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罗伯特·布绕特

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罗伯特·布绕特
出生(1928-06-14)1928年6月14日
美国 纽约市
逝世2011年5月3日(2011岁-05-03)(82岁)
比利时布鲁塞尔
国籍比利时
母校纽约大学(学士)
哥伦比亚大学(博士)
知名于量子场论
对称性破缺
希格斯玻色子
希格斯机制
宇宙暴胀
奖项樱井奖
沃尔夫物理学奖
科学生涯
研究领域统计力学
粒子物理学
宇宙学
机构罗彻斯特大学
法语布鲁塞尔自由大学
康乃尔大学

罗伯特·布绕特(英语:Robert Brout,1928年6月14日-2011年5月3日),比利时理论物理学家,在粒子物理学领域做出重要贡献。[1]

1964年,布绕特和弗朗索瓦·恩格勒共同提出希格斯机制希格斯玻色子理论。另外还有两个研究小组也在同年独立地提出类似结果,一组为杰拉德·古拉尼卡尔·哈庚汤姆·基博尔,另一组为彼得·希格斯。六位物理学者分别发表的三篇论文,[2][3][4]在《物理评论快报》50周年庆祝文献里被公认为里程碑论文。[5]

布饶特的主要研究领域为统计力学粒子物理学宇宙学

生平

1928年6月14日,布绕特在美国纽约市诞生。1948年,获得纽约大学学士学位。1953年,得到哥伦比亚大学博士学位。同年,他获聘到罗彻斯特大学做研究。1954年,转任职于比利时法语布鲁塞尔自由大学。1956年,应聘为康乃尔大学的副教授。在康乃尔大学,他遇到客座博士后研究员恩格勒。两人成为好朋友与工作伙伴。两年后,恩格勒返还比利时,布绕特全家也跟着一起回归法语布鲁塞尔自由大学,布绕特在那里担任正教授。1980年,布绕特与恩格勒共同领导理论物理组。

发现希格斯机制

1964年6月,布绕特团队发表了三页论文,他们指出,假定在量子真空(quantum vacuum)里标量场的振幅不等于零,则会引起自发对称性破缺,从而促使某些规范玻色子获得质量。由于电磁相互作用光子与传递弱相互作用W及Z玻色子都是规范玻色子,这结果是统一弱相互作用与电磁相互作用的关键。稍后,希格斯独立发表论文概述怎样能够应用局域规范不变性来回避戈德斯通定理[6]不久之后,希格斯发表第二篇论文,他将上述回避方法加以延伸应用于一种非常简单模型,借以描述规范矢量场怎样获得质量。在这篇论文里,希格斯给出后来知名为“希格斯玻色子”的假定量子的方程。[3]希格斯的1966年论文又推导出希格斯玻色子的衰变机制;只有带质量玻色子衰变,假若找到衰变的迹象,就可以证实希格斯玻色子存在。[7]

古拉尼团队论文提到了布绕特团队与希格斯分别独立于1964年发表的论文。这论文也推导出希格斯玻色子的存在,但是希格斯的希格斯玻色子具有质量,而古拉尼团队的希格斯玻色子不具有质量,这结果令人疑问两种希格斯玻色子是否相同。在2009年与2011年发表的两篇论文中,古拉尼解释,在古拉尼团队给出的模型里,取至最低阶近似,玻色子的质量为零,但是这质量的数值没有被任何理论限制;取至较高阶,玻色子可以获得质量;另外,只有古拉尼团队论文明白写出模型里没有零质量戈德斯通玻色子,这论文是唯一对于整个希格斯机制给出完整分析的论文。[8][9]

1971年,正在乌特勒支大学攻读博士的杰拉德·特·胡夫特与他的论文指导教授马丁纽斯·韦尔特曼共同将杨-米尔斯理论加以重整化。他们表示,假若按照希格斯机制来实现杨-米尔斯理论的对称性破缺,则杨-米尔斯理论可以重整化。这是二十世纪理论物理学的重要成就之一。由于这贡献,希格斯机制开始得到理所当然的重视。1999年,胡夫特与韦尔特曼共同因此获得诺贝尔物理学奖[10]

