物理学史丁肇中市公开课一等奖百校联赛特等奖课件

J粒子发觉者

———丁肇中甘肃农业大学动物医学院10级一班韩亮051041第1页丁肇中介绍丁肇中(SamuelChaoChungTing)（1936年1月27日－），1936年出生，美国试验物理学家。汉族，祖籍山东省日照市涛雒，华裔美国人，现任美国麻省理工学院教授，曾取得1976年诺贝尔物理学奖。他曾发觉一个新基本粒子，并以物理文件中习惯用来表示电磁流拉丁字母“J”将那种新粒子命名为“J粒子”。汉字名：丁肇中

外文名：samuelchaochungting国籍：美国

民族：汉族

出生地：山东日照

出生日期：1936年1月27日

职业：科学家，试验物理学家

毕业院校：台湾建国中学；美国密执安大学

主要成就：意大利政府授予特卡斯佩里科学奖

第2页生平概述丁肇中，出生在美国密歇根州安娜堡，他父母原本希望他出生在中国，不过当他父母在访问美国时候，他提早出生了，也因为这个小意外，丁肇中含有了美国公民身份。在出生两个月后丁肇中随父母回到中华民国。因为中国那时处于战乱时期，丁肇中童年没有接收到传统教育直到他12岁，主要由他父母在家里教育他。丁肇中12岁到了台湾，经过不足一年刻苦努力，以优异成绩考入了台北市成功中学。一年后转学到建国中学读书。1955年高中毕业后，丁肇中考进台南市国立成功大学机械工程系。1956年，因为其中一个科目被当，心有不满他前往美国密歇根大学修习工程学、数学和物理学。1959年，取得数学和物理学学士学位。1962年取得物理博士学位。1963年，他取得福特基金会奖学金，到瑞士日内瓦欧洲核子研究中心(CERN)工作。1964年起在美国哥伦比亚大学工作。1965年成为纽约哥伦比亚大学讲师。1967年起任麻省理工学院物理学系教授，1969年任教授。1977年起任托马斯·达德利·卡伯特讲座教授。1970年任美国物理协会粒子和场研究项目顾问，并任《核物理通报》副主编。1975年当选美国艺术与科学学院院士12月21日，受聘为华东师范大学声誉教授。第3页所得荣誉在1976年被授予诺贝尔物理奖，并被美国政府授予洛仑兹奖1988年被意大利政府授予特卡斯佩里科学奖。美国国家科学院院士，美国文理科学院院士，苏联科学院外籍院士，中国台北中央研究院院士，巴基斯坦科学院院士。曾被密歇根大学（1978）、香港汉字大学（1987）、意大利波洛格那大学(1988)和哥伦比亚大学(1990)授予声誉博士学位。他是中国上海交通大学、华东师范大学和北京师范大学声誉教授，是曲阜师范大学、日照职业技术学院声誉校长。第4页所得荣誉1977年获美国工程科学学会埃林金奖章。1988年获意大利陶尔米纳市金豹优异奖及意大利布雷西亚市科学金奖章。世界物理年活动日前在欧洲开启。他领导着来自美、法、德、中等14个国家43所一流大学和科研院所581名物理学家，在日内瓦建造世界上能量最大正负质子对撞机上，探索宇宙中新物质、反物质。第5页发觉J粒子，取得诺贝尔物理学奖1974年，他们发觉了一个质量约为质子质量3倍（质量为3.1×109eV）长寿命中性粒子。在公开发表这个发觉时，丁肇中把这个新粒子取名为J粒子，“J”和“丁”字形相近，寓意

