梶田隆章(日本物理学家排名)
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2023-11-03
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1. 梶田隆章,日本物理学家排名?
汤川秀树在1949年,因为预言了支配核力的介子理论的工作获得诺贝尔物理学奖。
朝永振一郎在1965年,因为重正化技术,与施温格和费曼一起获得诺贝尔物理学奖。
小柴昌俊在2002年,因为开创宇宙中微子学获得诺贝尔物理学奖。
南部在2008年,因为对称自发破缺理论的研究获得诺贝尔物理学奖。
小林诚和益川敏英在2008年,因为预言了三代夸克获得诺贝尔物理学奖。
梶田隆章在2015年,因为发现中微子振荡,与麦克唐纳一起获得诺贝尔物理学奖。
2. 日本18年拿了18个诺贝尔奖?
尊师重教
日本科学家这一职位,广受社会尊重。
日本权威的“日本社会阶层与社会移动”曾做过的一项的调查结果显示,在日本的187种职业中,大学教师得分83.5分,职业威望仅次于并列第一的法官、律师,社会地位和认可度相当高。
有去日本旅游或者留学的朋友不知道有没有注意到,日本纸币上人物印的都是著名的文学家、科学家这类人。
1万日元人物肖像是福泽谕吉,日本启蒙思想家,被认为是日本教育之父。
5000日元是樋口一叶,日本著名女作家,是日本文坛象征。
新版1000日元是野口英世,日本生物学家,毕生致力于科学研究。
并且,日本科学家获得的待遇也非常高。
2015年日本学士院财务报告显示,本年度共为院士们发放总工资高达3.34亿日元(约合人民币2000多万),差旅等补助经费4.36亿日元(约合人民币2633万)。而且还有大量企业设立科学奖项,让科研人员源源不断地获得研究经费。
据日本媒体报道,东京大学的教授平均每年收入是1172万日元,折合人民币70余万元。
而一般日本企业里的部长级别年薪是890万日元,所以说大学教授的年收入已经远远超过企业高管。
除了对科研人员的待遇保障之外,日本对于科研的资金投入在全球也是名列前茅。
资金支持回顾2000年以后日本的物理、化学、“生理学或医学”三大领域诺贝尔奖获得者的科研成果,我们不难发现,这些大都是在上世纪七十年代前后取得的,比他们获诺奖时间要早二三十年。
把时间拨回到上世纪六七十年代,这期间是日本战后经济复苏之后,的高速增长期。当时,日本政府制定了著名的“国民收入倍增计划”,推动经济以接近10%的年平均增长率持续高速增长。
日本经济高速发展,给科研工作提供了坚实的基础。
制定“国民收入倍增计划”的同时,还制定了与经济发展相呼应的“振兴科学技术的综合基本政策”,力争将国民收入的2%用于科学研究。
到了70年代,日本政府进一步提高了科研支出的占比,将国民收入的3%用于科研。
即便是经历了经济泡沫破灭,被称作是日本“失去的20年”的时期,也没有降低科研支出。
到了2013年,日本在科学技术领域的投入占国民收入比例高达3.8%,是全球第一。从上世纪60年代开始的持续的科研资金投入做基础,如今日本已经跻身科研大国行列。
科研态度坚持
2016年诺贝尔奖获得者大隅良典就足足等待了诺奖20年。
在此前的学术长跑里,他经历了博士毕业无工作、研究项目受挫、转专业、独自在实验室科研,过着长达九年无人问津的学术生活,但是他一直在坚持。
老带新
这些获得诺贝尔奖的得主,除了醉心于科研工作,大部分科学家对后辈支持和帮助也不遗余力,18年诺奖获得者本庶佑,就决定将自己所获奖金全额赠送给母校京都大学,用于支持年轻研究者的研究工作。
除了对后辈资金的支持,日本诺奖的师承关系也是一条特殊的纽带,让一项研究得以持续下去。
2008年的物理学奖得主益川敏英和他在名古屋大学的导师坂田昌一就是这样的师承关系。
1955年高中时代的益川在杂志上读到坂田昌一的一篇论文,内容是一个由质子、中子和λ粒子构成的复合粒子模型。因此产生了想要加入他们的强烈愿望,决定考取名大的物理学系,并且成功进入了坂田昌一实验室。
坂田在当时已经是可以比肩诺贝尔奖级别的科学家了,虽然他自身没有获得诺贝尔奖,但他的学生为他圆了诺奖梦。
坂田昌一(左)、益川敏英(右)
危机感前文说到,2000年之后日本诺奖获得者的科研项目多是集中在上世纪70年代左右。
2018年日本《科学技术白皮书》表明在世界主要科研大国中,只有日本发表的论文数量在减少。全世界引用排名前10%的高质量论文中,日本论文占比从世界第4位降至第9位。
在政府科研预算方面,日本2018年的投入只是2000年的1.15倍。虽然占比仍较高,但从增幅上来看,在世界主要科研大国中是最低的。
在日本,高校研究生中超过一半都是中国人,日本本国学生占比仅有三成。
梶田隆章就直言不讳的说到:资金、科研环境和科研人员数量,是决定论文数量的三大要素,如果日本在这三个方面不加以改进,未来将难以获得诺奖。
在现在这个诺奖井喷的时期,从日本的学界的态度来看,科研和教育的储备不足已经引起日本相关人群的警觉。
“学习好,还努力”这样的学霸才是真的让人尊重的。
从日本社会尊师重教的环境、到战后经济振兴,再到教育资金的投入,这些大方面的因素换来了日本在2000年之后几乎一年一个诺奖的高光时刻。可以想见这个“50 年获得30 个诺贝尔奖的目标”也是大概率可以完成的。
3. 中微子是什么?
