2006年诺贝尔物理奖

2006年诺贝尔物理奖

据诺贝尔奖官方网站消息，10月3日当地时间上午上午11时45分(北京时间17时45分),瑞典皇家科学院诺贝尔奖委员会宣布将2006年度诺贝尔物理学奖授予两名美国科学家约翰-马瑟和乔治-斯莫特，以表彰他们发现了黑体形态和宇宙微波背景辐射的扰动现象。他们将分享一千万瑞典克朗的奖金(137万美元、107万欧元)。

2001年诺贝尔物理奖得主Cornell曾经接受北京青年报记者的采访，他说他自己虽然做出了BEC，但是没有想到自己这么快就拿到了Nobel奖，所以2001年那年宣布的时候他正睡得很香。然后记者问他当时觉得应该是什么可以拿到Nobel物理学奖的，他说他知道宇宙学上有很重大的突破，是关于宇宙微波背景辐射的各向异性的，他说他虽然不了解宇宙学，但他认为关于宇宙起源和物质基本组成这种问题的研究，一定是最重大的物理问题，比他的BEC还值得授予Nobel物理学奖。

 他的话说中了，在5年之后。 2006年诺贝尔物理奖授予宇宙微波背景辐射的各向异性，这个奖更应该是算在粒子物理的头上，因为现代宇宙学的观测已经为粒子物理的发展奠定了全新的方向。以前的粒子物理都是基于加速器观测的，而随着要往更高能量走，只有宇宙这个天然的大加速器可以提供我们更加丰富的信息。

今年的Nobel物理学奖，粒子物理学家也是很欢迎的，因为关于宇宙微波背景辐射各向异性的理论全是粒子物理学家做的，因为这本来就是一个粒子物理问题。

    几十年前，暗物质(dark matter)刚被提出来时仅仅是理论的产物，但是现在我们知道暗物质已经成为了宇宙的重要组成部分。暗物质的总质量是普通物质的6倍，在宇宙能量密度中占了1/4，同时更重要的是，暗物质主导了宇宙结构的形成。暗物质的本质现在还是个谜，但是如果假设它是一种弱相互作用亚原子粒子的话，那么由此形成的宇宙大尺度结构与观测相一致。

 进一步的，暗能量出现了。暗能量和暗物质的唯一共同点是它们既不发光也不吸收光。从微观上讲，它们的组成是完全不同的。由此，暗能量占主导的宇宙模型成为了一个和谐的宇宙模型。最近威尔金森宇宙微波背景辐射各向异性探测器（Wilkinson Microwave AnisotropeProbe，WMAP）的观测也独立的证实了暗能量的存在，并且使它成为了标准模型的一部分。

    正是暗物质促成了宇宙结构的形成，今天所有的宇宙结构必然源自于宇宙极早期物质分布的微小涨落，而这些涨落会在宇宙微波背景辐射（CMB）中留下痕迹。

 2006年诺贝尔物理奖就是授予这个实验发现成果。 但是实际上是给粒子物理学家提供了研究问题，所以今年的Nobel物理学奖，粒子物理学家也是很欢迎的，因为关于宇宙微波
背景辐射各向异性的理论全是粒子物理学家做的，因为这本来就是一个粒子物理问题。

    最被看好的暗物质候选者， 其中一个候选者就是中性子（neutralino），一种超对称模型中提出的粒子。超对称理论是超引力和超弦理论的基础，它要求每一个已知的费米子都要有一个伴随的玻色子（尚未观测到），同时每一个玻色子也要有一个伴随的费米子。如果超对称依然保持到今天，伴随粒子将都具有相同的质量。但是由于在宇宙的早期超对称出现了自发的破缺，于是今天伴随粒子的质量也出现了变化。而且，大部分超对称伴随粒子是不稳定的，在超对称出现破缺之后不久就发生了衰变。但是，有一种最轻的伴随粒子（质量在100GeV的数量级）由于其自身的对称性避免了衰变的发生。在最简单模型中，这些粒子是呈电中性且弱相互作用的--是WIMP的理想候选者。如果暗物质是由中性子组成的，那么当地球穿过太阳附近的暗物质时，地下的探测器就能探测到这些粒子。另外有一点必须注意，这一探测并不能说明暗物质主要就是由WIMP构成的。现在的实验还无法确定WIMP究竟是占了暗物质的大部分还是仅仅只占一小部分。

另一个候选者是轴子（axion），一种非常轻的中性粒子（其质量在1μeV的数量级上），它在大统一理论中起了重要的作用。轴子间通过极微小的力相互作用，由此它无法处于热平衡状态，因此不能很好的解释它在宇宙中的丰度。在宇宙中，轴子处于低温玻色子凝聚状态，现在已经建造了轴子探测器，探测工作也正在进行。