丁肇中这是中国人发觉粒子。与此同时，美国人B.里希特也发觉了这种粒子，并取名为ψ粒子。以后(1975)人们就把这种粒子叫作J/ψ粒子。J/ψ粒子含有奇特性质，其寿命值比预料值大5000倍；这表明它有新内部结构，不能用当初已知3种味夸克来解释，而需要引进第四种夸克即粲夸克来解释。J/ψ粒子发觉大大推进了粒子物理学发展。为此丁肇中和里希特共同取得1976年诺贝尔物理奖。第6页J粒子发觉过程1974年11月10日，是一个不日常星期天。这一天，美籍华裔物理学家丁肇中教授所领导小组，在美国纽约州阿普顷国立布鲁海文试验室里，发觉了一个新基本粒子。即使人们近些年来不停发觉新基本粒子，然而，丁肇中此次发觉新粒子十分独特，它是不带电，而且寿命比近些年来相继发觉新粒子长1000倍——尽管在常人看来它也极其“短命”，只能活0.00000000000000000001秒。第7页J粒子发觉过程示意图第8页寻找反物质——推进AMS试验AMS试验-------阿尔法磁力分光仪试验反物质存在，是1928年由英国物理学家P.Dirac推测出来，1933年他所以取得诺贝尔奖。这个试验也是一个国际合作研究工作，它由15个国家科学家共同参加，将在11月用美国128号航天飞机将AMS试验送到国际空间站，试验为期3—5年。丁肇中为这个试验付出了大量心血，在试验取得不停进展时候，他曾深有体会地说，对一个做试验物理人来说，要实现你目标最主要是要有好奇心，对自己做事情要有信心，同时要去努力工作第9页关于物质和反物质示意图第10页关于暗物质和暗能量几十年前，暗物质(darkmatter)刚被提出来时仅仅是理论产物，不过现在我们知道暗物质已经成为了宇宙主要组成部分。暗物质总质量是普通物质6.3倍，在宇宙能量密度中占了1/4，同时更主要是，暗物质主导了宇宙结构形成。暗物质本质现在还是个谜，不过假如假设它是一个弱相互作用亚原子粒子话，那么由此形成宇宙大尺度结构与观察相一致。不过，最近对星系以及亚星系结构分析显示，这一假设和观察结果之间存在着差异，这同时为各种可能暗物质理论提供了用武之地。经过对小尺度结构密度、分布、演化以及其环境研究能够区分这些潜在暗物质模型，为暗物质本性研究带来新曙光。大约65年前，第一次发觉了暗物质存在证据。当初，弗里兹·扎维奇发觉，大型星系团中星系含有极高运动速度，除非星系团质量是依据其中恒星数量计算所得到值100倍以上，不然星系团根本无法束缚住这些星系。之后几十年观察分析证实了这一点。尽管对暗物质性质依然一无所知，不过到了80年代，占宇宙能量密度大约20%暗物质以被广为接收了第11页关于暗物质和暗能量暗能量宇宙学中，暗能量是一些人猜测，指一个充溢空间、含有负压强能量。按摄影对论，这种负压强在长距离类似于一个反引力。如今，这个猜测是解释宇宙加速膨胀和宇宙中失落物质等问题一个最流行方案。暗能量主要有两种模型：宇宙学常数（即一个均匀充满空间常能量密度）和quintessence（即一个能量密度随时空改变动力学场）。区分这两种可能需要对宇宙膨胀高精度测量和对膨胀速度随时间改变更深入了解。因为宇宙膨胀速度由宇宙学物态方程来描写，所以测量暗物质物态方程是当今观察宇宙学最主要问题之一。第12页科学家提出“暗物质”三维数据模型第13页关于暗物质和暗能量示意图第14页

二十年后能“触”宇宙边丁肇中说，我们现在看见物质都是明物质，明物质只占整个宇宙十分之一。经过试验，人类已经发觉了暗物质，但还没有在宇宙中发觉。而寻找反物质目标是为了证实宇宙是否起源于大爆炸。因为依据这一理论，大爆炸之后，应该会产生相同数量物质与反物质，假如找不到反物质，也就意味着大爆炸理论是错误。第15页对科学态度丁肇中谈起了30年来他与中国科学家合作体会。他认为，科学最主要是兴趣，其它都是次要。只有拥有兴趣，才能成为一个好科学家。自然科学研究是满足人类好奇心，研究发觉往往过了一段时间以后才能改变人类生活。如X光、电子、量子力学、核物理等，在当初没有些人能想到它们今天对人类主要性。基础研究有时候因为它