中微子实际上是构成物质的基本粒子,而且它的穿透力极其强,质量很小,所以人类对于他的了解还不够多。
规范场物理学研究物质和物质相互作用的一门学问。在古希腊时代,人类其实就已经在思考自然万物,他们当时主要从两个角度出发,第一个角度就是思考构成物质的基本单位是什么?第二个角度则是探测万物的本质规律。实际上,如今的物理学也是从这两个角度来思考万物。
在第一个角度中,先是泰勒斯提出万物的本原是水,后来又有很多人提出不同的想法,其中最有名的当属德谟克利特提出的原子论,他认为万物的本原是原子和虚空。多说一句,德谟克利特是从哲学层面来思考,他提出的“原子”和我们如今的原子是不一样的。
而在第二个角度当中,古代的科学并没有走得太远。关于两个问题的突破一直到了近代。科学家发现了很多粒子,其中一部分被称为基本粒子,比如:夸克,电子,它们不能再被切分。除此之外,它们还发现,物质之间存在着四种相互作用,分别是强相互作用,弱相互作用,电磁相互作用和引力相互作用。
这些作用是通过一种叫做“场”的物质来实现的,其中强相互作用和弱相互作用力是在原子核层面的相互作用,日常生活中除了引力之外,我们所接触到的作用都是电磁相互作用,这套理论如今我们也叫作规范场论。
而在众多的基本粒子当中,就存在着一种很鬼魅的基本粒子,它就是中微子。科学家波尔因为它甚至差点放弃了能量守恒定律。那到底是咋回事呢?
中微子中微子之所以鬼魅,最核心的原因有两点:
穿透力极其强特别善变我们先说为什么中微子的穿透力很强。正如上文说到的,在自然界中存在着四种相互作用,这四种相互作用当中,强相互作用是最强的,其次是电磁相互作用,再然后是弱相互作用,最后是引力相互作用。
我们平时觉得引力很大,主要是因为地球大。试想一下,如果你拿一块磁铁,其实就可以把曲别针给吸起来,也就是说,一个磁铁的提供的电磁相互作用就比地球提供的引力要大。所以,实际上引力很小很小。
有趣的是,中微子不参与到强相互作用当中,它因为不带电,它也不参与到电磁相互作用当中。它的质量极其小,小到如今我们还测不准它的质量。本来电子的质量就足够小了,而中微子很可能只有电子百万分之一的质量。所以它也几乎不参与引力相互作用。它只有极其低的概率会参与到弱相互作用。要知道,弱相互作用本身就极其微弱。这就使得它的穿透力极其强,科学家发现,中微子在宇宙当中传播1光年,只有50%的概率会和这个路径上的物质发生反应。太阳在燃烧过程中,每次产生3个光子,就会伴随着2个中微子产生。
因此,每时每刻都有许多来自于太阳的中微子来到地球,它们往往都是直接穿过地球,地球在它们目前就好像是小透明一样。我们的身体,每秒钟就有亿万个中微子穿过,而我们却一无所知。
除了穿透力极强,中微子还很“善变”,这也给科学家造成了很大的困扰。科学家发现,仪器探测到的中微子总是理论值的1/3,他们甚至怀疑是不是理论出现了错误。后来,科学家就发现,之所以会这样是因为中微子实际上存在3种,而且中微子在传播过程当中,还会发生相转化。说白了,就是3种中微子之间来回变化,所以我们永远只能测到理论值的1/3。这三种中微子分别叫做电子中微子、μ子中微子,τ子中微子。
由于中微子不参与电磁相互作用,而光子是参与到电磁相互作用的,宇宙早期是混沌一片的,光子由于受到电磁相互作用的束缚,所以没有在宇宙中开始传播,因此通过研究中微子,科学家可以了解到宇宙早期的演化,为此还出现了中微子天文学的细分学科。
为了探测它,科学家只能在地下1000-3000米处设立探测器,许多的大国在这方面都有投入,比如:南极冰面下2.44公里处就有冰立方中微子望远镜。
再比如:在日本,有在地下1000多米处的超级神冈探测器,为了探测中微子,这里储存着5万吨高度纯净的水。
对于中微子的探测,已经产生了多位诺贝尔奖获得者,相信未来对中微子的研究,势必会带来物理学和天文学的革命。
4. 日本人所说的5S是指哪些大学?
