基础物理研究特别突破奖颁出,MIT名誉教授Daniel Freedman获奖

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基础物理研究特别突破奖颁出,MIT名誉教授Daniel Freedman获奖
麻省理工科技评论 2019-08-08

2019-08-08

MIT 名誉教授 Daniel Freedman 及其他两位物理学家——Sergio Ferrara 和 Peter van Nieuwenhuizen——将因他们在发展超引力理论的过程中所做的贡献,荣获今年的基础物理研究特别突破奖。
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MIT 名誉教授 Daniel Freedman 及其他两位物理学家——Sergio Ferrara 和 Peter van Nieuwenhuizen——将因他们在发展超引力理论的过程中所做的贡献,荣获今年的基础物理研究特别突破奖。

MIT 名誉教授 Daniel Freedman 及其他两位物理学家——Sergio Ferrara 和 Peter van Nieuwenhuizen——将因他们在发展超引力理论的过程中所做的贡献,荣获今年的基础物理研究特别突破奖(Special Breakthrough Prize in Fundamental Physics),并共享该奖项为此设立的300万美元奖金。

三人于上世纪七十年代所进行的研究,首次将假定所有基本粒子都具有一个与之相对应的“伙伴粒子”的超对称理论(principles of supersymmetry)与认为空间扭曲会产生引力的相对论相结合,通过为广义相对论中的重子(gravitons)增添一个与之对应的“伙伴粒子”重微子(gravitinos),成功将引力、电磁力、弱核力和强核力全部纳入了一个系统,弥补了超对称理论仅能统一电磁力、弱核力和强核力这三种自然力,不能囊括引力的短板。

图丨Daniel Freedman(来源:MIT NEWS)

Freedman 与 Ferrara 和 van Nieuwenhuizen 在超引力理论研究上的合作,最早始于 1975 年年末的巴黎高等师范学校(École Normale Supérior, ENS)。当时还在纽约州立大学石溪分校(Stony Brook University, New York)任教授的Freedman正在对 ENS 进行休假访问,而 Ferrara 那会也碰巧正在 ENS 进行着一项独立研究。

由于构建超引力理论是当时物理学界急需解决的一大挑战,Freedman 就找到 Ferrara,并告诉 Ferrara,自己正在考虑这个问题;Ferrara 则在讨论中建议,应该从一个 Freedman 此前在解决一个超对称规范理论(supersymmetric gauge theories)问题时所用过的方法入手。

“与 Ferrara 的讨论为我提供了一个正确思考方向,”Freedman 对此回忆道。

讨论过后,Freedman 用剩下的时间,在 ENS 顺着 Ferrara 的建议很快就完成了构建超引力理论的第一步,并证明了该理论在数学上可行。

当 Freedman 回到石溪分校时满怀自信, 以为很快就能完成这项工作,但没过多久,他就发现问题比此前所预想的要难得多。

这也是当时 van Nieuwenhuizen 会被 Freedman 找来一起进行这项研究的原因。Freedman 说:“当时我们一起努力研究了好几个月,才设法将支离的线索整合到了一起。”

麻省理工学院科学院院长兼数学教授 Michael Sipser 说:“Daniel Freedman 在超引力理论上所做的研究改变了我们对标准模型外的物理学的看法,并在后来被看作是现代物理和数学物理领域的核心突破之一,为研究量子场论和超弦理论开辟了新的途径,我代表 MIT 科学院对 Freedman 和其他两位参与研究的物理学家能因此获得基础物理研究特别突破奖表示祝贺。”

Freedman 于 1980 年加入麻省理工学院,先任应用数学教授,后在理论物理中心兼任它职。Freedman 在麻省理工学院常年讲授超对称和超引力理论的高级研究生课程,而该课程的一大特色就是,Freedman 会在课后作业题中为学生推荐每一题在解题时的最佳“古典音乐”伴侣。

Freedman 说:“我对在麻省理工任职的这36年感想很多,印象也很深,有很多很有才华的研究生都能用十分机智的方法解决问题。”

2016 年,Freedman 正式从麻省理工学院退休,并获名誉教授称号,现为斯坦福大学客座教授,与妻子住在加利福尼亚州的 Palo Alto。Freedman 拥有 Wesleyan 大学的学士学位以及威斯康星大学(University of Wisconsin)的物理学硕士和博士学位,曾被选为 MIT 斯隆会员(Sloan Fellow)并两次获评 MIT 古根海姆会员(Guggenheim Fellow),并拥有美国艺术与科学学院院士头衔。

Freedman与Ferrara 和 van Nieuwenhuizen 曾因他们在超引力理论研究中所做的贡献于 1993 年获狄拉克奖,于 2006 年获 Dannie Heineman 数学物理奖。

注:突破奖(the Breakthrough Prizes)由一群硅谷企业家设立,旨在表彰那些为生命科学、基础物理和数学领域的发展作出过重大贡献的科学家。其中,基础物理研究特别突破奖此前获奖者有Jocelyn Bell Burnell、 LIGO研究团队核心成员(内有麻省理工学院名誉教授Rainer Weiss)和斯蒂芬·霍金。


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