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杰拉德·特·胡夫特

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杰拉德·特·胡夫特1999年诺贝尔物理学奖得主
Gerard 't Hooft
Gerard 't Hooft.jpg
出生 (1946-07-05) 1946年7月5日74歲)
荷兰登海尔德
国籍 荷蘭
母校乌得勒支大学
知名于量子场论
量子引力
奖项丹尼·海涅曼数学物理奖(1979年)
沃尔夫奖(1981年)
洛侖茲獎章(1986年)
斯賓諾莎獎(1995年)
富蘭克林獎章(1995年)
Nobel prize medal.svg诺贝尔物理学奖(1999年)
羅蒙諾索夫金質獎章(2010年)
科学生涯
研究领域理论物理学
机构乌得勒支大学
博士导师马丁纽斯·韦尔特曼Nobel prize medal.svg
博士生罗贝特·戴克赫拉夫
赫尔曼·弗尔林德

杰拉德·特·胡夫特荷蘭語Gerard 't Hooft ,1946年7月5日),荷兰理论物理學家,乌得勒支大学教授,於1999年因為「闡明物理学電弱相互作用量子結構」與其指導教授馬丁紐斯·韋爾特曼一同獲得诺贝尔物理学奖[1]二十世纪中后期最重要的理论家之一。

生平[编辑]

早年[编辑]

1946年7月5日,杰拉德·特·胡夫特出生在荷蘭登海爾德,但主要在海牙長大。在家中三個孩子裡排行第二。特·胡夫特生長在一個充滿學者的家庭,他的外祖母是諾貝爾獎得主弗里茨·澤爾尼克的姊妹,外祖父是萊登大學知名的動物學教授。舅舅尼可·范坎彭英语Nico van Kampen烏特勒支大學擔任物理學教授。雖然他的母親作為一名女性,並未從事科學事業,但她嫁給了一位海洋工程師。[2]在父親的影響下,特·胡夫特很早就展現對科學的興趣。念小學時當學校老師問起未來志向時,他表示要成為一位「知曉一切事物的人」。[2]

小學畢業之後,特·胡夫特進入道爾頓學園(Dalton Lyceum)就讀。這是一間實行道爾頓計劃英语Dalton Plan的教育機構,這套教學方法相當適合特·胡夫特。他輕鬆通過了科學、數學等科目,但對於語言課程不是很擅長。儘管如此,他還是完成了英語、法語、德語、古希臘語、和拉丁語的課程。十六歲那年,他參加了奧林匹克數學競賽並獲得了銀牌。[2]

求學[编辑]

1964年,特·胡夫特通過了中學測驗,進入烏特勒支大學學習物理。因為希望就讀他舅舅所在的物理系,他選擇了烏特勒支大學而非距離更近的萊登大學。由於特·胡夫特太過專注在科學,他的父親堅持他參加學校裡的一個精英社團「烏得勒支學生隊」(Utrechtsch Studenten Corps),以期望他能從事一些課外活動。這某些程度上確實展現了一些效果,他曾在賽艇俱樂部「特里同」(Triton)擔任指揮,與科學討論社團「克里斯蒂安·惠更斯」(Christiaan Huygens)一起規劃了一次科學類的全國學生代表大會。

在物理的學習上,特·胡夫特決定追求他所認為理論物理中的核心—基本粒子物理。他的舅舅並不喜歡這個領域,所以當特·胡夫特要寫「doctoraalscriptie」(在荷蘭相當於碩士論文)時,他找上了新進的教授馬丁紐斯·韋爾特曼。韋爾特曼當時在研究楊-米爾斯理論,由於這個理論在物理計算上無法被重整化,以當時而言並不算是主流的研究課題。特·胡夫特被交付的題目是阿德勒-貝爾-傑克威反常英语Adler–Bell–Jackiw anomaly,一個理論無法解釋的電中性π介子衰變現象。當時的理論不允許π介子衰變產生光子,然而實際的實驗卻觀測到這類的衰變。特·胡夫特當時也無法給出合理的解釋。

1969年,特·胡夫特選擇韋爾特曼作為他博士學位的指導教授。他開始研究韋爾特曼正在研究的課題,楊-米爾斯理論的重整化。1971年他發表了第一篇論文,裡頭說明如何重整化楊-米爾斯場中質量為零的場。[3]這項工作並未引起太多的注意,但韋爾特曼對於長久以來的問題被解決感到相當興奮。在這之後他們發展了一套稱為因次正規化英语dimensional regularization的方法。隨後特·胡夫特的第二篇論文也發表,探討了楊-米爾斯理論在自發對稱破缺之後帶質量場的重整化。[4]這篇文章漸漸受到廣泛注意,在1999年為兩人贏得諾貝爾物理學獎