5S是由5所中坚国立综合大学组成,因为这5所大学罗马音的第一个字母都是s,所以称为5S,这5所学校分别为:
埼玉大学(Saitama University)
信州大学(Shinshu University)
静岡大学(Shizuoka University)
滋贺大学(Shiga University)
新潟大学(Shindai University)
至于难考吗?很多私立学校也是有很多这种级别的,有人质问我私立都是垃圾,话不是这么说的,毕竟私立学费高,能考的上国公立就考国公立。
我简单介绍一下这五所大学吧。
埼玉大学是紧依东京都北部的埼玉县内唯一的一所国立大学。
学校现有5个本科教育学部(学院) -- 教养学部、教育学部、经济学部、理学部和工学部,4个大学院 -- 文化科学研究科、教育学研究科、经济科学研究科,理工学研究科,这些研究科都有资格授予硕士和博士学位。
梶田隆章,2015年诺贝尔物理学奖,就是这所学校的。
埼玉大学图书馆是一栋独立的三层钢筋混凝土建筑。
馆内共有座位805个,电脑22台,网线插口104个,还配有无线LAN网络,那些携带电脑的人可以利用这些接口上网搜索资料。
信州大学是1949年由旧制松本高等学校,是位于长野县的一所日本国立大学,是国立大学中为数不多拥有纤维学部的大学,设置有8个学部和8个研究科,
分别是文学部、教育学部、経法学部、理学部、医学部、工学部、农学部、纤维学部
在纤维、素材方面为日本首屈一指的学术机关。
静冈大学位于静冈县静冈市骏河区大谷,是著名的日本国立大学。拥有静冈校区和滨松校区。
静冈大学有 6 个本科专业,分别为:人文学部、教育学部、情报学部、理学部、工学部、农学部;
研究生院设有 8 个学科:人文社会科学研究科、教育学研究科、情报学研究科、农学研究科、理工学研究科、电子科学研究科、法务研究科、连合农学研究科。
贺大学仅设有教育学与经济学专业,是一所文系高等学府。作为国立大学经济学部,滋贺大学经济学部拥有日本最大规模的6学科,分别是,经济学科、金融学科、企业经营学科、会计情报学科、情报管理学科、社会系统学科。
新潟大学,是明治维新后日本政府创立最早的国立大学之一,也是现在代表日本最高教育水平的国立大学群“七帝官十一”中的一员。新潟大学名列全球550位,亚洲第110位,有9个学部和5个大学院研究科,以及脑研究所、灾害・复兴科学研究所、医齿学综合医院等研究机构。
9部分别是,人文学部、教育学部、法学部、经济学部、理学部、医学部(医学科、保健学科)、齿学部(齿学科、口腔生命福祉学科)、工学部、农学部。
以上就是这5所学校的介绍,希望可以帮到到你。
5. 杨米尔斯方程被推翻真的吗?
是的,被2015年诺贝尔奖得主推翻了,获奖者为加拿大和日本物理学家麦格唐纳和梶田隆章,两人发现的中微子震荡和质量现象对杨—米尔斯理论是彻底的致命性打击,可以说是毁灭性的否定了杨米尔斯理论的存在基础,杨米尔斯理论很可能是错误
6. 中微子每秒钟撞击地球4200亿次?
中微子每秒钟撞击地球4200亿次,为何人类毫无感觉?
中微子可谓是最神奇也是最难发现的微观粒子了,直到100年前才被科学家们发现,相较于原子,以及原子中的质子、中子、电子等粒子,中微子似乎一直以来都在与人类“捉迷藏”,而且就因为长期找不到它,爱因斯坦提出的质能守恒定律这个物理学领域的重要基础,差一点被无情地颠覆。中微子被发现之后,它所具有的一个很特殊的性质-强大穿透性,也让人们瞠目结舌,据监测,人的身体每秒钟就会有成上万亿颗中微子穿过,那么为何我们感觉不出来呢?
