赵忠尧

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赵忠尧

赵忠尧(1902年6月27日-1998年5月28日),中国核物理中子物理加速器宇宙线研究的先驱和启蒙者。浙江绍兴诸暨人。其早期对γ射线散射中反常吸收和特殊辐射的实验发现,在正电子反物质的科学发现史上有重要意义。他在1930年成為歷史上首名捕捉正電子的人,其研究直接促成物理學家卡尔·戴维·安德森於1936年獲得諾貝爾物理學獎,安德森在晚年承認他的研究是建基在趙忠堯的基礎之上。[1]

生平[编辑]

1920年浙江诸暨中学毕业后,考入南京高等师范学校(後改為國立東南大學中央大學南京大學)数理化部,修读化学、数学、物理课程,师从任鸿隽王季梁孙洪芬张子高胡刚复叶企孙何鲁熊庆来等人;因父亲去世,家境困难,1924年春留校在物理系担任助教,一面教书,一面听课、考试,补足学分,1925年毕业于国立东南大学物理系,获理学士学位。1925年夏随同东大物理系教授叶企孙转往北京清华学校(1928年更名清华大学)任教。

1927年夏赴美国加州理工学院留学,师从1923年诺贝尔物理奖得主、校长密立根(R. A. Millikan),1931年获博士学位。1931年赴德国哈勒大学 University of Halle-Wittenberg 从事研究工作。

1932年返国,回清华大学物理系任教授。1937年抗战爆发,全家辗转南下到昆明,利用休假在云南大学任教;1938年清华大学北京大学南开大学合并组建西南联合大学,任西南联合大学教授。1945年,应吴有训校长邀请回中央大学物理系任教,并担任物理系主任。

1946年,赴美国参观美国在太平洋中的原子弹实验,并在麻省理工学院电机系静电加速器实验室、卡内基地磁研究所、加州理工学院核反应实验室工作;其间购置核物理实验器材。1948年,獲選為中華民國中央研究院第1屆(數理科學組)院士[2]。1950年返国途中被美国政府拘留达数月之久。之后克服重重困难,于1950年底取道香港返回中国大陆,在中国科学院物理研究所、高能物理研究所工作。1955年当选中国科学院院士。1958年筹建中国科学技术大学近代物理系,兼任系主任。

1998年5月28日在北京逝世。

主要成就[编辑]

  • 发现反常吸收和特殊辐射,在人类历史上第一次观测到正电子,实验发现反物质。1930年,赵忠尧发表《硬γ射线在物质中的吸收系数》和《硬γ射线的散射》等论文,发现了γ射线通过量子物质时的“反常吸收”,即正负电子对湮灭现象,实验观测到正电子。该发现是量子电动力学理论发展的里程碑。赵忠尧并没有因该项成就被授予诺贝尔奖。两年后,他的同学安德逊(C. D. Anderson)在威尔逊云雾室中观测到宇宙线的反物质——正电子的径迹,获诺贝尔物理奖。安德森注意到有一个粒子,它在磁场中的弯曲方向与电子在磁场中的弯曲方向相反。因此他知道这个粒子带着一种不同的电荷,他还知道这个粒子的质量跟电子质量差不多。他得出的结论是,这个粒子的质量介于电子质量和质子质量之间。这是第一种被发现的反物质。他在回忆中提及:“我依稀记得,当时有一个研究生。我猜他跟其他研究生一样,没有读过所有的理论。因此他(看到实验结果后)没有立即认识到那就是反物质;而反物质此前就已经被英国物理学家保罗·狄拉克预言出来了。”安德森提及的这件事是指1929年加州理工学院的研究生赵忠尧曾经也发现过相关的实验现象,但貌似他当时的论文重点放在了硬伽马射线的散射上,而不是正反物质的湮没现象。赵忠尧后来也没有再继续跟进或指出正电子的说法,因此诺贝尔物理学奖最终颁给了卡尔·安德森,并第一次与华人科学家擦肩而过。有关正电子的发现诺贝尔物理奖得主丁肇中教授曾经评论:“要不是赵教授在30年代对正负电子湮没发现做出的巨大贡献,我们就不可能有正负电子对撞机,也就没有今天的物理研究。”
  • 在中国建立核物理实验基地。1932年回国后,在极为简陋的条件下在清华大学建立了核物理教学实验室,从事γ射线、人工放射性和中子物理的研究工作。期间发表了《硬γ射线与原子核的相互作用》等有重要意义的成果和论文。1950年回国后,在中国科学院近代物理研究所主持核物理方面的工作,主持建成了中国第一台质子静电加速器,使中国加速器技术迈出了第一步,还发展了真空技术、高电压技术、离子源技术,对中国高技术工业的发展起了推动作用。在他主持下,以静电加速器为基础又建设了中国最早的核物理实验室,开展了中国最早用加速器的核物理实验。并且主持在中国科技大学建立起一个专业实验室,开设了β谱仪、气泡室、γ共振散射、穆斯堡尔效应、核反应等较先进的实验。此后北京开建正负电子对撞机工程、加速器、质谱仪和同步辐射应用设施等等并投入运行,都积累着赵忠尧等老一辈科学家的心血。
  • 启蒙中国的核物理科学。首次在中国开设核物理课程,培养了中国第一批原子能专业人才。在长期的研究和教学工作中,培养大批人才,为中国核物理宗师,被称为“中国原子能之父”。桃李满天下,学生中许多为有关领域有所成就的专家学者,如王淦昌钱三强钱伟长王大珩杨振宁李政道朱光亚邓稼先赵仁恺冯端朱清时等人。中国第一枚原子弹诞生,第一枚氢弹爆炸,第一艘核潜艇下水,第一个高能量正负电子对撞机问世,第一个核电站动土兴建……这些原子能开发领域的成果,有将近一半的技术力量来自赵忠尧和他的学生们。奠定了中国原子核能事业的基础。

參考文獻[编辑]