8 月 8 日,联合国教科文组织和国际原子能机构的国际科技组织——国际理论物理中心(International Centre for Theoretical Physics,ICTP)公布 2020 年狄拉克奖得主。

来自欧洲的三位弦理论物理学家荣膺该奖项,他们分别是法国蒙彼利埃大学的安德烈 · 内沃(André Neveu)、意大利佛罗里达大学的皮埃尔 · 拉蒙(Pierre Ramond)、以及意大利罗马第一大学的米格尔 · 维拉宿(Miguel Virasoro),获奖理由是“对弦理论的创立和形式化表述所作的先驱性贡献,将新的玻色和费米对称性引入物理学”。

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图 | 2020 年狄拉克奖得主

狄拉克奖评选委员会成员、意大利猞猁之眼国家科学院院士乔治 · 帕里西(Giorgio Parisi)就三位得主的成果做了如下评价:“这项工作非常重要,因为它让我们可以完成在那之前不可能完成的计算,”“有了一个模型却不知道其对称性让研究显得漫无目的,好比在黑暗中行走一样。这就是为什么发现这些对称性是一个真正的转折点。”

狄拉克奖,被誉为理论和数学物理界的最高荣誉,是国际理论物理中心于 1985 年,为纪念理论物理学家保罗 · 狄拉克(Paul Adrien Maurice Dirac)而设置的奖项,每年颁布奖项的日期也是保罗 · 狄拉克的生日。

获奖者由杰出科学家组成的国际委员会从提名候选人名单中选出,该奖项不授予诺贝尔奖、菲尔茨奖与沃尔夫奖得主,但多位狄拉克奖章获得者,于日后摘得了上述奖项。值得注意的是,华人物理学家李雅达、张首晟、文小刚也曾获得该奖项。

三位得主均为 “40” 后物理家

2020 年的三位得主中,第一位获奖者安德烈 · 内沃生于 1946 年,其一直从事弦理论和量子场论的研究,曾发明 Neveu-Schwarz 代数和 Gross-Neveu 模型。

第二位获奖者皮埃尔 · 拉蒙也是一位 “40” 后,其出生于 1943 年。1970 年,他将保罗 · 狄拉克的点状粒子,扩展到线状粒子。在此过程中,他发现了二维超对称性,并为四个时空维度奠定了超对称性的基础。其还在弦理论中发现了费米子模的光谱( the spectrum of fermionic modes),并开始研究超弦理论。随后,本次和他一起获奖的安德烈 · 内沃,基于他的超弦理论论文,提出了费米子和玻色子的弦理论。

第三位获奖者米格尔 · 维拉宿,于 1940 年出生于阿根廷,上世纪六十年代末他与弦理论的的先驱之一加布里埃莱 · 韦内齐亚诺(Gabriele Veneziano),合作发展了韦内齐亚诺模型,这种 “开弦” 模型是第一个受认可的弦理论模型。后来他自己开发了一套 “闭弦” 模型。对于这些模型的对称性,米格尔 · 维拉宿提出了数学表达,即比拉索罗代数。这种无限维的李代数为弦理论提供了重要的数学工具。

什么是弦理论?

弦理论是基础物理的一种理论框架,它把物质描述为由一维的微观客体 “弦” 所组成。

弦理论的最早出现于 20 世纪 60 年代末,一经提出,它立即成为引力量子理论的一个颇有前途的候选理论。弦理论的最早版本是玻色弦理论,发展于 1960 年代晚期,其名称由来是因为粒子谱中仅含有玻色子。

玻色子是自旋为整数(0,1,2,……,以普朗克常量为单位)的粒子,如光子、引力子、希格斯玻色子。费米子则是自旋为半整数(1/2,3/2,5/2,……,以普朗克常量为单位)的粒子,比如电子、质子、夸克。

弦理论有什么用?

弦理论是物理学家提出的物理学大统一理论方案,其试图将描述引力的爱因斯坦广义相对论、和描述物质基本组成的量子力学结合起来。

弦理论在解决基础物理中的一些问题上,发挥着十分重要的作用,并已应用于其他各种领域,如黑洞、早期宇宙、凝聚态物理等,并促进了纯数学的重大发展。