中微子的艰难发现历程进入19世纪后,随着基础理论的不断完善和观测技术的持续发展,现代物理学得到了飞速地提升,不过在19世纪和20世纪,科学家们一直以来都没有发现中微子。中微子的发现来源于对一个重大定律的“质疑”,那就是爱因斯坦的质能守恒定律。
当科学家们在进行原子的核裂变实验研究时,总会发现存在着一定的质量亏损,爱因斯坦在质量守恒的基础上,将物体的质量与能量进行了统一,提出了著名的质能守恒定律,从理论上将质量和能量都看作是描述物体基本属性的特征,并定量地表达了它们之间的对应关系,即E=mc^2,这个定律为人们更加深入地了解物体的本质以及运动对时空改变的规律提供了更加深化的认知途径。
不过,后来科学家们在发现中子以后,对于中子在发生衰变为质子和电子的过程中,观测到反应前后的质量和能量之和并非准确的对应,而是发生了一定程度的亏损,无论如何消除实验误差,这个观测结果的不对应性一直存在,于是以玻尔为首的量子力学哥本哈根派代表,提出了中子在发生β衰变过程中并不遵循质能守恒定律,对爱因斯坦的质能方程提供了严重的质疑。
幸好有另外的科学家比如泡利,一直认为质能守恒定律是正确的,认为出现这种现象的原因应该是某种监测不到的物质带走了部分质量和能量。随后,费米在泡利等科学家观点的基础之上又进行了深入研究,通过应用量子力学理论,提出了费米子衰变的连续能谱公式,证明了在中子衰变过程中与电子同时产生了另外一种微观粒子。还有科学家利用K-俘获原子反冲试验,也间接证明了中微子是存在的。
在日本神岗的地下,设置了一个储存5万吨纯水的装置,专门用来探测中微子,该项研究获得了2015年诺贝尔物理学奖。2017年,在位于南极的地下,世界上最大的中微子探测器-冰立方,也探测到了中微子的存在。正因为中微子的极难观测性,科学们家将其形象地称为“幽灵粒子”。
中微子的特性中微子不同于原子以及原子中的电子,它属于轻子的一种,在原子结构中并没有它的一席之地,只有当原子核的结构被打破时,“分散”开的微观粒子再重新组合成原子时,中微子才会从中“悄无声息”地出现。根据科学家们的研究,中微子具有以下几个特殊的性质:
一是与中子既有相同的性质,也有根本性的不同。二者都属于费米子,都具有二分之一自旋,有很强的自由性,不携带任何电荷,这也使得科学家们一度将中微子认为是中子。不过,二者也有明显的差别,中微子属于强子,而中子属于轻子,有相对较大的质量,不在基本粒子的范畴之内。
二是中微子质量极小。构成物质的基本单位是1/2自旋的费米子,包括六种夸克和六种轻子,六种轻子中又包含着三种带电轻子和三种不带任何电荷的中微子。在粒子物理标准模型中质量最小的是电子,其数值约为9*10^(-26)克,而中微子的质量(三种中微子质量和)仅为5*10^(-32)克,只是电子质量的百万分之一。
三是中微子几乎不参与电磁相互作用。在宇宙的四种基本相互作用力中,力效最大的是强核力,其次是电磁力,第三是弱核力,第四是引力。由于中微子不带任何电荷,不参与强核力以及电磁力的相互作用,同时由于其质量太过于微小,因此引力对其的作用也是可以忽略不计的,中微子只参与原子核结构发生改变时(比如β衰变)的弱核力作用。
四是中微子会时刻发生着改变。这种改变物理学中称之为中微子震荡,也就是说无论用哪种先进的观测方式,都只能观察到1/3总量的中微子,后来科学家们相继单独发现了中微子存在的三种形态,证实了中微子时刻都在发生着3种状态的互相转化。
中微子具有极强的穿透性正是基于上述中微子的特性,特别是不参与电磁相互作用,使得它的穿透性极强。我们知道,光线照射到一个物体上,有很大的几率被吸收,只有一部分发生反射和折射等,光子被吸收的主要原因就是参与了电磁作用,所携带的能量使得物体原子中的电子处于激发态,然后能量回落的过程中释放出相应的能量,从而转化为热能。
中微子由于不带任何电荷、没有磁矩,再加上它的高度自由性,使得在行进的过程中基本不受外界的干扰而一直前进。另外,无论是地球、还是人体都是由原子所构成,而原子核与电子之间又拥有相对“空旷”的空间,这个空间的距离足以使速度极快、自由度极高、“惰性”十足的中微子穿过,而且还基本不受原子核中弱核力的影响。
据科学家推测,每一百亿颗中微子在穿透物体原子的过程中,才可能会有1颗被吸收,由于其所携带的能量极低,所在即使被身体吸收,我们也察觉不出来,大部分中微子在身体里都像走个“过场”瞬间穿过。即使是地球这样的庞然大物,中微子穿透它也只需要0.02秒的时间。
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1. 梶田隆章,日本物理学家排名?