成就与荣誉

1978年,布绕特、恩格勒与埃德加·冈济格(Edgard Gunzig)合作发表论文《因果宇宙》(Causal Universe),提出宇宙暴胀的机制,因此获得重力研究基金会(Gravity Research Foundation)的国际重力竞赛(International Gravity Contest)第一名。[11]

1997年,欧洲物理学会颁发高能量与粒子物理学奖(High Energy and Particle Physics Prize)给布绕特、恩格勒、希格斯,鼓励他们“首先表述出一种关于带质量、带电荷矢量玻色子的自洽理论,是基本粒子电弱理论的基础”。[12]

2004年,布绕特、恩格勒、希格斯荣获 沃尔夫物理学奖 ,因为他们的“开创性工作,导致对于质量生成机制的深入了解,即每当局域规范对称性被非对称性地实现于亚原子粒子世界时,质量生成的机制。”[13]

2010年,美国物理学会颁发理论粒子物理学樱井奖给他们,因为他们“详细阐述,在四维相对论性规范场论里,自发对称性破缺的性质与矢量玻色子质量的持续守恒生成。”[12]

1993年,布绕特成为法语布鲁塞尔自由大学的荣誉退休教授。2004年,蒙斯-埃诺大学授予布绕特荣誉博士。2005年,荷语布鲁塞尔自由大学(Vrije Universiteit Brussel)颁赠布绕特荣誉博士。

私人生活

布绕特很喜欢与大自然接触。休闲时间,他常会到自家庭院修剪花草树木。他甚至将他的纪念论文集取名为“伊甸园的园丁”。

布绕特有两次婚姻。第一任妻子玛婷(Martine)过世后,他遇到凯熙(Kathy),两人结为连理、鹣鲽情深 。布绕特晚年病榻缠绵,凯熙周善照顾、无微不至,布绕特在家里安详往生。[1]

参考文献

  1. ^ 1.0 1.1 Biography of Robert Brout at Physicstoday.org
  2. ^ Englert, François; Brout, Robert. Broken Symmetry and the Mass of Gauge Vector Mesons. Physical Review Letters. 1964, 13 (9): 321–23. Bibcode:1964PhRvL..13..321E. doi:10.1103/PhysRevLett.13.321. 
  3. ^ 3.0 3.1 Higgs, Peter. Broken Symmetries and the Masses of Gauge Bosons. Physical Review Letters. 1964, 13 (16): 508–509. Bibcode:1964PhRvL..13..508H. doi:10.1103/PhysRevLett.13.508. 
  4. ^ Guralnik, Gerald; Hagen, C. R.; Kibble, T. W. B. Global Conservation Laws and Massless Particles. Physical Review Letters. 1964, 13 (20): 585–587. Bibcode:1964PhRvL..13..585G. doi:10.1103/PhysRevLett.13.585. 
  5. ^ Physical Review Letters - 50th Anniversary Milestone Papers. Physical Review Letters. [2012-08-13]. (原始内容存档于2010-01-10). 
  6. ^ Higgs, P. W. Broken Symmetries, massless particles and gauge fields. Phys. Lett. 1964, 12: 132–133. doi:10.1016/0031-9163(64)91136-9. 
  7. ^ Ellis, John; Mary Gaillard, Dimitri Nanopoulos, A Historical Profile of the Higgs Boson, 2012 
  8. ^ G.S. Guralnik. The History of the Guralnik, Hagen and Kibble development of the Theory of Spontaneous Symmetry Breaking and Gauge Particles. International Journal of Modern Physics A. 2009, 24 (14): 2601–2627. Bibcode:2009IJMPA..24.2601G. arXiv:0907.3466. doi:10.1142/S0217751X09045431. 
  9. ^ Guralnik, The Beginnings of Spontaneous Symmetry Breaking in Particle Physics. Proceedings of the DPF-2011 Conference, Providence, RI, 8–13 August 2011, Arxiv.org, 11 October 2011 
  10. ^ The Nobel Prize in Physics 1999
  11. ^ Gravity Research Foundation Awards 互联网档案馆存档,存档日期2007-09-29.
  12. ^ 12.0 12.1 2010 J.J. Sakurai Prize for Theoretical Particle Physics Recipient: Robert Brout. American Physical Society. [2012-03-22]. [永久失效链接]
  13. ^ The Wolf Prize in Physics in 2004. [2012-08-13]. (原始内容存档于2012-02-05). 
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