诺贝尔物理学奖获得者Frank Wilczek做客第93期大师讲坛[图]

9月22日，李政道研究所首任所长、诺贝尔物理学奖获得者、麻省理工学院Frank Wilczek教授在李政道图书馆报告厅做客第93期大师讲坛，为交大师生带来题为“质量的起源”的精彩报告。

Wilczek教授从历史发展的角度，介绍了在物理学中人们对质量概念的逐渐改变。起初，人们认为质量是守恒不变的，1905年爱因斯坦创立了狭义相对论揭示了质量和能量之间密不可分的关系。静止质量为零的光子则是由“纯能量”构成的基本粒子。能量是更基本的物理量，它是守恒不变的。对于常见物质而言，如原子、分子，它们是由夸克、胶子、电子组成，而且质量的绝大部分是来源于这些基本粒子的相互作用的。

描述夸克的理论本身是无质量的，要导致夸克产生质量要引入Higgs场，通过对称性破缺从而使得夸克拥有质量。近年来欧洲大强子对撞机（LHC）上的实验发现了Higgs粒子的存在。天文观测告诉我们，从能量的角度可见物质仅占了约5%，而暗物质和暗能量占了绝大部分，这些能量的本质是什么我们还不知道。现代的观点认为暗物质是一种基本粒子，但我们还没有找到。质量起源的问题离解决还有很长的路要走。

现场互动中，Wilczek教授回答了关于是否存在负能量，暗能量与其他能量如何相互作用等问题，同时也从个人发展的角度为同学们介绍了做科学研究的方法和思路。

【嘉宾简介】

Frank Wilczek（弗朗克·维尔切克），美国国家科学院院士，美国艺术与科学院院士，荷兰科学院外籍院士。他1970年获得芝加哥大学数学学士学位之后，师从于美国著名物理学家David Gross（大卫·格罗斯），并于1972年获普林斯顿大学硕士学位，1974年获普林斯顿大学博士学位。1980年晋升为普林斯顿大学教授，1980年至1988年期间供职于加州大学圣塔芭芭拉分校理论物理所，1989年至2000年成为普林斯顿大学高等研究院的教授，2000年至今任麻省理工学院物理系教授，并曾于2007年和2008年分别担任北欧理论原子物理研究院和牛津大学的访问教授。2017年Frank Wilczek教授就任李政道研究所首任所长。

【背景介绍】

质量的起源是物理学中的最重要基本问题之一。爱因斯坦的质能关系揭示了能量和质量的相互关系。1964年，英国物理学家彼得·希格斯提出了希格斯机制。在此机制中，希格斯场引起自发对称性破缺，并将质量予规范传播子和费米子。希格斯粒子是希格斯场的场量子化激发，它通过自相互作用而获得质量。天文观测表明宇宙是由约5%的重子物质，27%的暗物质和68%的暗能量构成。而暗物质和暗能量的本质目前仍不清楚。

Frank Wilczek是当今最杰出的理论物理学家和数学家之一。他的研究领域涉及凝聚态物理、天体物理和粒子物理等多个研究领域。他提出并参与了轴子、任意子、渐进自由、夸克物质的色超导性、量子场论以及时空晶体等理论的发展。其中，因发现了量子色动力学中的渐进自由，他和David Gross（大卫·格罗斯）、H. David Politzer（休·波利策）共同获得了2004年诺贝尔物理学奖。除此之外，Frank Wilczek因其在理论物理学领域的贡献和成就，获得了包括樱花奖、狄拉克奖、迈克尔逊莫雷奖、洛伦兹奖等十几个奖项。