汤川秀树在1949年,因为预言了支配核力的介子理论的工作获得诺贝尔物理学奖。
朝永振一郎在1965年,因为重正化技术,与施温格和费曼一起获得诺贝尔物理学奖。
小柴昌俊在2002年,因为开创宇宙中微子学获得诺贝尔物理学奖。
南部在2008年,因为对称自发破缺理论的研究获得诺贝尔物理学奖。
小林诚和益川敏英在2008年,因为预言了三代夸克获得诺贝尔物理学奖。
梶田隆章在2015年,因为发现中微子振荡,与麦克唐纳一起获得诺贝尔物理学奖。
2. 日本18年拿了18个诺贝尔奖?
尊师重教
日本科学家这一职位,广受社会尊重。
日本权威的“日本社会阶层与社会移动”曾做过的一项的调查结果显示,在日本的187种职业中,大学教师得分83.5分,职业威望仅次于并列第一的法官、律师,社会地位和认可度相当高。
有去日本旅游或者留学的朋友不知道有没有注意到,日本纸币上人物印的都是著名的文学家、科学家这类人。
1万日元人物肖像是福泽谕吉,日本启蒙思想家,被认为是日本教育之父。
5000日元是樋口一叶,日本著名女作家,是日本文坛象征。
新版1000日元是野口英世,日本生物学家,毕生致力于科学研究。
并且,日本科学家获得的待遇也非常高。
2015年日本学士院财务报告显示,本年度共为院士们发放总工资高达3.34亿日元(约合人民币2000多万),差旅等补助经费4.36亿日元(约合人民币2633万)。而且还有大量企业设立科学奖项,让科研人员源源不断地获得研究经费。
据日本媒体报道,东京大学的教授平均每年收入是1172万日元,折合人民币70余万元。
而一般日本企业里的部长级别年薪是890万日元,所以说大学教授的年收入已经远远超过企业高管。
除了对科研人员的待遇保障之外,日本对于科研的资金投入在全球也是名列前茅。
资金支持回顾2000年以后日本的物理、化学、“生理学或医学”三大领域诺贝尔奖获得者的科研成果,我们不难发现,这些大都是在上世纪七十年代前后取得的,比他们获诺奖时间要早二三十年。
把时间拨回到上世纪六七十年代,这期间是日本战后经济复苏之后,的高速增长期。当时,日本政府制定了著名的“国民收入倍增计划”,推动经济以接近10%的年平均增长率持续高速增长。
日本经济高速发展,给科研工作提供了坚实的基础。
制定“国民收入倍增计划”的同时,还制定了与经济发展相呼应的“振兴科学技术的综合基本政策”,力争将国民收入的2%用于科学研究。
到了70年代,日本政府进一步提高了科研支出的占比,将国民收入的3%用于科研。
即便是经历了经济泡沫破灭,被称作是日本“失去的20年”的时期,也没有降低科研支出。
到了2013年,日本在科学技术领域的投入占国民收入比例高达3.8%,是全球第一。从上世纪60年代开始的持续的科研资金投入做基础,如今日本已经跻身科研大国行列。
科研态度坚持
2016年诺贝尔奖获得者大隅良典就足足等待了诺奖20年。
在此前的学术长跑里,他经历了博士毕业无工作、研究项目受挫、转专业、独自在实验室科研,过着长达九年无人问津的学术生活,但是他一直在坚持。
老带新
这些获得诺贝尔奖的得主,除了醉心于科研工作,大部分科学家对后辈支持和帮助也不遗余力,18年诺奖获得者本庶佑,就决定将自己所获奖金全额赠送给母校京都大学,用于支持年轻研究者的研究工作。
除了对后辈资金的支持,日本诺奖的师承关系也是一条特殊的纽带,让一项研究得以持续下去。
2008年的物理学奖得主益川敏英和他在名古屋大学的导师坂田昌一就是这样的师承关系。
1955年高中时代的益川在杂志上读到坂田昌一的一篇论文,内容是一个由质子、中子和λ粒子构成的复合粒子模型。因此产生了想要加入他们的强烈愿望,决定考取名大的物理学系,并且成功进入了坂田昌一实验室。
坂田在当时已经是可以比肩诺贝尔奖级别的科学家了,虽然他自身没有获得诺贝尔奖,但他的学生为他圆了诺奖梦。
坂田昌一(左)、益川敏英(右)
危机感前文说到,2000年之后日本诺奖获得者的科研项目多是集中在上世纪70年代左右。
2018年日本《科学技术白皮书》表明在世界主要科研大国中,只有日本发表的论文数量在减少。全世界引用排名前10%的高质量论文中,日本论文占比从世界第4位降至第9位。
在政府科研预算方面,日本2018年的投入只是2000年的1.15倍。虽然占比仍较高,但从增幅上来看,在世界主要科研大国中是最低的。
在日本,高校研究生中超过一半都是中国人,日本本国学生占比仅有三成。
梶田隆章就直言不讳的说到:资金、科研环境和科研人员数量,是决定论文数量的三大要素,如果日本在这三个方面不加以改进,未来将难以获得诺奖。
在现在这个诺奖井喷的时期,从日本的学界的态度来看,科研和教育的储备不足已经引起日本相关人群的警觉。
“学习好,还努力”这样的学霸才是真的让人尊重的。
从日本社会尊师重教的环境、到战后经济振兴,再到教育资金的投入,这些大方面的因素换来了日本在2000年之后几乎一年一个诺奖的高光时刻。可以想见这个“50 年获得30 个诺贝尔奖的目标”也是大概率可以完成的。
3. 中微子是什么?
