物理
【丁肇中獲頒諾貝爾物理獎40週年專題】丁院士研究的歷史意義
丁院士研究的歷史意義
中央大學物理系 張元翰教授
丁肇中院士從事粒子物理研究近 60 年,進行多項重要的實驗,獲得空前的成果,也得到了諾貝爾獎的肯定。在粒子物理領域裡,他數度開創新局,做出前人無法想像的發現。對物理的貢獻,已經成為一個傳奇。他的研究方法與對問題的取材,影響深遠,隱隱形成一個流派。丁院士物理研究的歷史價值,至少可以從以下三方面來看:
對物理的影響
丁院士獲得諾貝爾獎的工作,是發現了 J 粒子。這個發現對後續粒子物理的進展有劃時代的影響,被稱為粒子物理的 November Revolution (十一月革命)。會被稱為「革命」,就在於這個發現造成多方面的突破,形塑了現代的基本粒子理論。在 J 粒子發現之前,粒子物理正處於一個相對混亂的時刻。當時夸克理論和電弱作用理論已被提出,成功地解釋了許多現象。但是,很多人並不認同夸克是一個實體存在的粒子,而夸克只有三種的想法深植人心。電弱作用理論則仍有缺陷,跟某些實驗結果有重大的出入。另外,強作用力的理論(量子色動力學)也已經存在,卻沒有一個好的系統可以驗證其預測。
【丁肇中獲頒諾貝爾物理獎40週年專題】1976年諾貝爾物理獎官方新聞稿
1976年諾貝爾物理獎官方新聞稿
國立臺灣大學科學教育發展中心特約編譯 葉承効 / 中央大學物理系教授張元翰 責任編輯
瑞典皇家科學院(The Royal Swedish Academy of Sciences)決定將 1976 年的諾貝爾物理獎頒給美國史坦福直線加速器中心的伯頓.里克特(Burton Richter)教授與美國麻省理工學院的丁肇中教授,以表彰他們在發現一種新的重基本粒子中所進行的開創性研究。
以對基本粒子的研究共享諾貝爾物理學獎殊榮
今年的物理獎頒發給探究物質最基本組成單位的研究,這個單位甚至比原子與原子核還小。根據愛因斯坦著名的質能等價定律,$$E=mc^2$$,創造重粒子需要大量的動能,而且能量必須非常集中。這次獲獎的兩個實驗是分別在兩個世界最大的粒子加速器中獨立進行。丁肇中和他的研究員將他們自己的偵測器與布魯克海文國家實驗室(Brookhaven National Laboratory)的質子加速器相連接。加速器的直徑約為 200 多公尺,而丁肇中的團隊所使用的偵測器,長度將近 15 公尺。里克特團隊的偵測器則是與位於史坦福直線加速器中心,長達三公里的直線電子加速器相連。里克特的儀器太過龐大,因此無法放在室內。在探測極微小的物體時,大型的顯微鏡是必需而且無可避免的。為了看到最小的物體,我們需要最大的偵測器。
【丁肇中獲頒諾貝爾物理獎40週年專題】丁肇中院士介紹
丁肇中院士介紹
國立臺灣大學科學教育發展中心張忻郁 編譯 / 中央大學物理系教授張元翰 責任編輯
丁肇中教授 1936 年出生於美國密西根州的安娜堡 (Ann Arbor) 。他的父母為研究工程學的丁觀海教授和專攻心理學的王雋英教授,當時都在密西根大學訪問。他們全家回到了中國後,由於當時正逢抗日戰爭,生活很不穩定,因此並未接受完整的教育。直到十二歲來台,丁肇中才開始進入正規教育體系。他先後就讀竹南國小,台中大同國小,成功中學,建國中學,以及成功大學。在成大只待了一年,便隻身前往美國,進入密西根大學,於 1959 獲得物理與數學學士學位,1960 及 1962 年分別獲得物理碩士和博士學位。
物理模擬影片一:單擺和能量守恆
單擺和能量守恆 (Simple Pendulum and Conservation of Energy)
國立臺灣大學物理學系石明豐教授
這個模擬程式以十分之一的慢動作,呈現了一個繩長為 0.45 公尺的單擺運動,










