝尔物理学奖获奖领域,会明显发现,粒子物理上次获奖是2015年,至今已有10年了,是不是空窗期太久了?

今年的诺贝尔物理学奖很有可能花落粒子物理领域!

如果是那样,我觉得会是发现顶夸克的实验。

夸克是构成物质的基本单元,在粒子物理学中具有特殊地位。夸克有六种,分别是上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、顶夸克和底夸克,其中只有发现顶夸克的实验没有获得诺贝尔奖。都是夸克,为什么厚此薄彼?

顶夸克的发现配得上诺贝尔奖,这是毫无疑问的,问题在于,难以确定具体人选。

顶夸克实验是两个合作组在费米实验室发现的,各有五六百人的规模,领袖群伦者不止三人。

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发现顶夸克的CDF合作组的集体合影。图源:wikicommons

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发现顶夸克的D0合作组的集体合影。图源:wikicommons

好在,诺贝尔奖已经有奖励大项目的经验了,比如2006年奖励了宇宙背景探测者(COBE)项目的领导者约翰·马瑟(John Cromwell Mather)和乔治·斯穆特(George Smoot),2011年奖励了高红移超新星搜索队领导者和超新星宇宙学计划实验团队领导者,2017年奖励了LIGO的主要科学家,现在应该有智慧确定顶夸克这一发现的获奖者。

我认为,一个合适的获奖组合是:Paul Grannis, Melvyn Shochet, Giorgio Bellettini。

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从左至右为:Paul Grannis, Melvyn Shochet, Giorgio Bellettini。

最近几年,诺奖得主没有严格按照施郁教授四领域进行循环,下面,让我们来猜测一下其他三领域可能的获奖者。

凝聚态物理

密歇根大学教授Stephen Forrest是有机电子学领域的开拓者,促成了有机发光二极管显示器的发明,装配在无数智能手机、平板电脑和电视上。

若凝聚态物理领域获奖,我赌Stephen Forrest。

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Stephen Forrest。图源:密歇根大学

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OLED显示器。图源:wikicommons

天体物理

美国西弗吉尼亚大学的Duncan Lorimer和Maura McLaughlin极有可能。他们是一对夫妻,于2007年首次发现了快速射电暴现象,这是宇宙无线电波段最剧烈的爆发现象,起源未知。

ImageDuncan Lorimer(左)和Maura McLaughlin(右)。图源:西弗吉尼亚大学

原子、分子与光物理

光晶格钟是一种原子钟,它使用限制在光晶格中的中性原子进行精密计时,有着非凡的稳定性和准确性,被认为是未来重新定义国际单位制 (SI)中 “秒” 的首选。

光学晶格钟可以显著提高全球定位系统和其他卫星导航网络的精度,并使深空探测器的导航更加精确。这项技术还可以让研究人员能够更精确地研究引力时间膨胀,甚至帮助探测引力波,捕捉到这些时空涟漪引起的微小时间变化。

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香取秀俊(左)和叶军(右)

日本科学家香取秀俊(Hidetoshi Katori)和华人科学家叶军在这一领域有着开创性贡献。如果光晶格钟的研究获得诺奖,这二人无疑是最可能的人选。图片

参考资料:

https://physicsworld.com/a/use-our-infographic-to-predict-this-years-nobel-prize-winners/

互动:

你认为今年谁会获得诺贝尔物理学奖呢?欢迎留言分享。对于预测正确的读者,《赛先生》将赠送清华大学王向斌教授等撰写的《量子力学基础教程》一本。

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