中微子实际上是构成物质的基本粒子,而且它的穿透力极其强,质量很小,所以人类对于他的了解还不够多。
规范场物理学研究物质和物质相互作用的一门学问。在古希腊时代,人类其实就已经在思考自然万物,他们当时主要从两个角度出发,第一个角度就是思考构成物质的基本单位是什么?第二个角度则是探测万物的本质规律。实际上,如今的物理学也是从这两个角度来思考万物。
在第一个角度中,先是泰勒斯提出万物的本原是水,后来又有很多人提出不同的想法,其中最有名的当属德谟克利特提出的原子论,他认为万物的本原是原子和虚空。多说一句,德谟克利特是从哲学层面来思考,他提出的“原子”和我们如今的原子是不一样的。
而在第二个角度当中,古代的科学并没有走得太远。关于两个问题的突破一直到了近代。科学家发现了很多粒子,其中一部分被称为基本粒子,比如:夸克,电子,它们不能再被切分。除此之外,它们还发现,物质之间存在着四种相互作用,分别是强相互作用,弱相互作用,电磁相互作用和引力相互作用。
这些作用是通过一种叫做“场”的物质来实现的,其中强相互作用和弱相互作用力是在原子核层面的相互作用,日常生活中除了引力之外,我们所接触到的作用都是电磁相互作用,这套理论如今我们也叫作规范场论。
而在众多的基本粒子当中,就存在着一种很鬼魅的基本粒子,它就是中微子。科学家波尔因为它甚至差点放弃了能量守恒定律。那到底是咋回事呢?
中微子中微子之所以鬼魅,最核心的原因有两点:
穿透力极其强特别善变我们先说为什么中微子的穿透力很强。正如上文说到的,在自然界中存在着四种相互作用,这四种相互作用当中,强相互作用是最强的,其次是电磁相互作用,再然后是弱相互作用,最后是引力相互作用。
我们平时觉得引力很大,主要是因为地球大。试想一下,如果你拿一块磁铁,其实就可以把曲别针给吸起来,也就是说,一个磁铁的提供的电磁相互作用就比地球提供的引力要大。所以,实际上引力很小很小。
有趣的是,中微子不参与到强相互作用当中,它因为不带电,它也不参与到电磁相互作用当中。它的质量极其小,小到如今我们还测不准它的质量。本来电子的质量就足够小了,而中微子很可能只有电子百万分之一的质量。所以它也几乎不参与引力相互作用。它只有极其低的概率会参与到弱相互作用。要知道,弱相互作用本身就极其微弱。这就使得它的穿透力极其强,科学家发现,中微子在宇宙当中传播1光年,只有50%的概率会和这个路径上的物质发生反应。太阳在燃烧过程中,每次产生3个光子,就会伴随着2个中微子产生。
因此,每时每刻都有许多来自于太阳的中微子来到地球,它们往往都是直接穿过地球,地球在它们目前就好像是小透明一样。我们的身体,每秒钟就有亿万个中微子穿过,而我们却一无所知。
除了穿透力极强,中微子还很“善变”,这也给科学家造成了很大的困扰。科学家发现,仪器探测到的中微子总是理论值的1/3,他们甚至怀疑是不是理论出现了错误。后来,科学家就发现,之所以会这样是因为中微子实际上存在3种,而且中微子在传播过程当中,还会发生相转化。说白了,就是3种中微子之间来回变化,所以我们永远只能测到理论值的1/3。这三种中微子分别叫做电子中微子、μ子中微子,τ子中微子。
由于中微子不参与电磁相互作用,而光子是参与到电磁相互作用的,宇宙早期是混沌一片的,光子由于受到电磁相互作用的束缚,所以没有在宇宙中开始传播,因此通过研究中微子,科学家可以了解到宇宙早期的演化,为此还出现了中微子天文学的细分学科。
为了探测它,科学家只能在地下1000-3000米处设立探测器,许多的大国在这方面都有投入,比如:南极冰面下2.44公里处就有冰立方中微子望远镜。
再比如:在日本,有在地下1000多米处的超级神冈探测器,为了探测中微子,这里储存着5万吨高度纯净的水。
对于中微子的探测,已经产生了多位诺贝尔奖获得者,相信未来对中微子的研究,势必会带来物理学和天文学的革命。
4. 日本人所说的5S是指哪些大学?
