Физика

Нобелевские лауреаты: Сэмюэл Тинг

Китайский и американский физик-ядерщик Сэмюэл Тинг

University of Michigan/Colin Hunter/Flickr/Indicator.Ru

Как случайно родиться в США, вернуться в эту страну с сотней долларов в кармане и совершить одно из самых неожиданных открытий в истории физики, рассказывает наш очередной выпуск рубрики «Как получить Нобелевку».

Сэмюэл Чжаочжун Тинг

Родился: 27 января 1936 года, Энн-Арбор, Мичиган, США.

Нобелевская премия по физике 1976 года (1/2 премии, совместно с Бартоном Рихтером). Формулировка Нобелевского комитета: «За основополагающий вклад в открытие тяжелой элементарной частицы нового типа (for their pioneering work in the discovery of a heavy elementary particle of a new kind)».

В отличие от своего коллеги по Нобелевке Бартона Рихтера, наш нынешний герой получил свое американское гражданство случайно. Его родители, Тинг Куаньхай и Ван Дзуньин, были китайскими учеными. Отец — профессор инженерного дела, специалист по технологиям, мать — профессор психологии. Тинг Куаньхай работал в Мичиганском университете, и, когда Ван Дзуньин забеременела их первенцем, пара засобиралась к себе домой, на Тайвань. К сожалению (или к счастью), роды случились преждевременно, и Чжаочжун (лишь потом он станет Сэмюэлом) получил право по рождению на американское гражданство. Тем не менее родители все равно уехали в Китай и Тинг Куаньхай стал преподавать в Тайваньском национальном университете.

Сам Тинг писал о своем детстве так: «Из-за войны я получил традиционное образование только в двенадцать лет. Тем не менее мои родители всегда были связаны с университетами, и поэтому я имел возможность встретиться со многими выдающимися учеными, которые часто посещали нас. Возможно, из-за этого раннего влияния я всегда хотел быть связанным с университетской жизнью.

Поскольку оба моих родителя работали, меня воспитывала бабушка по материнской линии. Мой дед по материнской линии погиб во время первой китайской революции. После этого, в возрасте тридцати трех лет, бабушка решила пойти в школу, стала учительницей и одна воспитывала маму. Когда я был маленьким, я часто слышал рассказы моей матери и бабушки, вспоминающих трудную жизнь, которую они вели в тот беспокойный период, и усилия, которые они прилагали, чтобы дать моей матери хорошее образование. Оба они были смелыми, оригинальными и решительными людьми, и они произвели на меня неизгладимое впечатление».

Тем не менее китайского образования Тингу не хватало. В 20 лет он вернулся на свою случайную родину с сотней долларов, никаким английским и с горячим желанием поступить туда, где раньше преподавал отец, — в Мичиганский университет. И с советом, к кому обратиться — декану инженерной школы.

Итак, 6 сентября 1956 года американская жизнь Тинга началась заново. Шесть лет спустя, в 1962 году, он получил PhD и отправился по стипендии Форда в CERN, где начал работать с известным итальянским физиком Джузеппе Коккони. Так начались исследования Тинга в области элементарных частиц.

Джузеппе Коккони

Wikimedia Commons

В 1965 году мы видим Тинга в Колумбийском университете — он обратил внимание на эксперимент, проведенный в Гарварде, в котором фотоны сталкивались с ядром и рождались электрон и позитрон. Некоторые результаты не вписывались в квантовую электродинамику (помните Ричарда Фейнмана?).

Тинг взял отпуск и снова отправился в Европу, проверять результаты на германском ускорителе DESY. Там удалось получить более точные результаты, которые показали: КЭД, «странная теория света и вещества», справедлива на расстояниях как минимум до одной стомиллионной сантиметра.

Два года спустя Тинг перешел в Массачусетский технологический, где еще через два года стал профессором. И вот мы оказываемся в 1971 году, когда Тинг со своей группой начал поиск новых частиц на ускорителе с энергией в 30 ГэВ в Брукхейвенской национальной лаборатории в Лонг-Айленде (штат Нью-Йорк). Три года экспериментов по бомбардировке бериллиевой мишени протонами — и вдруг в 1974 году, практически одновременно с группой Бартона Рихтера (их сообщение появилось всего на день позже), — совершенно неожиданно появились свидетельства существования новой, очень тяжелой частицы. «Ничего более странного и совершенно непредсказуемого не случалось в физике элементарных частиц за долгие годы», — потом напишет Рихтер. Тинг предложил назвать новую частицу J-мезоном (злые языки говорят, что буква J напоминает 丁 — китайский иероглиф, составляющий фамилию Тинга).

Почему открытие «еще одной частицы» стало очень важным событием для физики, мы уже говорили: это ознаменовало выход за триаду кварков и открытие четвертого фундаментального «кирпичика», из которого строятся барионы, — очарованного кварка.

И именно поэтому менее чем через два года после открытия J/ψ-мезона оба исследователя удостоились Нобелевской премии — редчайший случай в истории высшей научной награды. Тинг воспользовался одной из самых громких трибун в науке, чтобы во время речи на банкете сказать слово в защиту тех ученых, которые работают своими руками, экспериментаторов. Давайте же завершим наш рассказ о выдающемся физике, живущем и поныне, этими словами:

«Выросший в старом Китае, я хотел бы воспользоваться этой возможностью, чтобы сказать молодым студентам из развивающихся стран о важности экспериментальной работы.

Есть древняя китайская поговорка: "Тот, кто трудится своим умом, правит тем, кто трудится своей рукой". Такого рода отсталые идеи очень вредны для молодежи из развивающихся стран. Отчасти из-за этого типа рассуждений многие студенты из этих стран склонны к теоретическим исследованиям и избегают экспериментальной работы.

В действительности теория в естествознании не может жить без экспериментальных оснований; физика, в частности, исходит из экспериментальной работы.

Я надеюсь, что присуждение мне Нобелевской премии побудит студентов из развивающихся стран к тому, чтобы они осознали важность экспериментальной работы».