以這兩篇文章為基礎,1972年特·胡夫特完成了他的學位論文《楊-米爾斯場的重整化方法》。同一年,他與烏特勒支大學醫學院的學生Albertha A. Schik結為夫妻。[2]

學術生涯[编辑]

特·胡夫特於哈佛大學。

完成博士學位之後,特·胡夫特到了歐洲核子研究組織擔任研究員。他和韋爾特曼一起試著完善楊-米爾斯理論的重整化計算。這段期間,他開始對強交互作用感到興趣,認為這類的交互作用可以用零質量的楊-米爾斯理論來描述。根據計算的結果,這樣的理論具有漸進自由的性質,符合深度非彈性散射英语deep inelastic scattering實驗的結果。這與物理學家所認知的楊-米爾斯理論相違背,過去我們所知的如重力電磁作用其作用的強度隨距離增加而減弱。然而這種人們熟知的性質無法解釋深度非彈性散射的實驗結果。1972年,特·胡夫特在一個小型會議中談論到這個計算成果,一位物理學家庫爾特·希門奇克英语Kurt Symanzik便建議他發表這個成果。[2]然而之後特·胡夫特仍未將此計算發表成論文。不久之後,休·波利策大衛·葛羅斯弗朗克·韋爾切克等人於1973年也得到了同樣的結果,三人因此貢獻獲得了2004年的諾貝爾物理獎。[5][6]

1974年特·胡夫特回到烏得勒支大學擔任助理教授。1976年受邀到史丹佛大學作學術訪問,並到哈佛大學擔任講座教授。他的大女兒Saskia Anne在訪問期間於波士頓出生,在回到烏得勒支大學作為教授職務時生下了二女兒Ellen Marga。[2]2011年特·胡夫特被選為烏得勒支大學的傑出教授。[7]

榮譽[编辑]

1981年特·胡夫特獲頒沃爾夫獎[8]1986年獲得洛侖茲獎章,該獎章每四年頒發一次,表彰在理論物理上的傑出貢獻。[9]1995年成為斯賓諾莎獎最初的幾位獲獎人之一,該獎是荷蘭最崇高的科學獎項。[10]同年又獲得富蘭克林獎章[11]1999年因「闡明物理學中電弱相互作用的量子結構」與其指導教授馬丁紐斯·韋爾特曼一同獲得諾貝爾物理學獎[1]

1971年發現的小行星9491(9491 Thooft)以特·胡夫特命名,[12]特·胡夫特為該小行星未來的居民頒布了憲法。[13]

研究[编辑]

特·胡夫特的研究興趣大致分為三個方向:基本粒子物理的規範理論量子重力黑洞、量子力學的基礎研究。[14]

基本粒子物理的規範理論[编辑]

物理上特·胡夫特最為人所知的貢獻是有關規範理論的研究。

參考資料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 The Nobel Prize in Physics 1999. Nobel Foundation. [2008-10-09]. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 't Hooft, G. Gerardus 't Hooft - Autobiography. Nobel web. 1999 [06-10-2010]. 
  3. ^ G. 'tHooft. Renormalization of massless Yang-Mills fields. Nuclear Physics B: 173–199. [2018-04-02]. doi:10.1016/0550-3213(71)90395-6. 
  4. ^ G.'t Hooft. Renormalizable Lagrangians for massive Yang-Mills fields. Nuclear Physics B: 167–188. [2018-04-02]. doi:10.1016/0550-3213(71)90139-8. 
  5. ^ The Nobel Prize in Physics 2004. Nobel Web. 2004 [2010-10-24]. 
  6. ^ Politzer, H. David. The Dilemma of Attribution (PDF). Nobel Web. 2004 [2010-10-24]. 
  7. ^ Prof. dr. Gerard ‘t Hooft has been appointed Distinguished Professor. Utrecht University. [2012-04-19]. (原始内容存档于2012-04-19). 
  8. ^ The 1981 Wolf Foundation Prize in Physics. Wolf Foundation. 
  9. ^ Lorentz medal. 萊頓大學. 
  10. ^ NWO/Spinoza Prizes 1995-2000. The Netherlands Organisation for Scientific Research (NWO). 
  11. ^ Franklin Laureate Database. The Franklin Institute. (原始内容存档于2010-06-01). .
  12. ^ JPL Small-Body Database Browser. NASA. 
  13. ^ 9491 THOOFT - Constitution and Bylaws. G. 't Hooft. 
  14. ^ 't Hooft, G. Gerard 't Hooft. [24-20-2010]. 

相关文献[编辑]

外部链接[编辑]