5S是由5所中坚国立综合大学组成,因为这5所大学罗马音的第一个字母都是s,所以称为5S,这5所学校分别为:
埼玉大学(Saitama University)
信州大学(Shinshu University)
静岡大学(Shizuoka University)
滋贺大学(Shiga University)
新潟大学(Shindai University)
至于难考吗?很多私立学校也是有很多这种级别的,有人质问我私立都是垃圾,话不是这么说的,毕竟私立学费高,能考的上国公立就考国公立。
我简单介绍一下这五所大学吧。
埼玉大学是紧依东京都北部的埼玉县内唯一的一所国立大学。
学校现有5个本科教育学部(学院) -- 教养学部、教育学部、经济学部、理学部和工学部,4个大学院 -- 文化科学研究科、教育学研究科、经济科学研究科,理工学研究科,这些研究科都有资格授予硕士和博士学位。
梶田隆章,2015年诺贝尔物理学奖,就是这所学校的。
埼玉大学图书馆是一栋独立的三层钢筋混凝土建筑。
馆内共有座位805个,电脑22台,网线插口104个,还配有无线LAN网络,那些携带电脑的人可以利用这些接口上网搜索资料。
信州大学是1949年由旧制松本高等学校,是位于长野县的一所日本国立大学,是国立大学中为数不多拥有纤维学部的大学,设置有8个学部和8个研究科,
分别是文学部、教育学部、経法学部、理学部、医学部、工学部、农学部、纤维学部
在纤维、素材方面为日本首屈一指的学术机关。
静冈大学位于静冈县静冈市骏河区大谷,是著名的日本国立大学。拥有静冈校区和滨松校区。
静冈大学有 6 个本科专业,分别为:人文学部、教育学部、情报学部、理学部、工学部、农学部;
研究生院设有 8 个学科:人文社会科学研究科、教育学研究科、情报学研究科、农学研究科、理工学研究科、电子科学研究科、法务研究科、连合农学研究科。
贺大学仅设有教育学与经济学专业,是一所文系高等学府。作为国立大学经济学部,滋贺大学经济学部拥有日本最大规模的6学科,分别是,经济学科、金融学科、企业经营学科、会计情报学科、情报管理学科、社会系统学科。
新潟大学,是明治维新后日本政府创立最早的国立大学之一,也是现在代表日本最高教育水平的国立大学群“七帝官十一”中的一员。新潟大学名列全球550位,亚洲第110位,有9个学部和5个大学院研究科,以及脑研究所、灾害・复兴科学研究所、医齿学综合医院等研究机构。
9部分别是,人文学部、教育学部、法学部、经济学部、理学部、医学部(医学科、保健学科)、齿学部(齿学科、口腔生命福祉学科)、工学部、农学部。
以上就是这5所学校的介绍,希望可以帮到到你。
5. 杨米尔斯方程被推翻真的吗?
是的,被2015年诺贝尔奖得主推翻了,获奖者为加拿大和日本物理学家麦格唐纳和梶田隆章,两人发现的中微子震荡和质量现象对杨—米尔斯理论是彻底的致命性打击,可以说是毁灭性的否定了杨米尔斯理论的存在基础,杨米尔斯理论很可能是错误
6. 中微子每秒钟撞击地球4200亿次?
中微子每秒钟撞击地球4200亿次,为何人类毫无感觉?
中微子可谓是最神奇也是最难发现的微观粒子了,直到100年前才被科学家们发现,相较于原子,以及原子中的质子、中子、电子等粒子,中微子似乎一直以来都在与人类“捉迷藏”,而且就因为长期找不到它,爱因斯坦提出的质能守恒定律这个物理学领域的重要基础,差一点被无情地颠覆。中微子被发现之后,它所具有的一个很特殊的性质-强大穿透性,也让人们瞠目结舌,据监测,人的身体每秒钟就会有成上万亿颗中微子穿过,那么为何我们感觉不出来呢?
