诺贝尔物理学奖得主Burton Richter 去世，曾掀起粒子物理学革命

原标题： 诺贝尔物理学奖得主Burton Richter 去世，曾掀起粒子物理学革命

物理学诺贝尔奖得主，粒子物理学家 Burton Richter 于 7 月 18 日去世，享年 87 岁。Richter 于 1974 年做出的发现为基本粒子和基本力的标准模型奠定了重要基础，Richter 后来成为美国政府科学顾问，参与美国能源部的重建工作，为美国的科学政策制定做出巨大贡献。

纽约城市大学物理学家，Michael Lubell 说：“Richter 是那种从不说‘自己做了什么’，但专心工作的人。”

图 | Burton Richter

1974 年，Richter 和他的团队在斯坦福直线加速器中心（现为 SLAC 国家加速器实验室）将高能电子和正电子结合产生出一种被 Richter 称为 ψ 的新粒子。ψ粒子由一个名为粲（读作 càn）夸克和它的反粒子反粲夸克组成。而位于纽约的布鲁克黑文国家实验室的一个团队，也几乎在同时发现了该粒子，但他们称之为 J 粒子。当前的物理学家们，则将两个名字合了起来，称之为 J /ψ 介子。

这一发现极大地扩展了科学家对夸克的认知，推动了粒子物理学在接下来几年发生了巨大的改变，因此也被称为“十一月革命”。在当时，夸克粒子仅仅在几年前才被 SLAC 国家加速器实验室发现。最初，科学家发现质子和中子由三个夸克构成，这些夸克有上夸克和下夸克两种。但根据标准模型理论，科学家认为自然界中应该还存在着第三类和第四类夸克，其中的第三类被称为奇夸克，而 ψ 的发现则证实了第四种夸克的存在。但更为重要的是，ψ 为一种特殊理论（GIM 机制）提供了理论基础，该理论则解释了不同类型的夸克会如何通过弱核力（weak nuclear force）而成对出现。密歇根大学安娜堡分校的理论家 Gordon Kane 说：“在 J /ψ被发现以前，关于夸克是什么以及它们的性质有很多猜想，而 J /ψ 的发现，印证了这些猜想中正确的那一个，这便是 J /ψ 介子的重要性。”

图 | 1974 年发现 ψ 粒子的文章发表在《Physical Review Letters》上

“GIM 机制”理论的缔造者之一，波士顿大学理论物理学家，Sheldon Glashow 说：“两个实验室同时发现 J /ψ 介子对物理学来说是一个革命性时刻，当时听闻后的每个人都很兴奋。”在 J /ψ 被发现后，麻省理工学院的 Richter 和 Samuel Ting 也因此于 1976 年获得了诺贝尔物理学奖。而在几十年的发展后，现代物理学中的有总共六种夸克，可以像 GIM 机制所描述的那样相互作用。

除了发现 J /ψ 介子，Richter 还以其在构建粒子加速器方面上的专业知识而闻名。他设计了斯坦福正电子 - 电子加速器环（SPEAR），也就是他的团队做出发现 J /ψ 介子的那台对撞机。曾在斯坦福大学工作的固态物理学家 Arthur Bienenstock 说：“Richter 对其他领域的想法也非常开放，例如，他认为使用由 SPEAR 产生的 X 射线同时也可用于在固态物理和材料科学中的实验研究。”而按照 SPEAR 的发展规划，它最终成为一种名为斯坦福同步辐射光源（SSRL，Stanford Synchrotron Radiation Lightsource）的 X 射线源同步辐射设施，供更广泛的科学界用户使用。

图 | 傍晚的 SSRL

在后来的科研生涯中，Richter 还将兴趣扩展到了核电、能源技术和气候变化上。纽约城市大学物理学家，Michael Lubell 说：“华盛顿的决策者都认真对待他的意见。例如，我还在 APS 时，和 Richter 说服国会和白宫重组能源部，确立能源部的地位，以创立一个单独的科学副部长职位，而不是由一个副部长掌管整个部门。”

此外，Richter 还于 2008 年帮助当时即将上任的奥巴马总统敲定了价值 200 亿美元的“科学研究项目”，由国会 2009 年通过的美国复苏与再投资法案提供资金支持。

很多人对 Richter 的印象都是比较强硬，但友好而有原则。Bienenstock 回忆说，他和里希特经常就 SLAC 加速器与 SSRL（最初是一个独立的国家实验室）共享的事情上发生矛盾，但当两个实验室正式于 1992 年合并时，Richter 完全支持 SSRL 的工作，他和 Richter 也因此成为了好友。

Glashow 对这一印象表示认同。2016 年时，Glashow 曾为十几名能源问题和气候变化的新生讲课，并决定选用 Richter 于 2010 年出版的“越过谜团，发现真相：21 世纪的气候变化与能源（Beyond Smoke and Mirrors: Climate Change and Energy in the 21st Century）”一书为参考教材。而当 Glashow 将这一决定告诉 Richter 时，Richter 立马就给 Glashow 送了 12 本书，并亲自为每个学生在书上题字。

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（编辑：核心网）

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