梶田隆章:證實微中子的質量,榮獲諾貝爾物理學獎
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日本科學家連續兩天獲殊榮

2015年的諾貝爾物理學獎,授予了東京大學宇宙線研究所所長(56歲)和加拿大皇后大學(Queen’s University)名譽教授麥唐納(Arthur McDonald,72歲),以表彰他們發現了微中子震盪現象,從而證實了微中子是有質量的。

前一天的10月5日,北里大學的特別栄譽教授大村智(80歲)剛剛獲得諾貝爾醫學獎,這是日本科學家連續兩天相繼獲獎。物理學獎是繼2014年名城大學教授赤崎勇等三人獲獎後,日本人連續兩年榮獲的獎項。至此,日本人(包括外籍)歷年的諾貝爾獎得主人數增至24人。

顛覆基本粒子物理學定論的發現

由梶田擔任實驗負責人的國際研究團隊,利用建造在岐阜縣飛驒市神岡町地下深處的「超級神岡探測器(Super-KamiokaNDE)」,觀測飛入大氣的微中子。他們發現,宇宙線與地球中大氣撞擊產生的μ微中子,在穿行地球1萬餘km的過程中變身為τ微中子,這種現像被稱為「微中子震盪」,在1998年的學會上正式發表。

要科學闡明宇宙的誕生和構成,基本粒子物理學起著至關重要的作用。這一發現,證實了以往被認為沒有質量的微中子是有質量的,從而顛覆了基本粒子物理學的標準理論,開啟了該領域研究的新篇章。

梶田在2015年諾貝爾物理獎揭曉後的記者會上表達了喜悅之情,他說:「這是非常榮幸的事情,我對純科學能受到如此關注感到高興。」同時他強調,從事這個研究項目的是一個百餘人的團隊,「雖然是以我個人的名字獲獎,但我覺得其實這是超級神岡探測器以及神岡探測器的研究團隊得到了認可。」

巨大的探測器帶來豐碩成果

超級神岡探測器的內部。容器表面布滿了名為「光電倍増管」的檢測器岐阜縣飛驒市,攝於2006年4月(提供:時事通訊社)

「超級神岡探測器」這個巨大的觀測裝置位於地下約1,000m深處的廢礦遺址中,由東京大學宇宙線研究所建設。圓柱型容器高度和直徑都大約為40m,內部裝滿高純度水,由探測器捕捉來自宇宙的粒子和水反應所產生的光。它是世界上精確度最高的裝置,1996年投入觀測,2001年曾發生爆裂事故,後於2006年全面修復。

超級神岡探測器的前身「神岡探測器」,2002年諾貝爾物理獎得主、東京大學特別名譽教授小柴昌俊推進建設,並於1987年在世界上首次成功地觀測到微中子振盪現象。

引領世界的日本基本粒子物理學

梶田1959年出生於埼玉縣東松山市,埼玉大學理學系畢業後,升入東京大學研究所,師從小柴昌俊。1999年成為東京大學宇宙線研究所教授,2008年起擔任該所所長。

梶田是日本第11位諾貝爾物理學獎得主,其中的7人都是基本粒子物理學的科學家。1949年,湯川秀樹(已故)因提出了關於核子的「介子理論」,預言了介子的存在而獲獎,這是日本人首次榮獲諾貝爾獎。隨後,1965年朝永振一郎(已故)以「重整化理論」摘得諾獎。2002年小柴獲獎後,2008年又有南部陽一郎(已故,美國籍)、小林誠、益川敏英3人因基本粒子物理學的研究成果而獲諾貝爾獎。

標題圖片:東京大學宇宙線研究所所長梶田隆章,在諾貝爾物理學獎獲獎揭曉後出席記者會2015年10月6日晚於東京都文京區(圖片提供:時事通信社)

  • [2015.10.14]
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