中微子的艰难发现历程进入19世纪后,随着基础理论的不断完善和观测技术的持续发展,现代物理学得到了飞速地提升,不过在19世纪和20世纪,科学家们一直以来都没有发现中微子。中微子的发现来源于对一个重大定律的“质疑”,那就是爱因斯坦的质能守恒定律。
当科学家们在进行原子的核裂变实验研究时,总会发现存在着一定的质量亏损,爱因斯坦在质量守恒的基础上,将物体的质量与能量进行了统一,提出了著名的质能守恒定律,从理论上将质量和能量都看作是描述物体基本属性的特征,并定量地表达了它们之间的对应关系,即E=mc^2,这个定律为人们更加深入地了解物体的本质以及运动对时空改变的规律提供了更加深化的认知途径。
不过,后来科学家们在发现中子以后,对于中子在发生衰变为质子和电子的过程中,观测到反应前后的质量和能量之和并非准确的对应,而是发生了一定程度的亏损,无论如何消除实验误差,这个观测结果的不对应性一直存在,于是以玻尔为首的量子力学哥本哈根派代表,提出了中子在发生β衰变过程中并不遵循质能守恒定律,对爱因斯坦的质能方程提供了严重的质疑。
幸好有另外的科学家比如泡利,一直认为质能守恒定律是正确的,认为出现这种现象的原因应该是某种监测不到的物质带走了部分质量和能量。随后,费米在泡利等科学家观点的基础之上又进行了深入研究,通过应用量子力学理论,提出了费米子衰变的连续能谱公式,证明了在中子衰变过程中与电子同时产生了另外一种微观粒子。还有科学家利用K-俘获原子反冲试验,也间接证明了中微子是存在的。
在日本神岗的地下,设置了一个储存5万吨纯水的装置,专门用来探测中微子,该项研究获得了2015年诺贝尔物理学奖。2017年,在位于南极的地下,世界上最大的中微子探测器-冰立方,也探测到了中微子的存在。正因为中微子的极难观测性,科学们家将其形象地称为“幽灵粒子”。
中微子的特性中微子不同于原子以及原子中的电子,它属于轻子的一种,在原子结构中并没有它的一席之地,只有当原子核的结构被打破时,“分散”开的微观粒子再重新组合成原子时,中微子才会从中“悄无声息”地出现。根据科学家们的研究,中微子具有以下几个特殊的性质:
一是与中子既有相同的性质,也有根本性的不同。二者都属于费米子,都具有二分之一自旋,有很强的自由性,不携带任何电荷,这也使得科学家们一度将中微子认为是中子。不过,二者也有明显的差别,中微子属于强子,而中子属于轻子,有相对较大的质量,不在基本粒子的范畴之内。
二是中微子质量极小。构成物质的基本单位是1/2自旋的费米子,包括六种夸克和六种轻子,六种轻子中又包含着三种带电轻子和三种不带任何电荷的中微子。在粒子物理标准模型中质量最小的是电子,其数值约为9*10^(-26)克,而中微子的质量(三种中微子质量和)仅为5*10^(-32)克,只是电子质量的百万分之一。
三是中微子几乎不参与电磁相互作用。在宇宙的四种基本相互作用力中,力效最大的是强核力,其次是电磁力,第三是弱核力,第四是引力。由于中微子不带任何电荷,不参与强核力以及电磁力的相互作用,同时由于其质量太过于微小,因此引力对其的作用也是可以忽略不计的,中微子只参与原子核结构发生改变时(比如β衰变)的弱核力作用。
四是中微子会时刻发生着改变。这种改变物理学中称之为中微子震荡,也就是说无论用哪种先进的观测方式,都只能观察到1/3总量的中微子,后来科学家们相继单独发现了中微子存在的三种形态,证实了中微子时刻都在发生着3种状态的互相转化。
中微子具有极强的穿透性正是基于上述中微子的特性,特别是不参与电磁相互作用,使得它的穿透性极强。我们知道,光线照射到一个物体上,有很大的几率被吸收,只有一部分发生反射和折射等,光子被吸收的主要原因就是参与了电磁作用,所携带的能量使得物体原子中的电子处于激发态,然后能量回落的过程中释放出相应的能量,从而转化为热能。
中微子由于不带任何电荷、没有磁矩,再加上它的高度自由性,使得在行进的过程中基本不受外界的干扰而一直前进。另外,无论是地球、还是人体都是由原子所构成,而原子核与电子之间又拥有相对“空旷”的空间,这个空间的距离足以使速度极快、自由度极高、“惰性”十足的中微子穿过,而且还基本不受原子核中弱核力的影响。
据科学家推测,每一百亿颗中微子在穿透物体原子的过程中,才可能会有1颗被吸收,由于其所携带的能量极低,所在即使被身体吸收,我们也察觉不出来,大部分中微子在身体里都像走个“过场”瞬间穿过。即使是地球这样的庞然大物,中微子穿透它也只需要0.02秒的时间。
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