趙忠堯
趙忠堯 | |
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出生 | ![]() | 1902年6月27日
逝世 | 1998年5月28日![]() | (95歲)
居住地 | 南京→北京→麻省劍橋→加州帕薩迪納(期間派赴德國)→加州帕薩迪納→北京→昆明→北京→麻省劍橋→加州帕薩迪納→香港→北京 |
國籍 | ![]() |
母校 | ![]() ![]() ![]() |
知名於 | 《硬γ射線的散射》 《混合宇宙線簇射》 《質子轟擊F19時所產生的低能α粒子的研究》 中國70萬及200萬伏高氣壓型的質子靜電加速器研製 中國的正負電子對撞機理論開拓者 第一個觀測到正電子、正反物質湮滅的物理學家,也是物理學史上第一個發現了反物質的發現者 |
配偶 | 鄭毓英 |
兒女 | 趙維仁、趙維勤 |
獎項 | 1995年,獲得何梁何利科學與技術進步獎 兩彈一星功勳獎章 |
科學生涯 | |
研究領域 | 理論物理學 實驗物理 |
機構 | 麻省理工學院物理系宇宙實驗室 美國原子能委員會核物理科學研究院 中國科學技術大學物理實驗室 中國科學院原子能研究所 中國科學院高能物理研究所 |
博士導師 | ![]() |
其他指導者 | ![]() |
博士生 | 王淦昌、彭桓武、錢三強、鄧稼先、朱光亞、周光召、程開甲、唐孝威等 |
其他著名學生 | ![]() ![]() |
施影響於 | ![]() |
備註 | |
趙忠堯(1902年6月27日—1998年5月28日),男,浙江諸暨人,中國物理學家,中國核物理、中子物理、加速器和宇宙線研究的先驅和啟蒙者。其早期對γ射線散射中反常吸收和特殊輻射的實驗發現,在正電子、反物質的科學發現史上有重要意義。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爾·戴維·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
[編輯]1920年浙江諸暨中學畢業後,考入南京高等師範學校(後改為國立東南大學、國立中央大學、國立南京大學)數理化部,修讀化學、數學、物理課程,師從任鴻雋、王季梁、孫洪芬、張子高、胡剛復、葉企孫、何魯、熊慶來等人;因父親去世,家境困難,1924年春留校在物理系擔任助教,一面教書,一面聽課、考試,補足學分,1925年畢業於國立東南大學物理系,獲理學士學位。1925年夏隨同東大物理系教授葉企孫轉往北京清華學校(1928年更名清華大學)任教。
1927年夏赴美國加州理工學院留學,師從1923年諾貝爾物理獎得主、校長密立根,1931年獲博士學位。1931年赴德國在哈勒大學從事研究工作。
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/14/%E7%85%A7%E7%80%BE%E9%99%A23%E8%99%9F.jpg/200px-%E7%85%A7%E7%80%BE%E9%99%A23%E8%99%9F.jpg)
1932年返國,回清華大學物理系任教授。1937年抗戰爆發,全家輾轉南下到昆明,利用休假在雲南大學任教;1938年清華大學與北京大學、南開大學合併組建西南聯合大學,任西南聯合大學教授。1945年,應吳有訓校長邀請回國立中央大學物理系任教,並擔任物理系主任。
1946年,赴美國參觀美國在太平洋中的原子彈實驗,並在麻省理工學院電機系靜電加速器實驗室、卡內基地磁研究所、加州理工學院核反應實驗室工作;其間購置核物理實驗器材。1948年,當選為中央研究院第一屆院士[2]。1950年返國途中被美國政府拘留達數月之久。之後克服重重困難,於1950年底取道香港返回中國大陸,在中國科學院物理研究所、高能物理研究所工作。1955年當選中國科學院院士。1958年籌建中國科學技術大學近代物理系,兼任系主任。
1966年文革開始後,趙因為在三星鉛筆廠有股份,被定為「資本家」,又由於有滯留美國的經歷,被戴上「特務嫌疑」的帽子,關進了牛棚受到監視與審查。一直到1973年,高能物理研究所成立,趙忠堯得以恢復工作,擔任副所長並主管實驗物理部的工作。
1998年5月28日在北京逝世。
主要成就
[編輯]- 發現反常吸收和特殊輻射,在人類歷史上第一次觀測到正電子,實驗發現反物質。1930年,趙忠堯發表《硬γ射線在物質中的吸收係數》和《硬γ射線的散射》等論文,發現了γ射線通過量子物質時的「反常吸收」,即正負電子對湮滅現象,實驗觀測到正電子。該發現是量子電動力學理論發展的里程碑。趙忠堯並沒有因該項成就被授予諾貝爾獎。兩年後,他的同學安德遜在威爾遜雲霧室中觀測到宇宙線的反物質——正電子的徑跡,獲諾貝爾物理獎。安德森注意到有一個粒子,它在磁場中的彎曲方向與電子在磁場中的彎曲方向相反。因此他知道這個粒子帶著一種不同的電荷,他還知道這個粒子的質量跟電子質量差不多。他得出的結論是,這個粒子的質量介於電子質量和質子質量之間。這是第一種被發現的反物質。他在回憶中提及:「我依稀記得,當時有一個研究生。我猜他跟其他研究生一樣,沒有讀過所有的理論。因此他(看到實驗結果後)沒有立即認識到那就是反物質;而反物質此前就已經被英國物理學家保羅·狄拉克預言出來了。」安德森提及的這件事是指1929年加州理工學院的研究生趙忠堯曾經也發現過相關的實驗現象,但貌似他當時的論文重點放在了硬伽馬射線的散射上,而不是正反物質的湮沒現象。趙忠堯後來也沒有再繼續跟進或指出正電子的說法,因此諾貝爾物理學獎最終頒給了卡爾·安德森,並第一次與華人科學家擦肩而過。[3]諾貝爾物理獎得主丁肇中教授曾經評論:「要不是趙教授在30年代對正負電子湮滅發現做出的巨大貢獻,我們就不可能有正負電子對撞機,也就沒有今天的物理研究。」
- 在中國建立核物理實驗基地。1932年回國後,在極為簡陋的條件下在清華大學建立了核物理教學實驗室,從事γ射線、人工放射性和中子物理的研究工作。期間發表了《硬γ射線與原子核的相互作用》等有重要意義的成果和論文。1950年回國後,在中國科學院近代物理研究所主持核物理方面的工作,主持建成了中國第一台質子靜電加速器,使中國加速器技術邁出了第一步,還發展了真空技術、高電壓技術、離子源技術,對中國高技術工業的發展起了推動作用。在他主持下,以靜電加速器為基礎又建設了中國最早的核物理實驗室,開展了中國最早用加速器的核物理實驗。並且主持在中國科學技術大學建立起一個專業實驗室,開設了β譜儀、氣泡室、γ共振散射、穆斯堡爾效應、核反應等較先進的實驗。此後北京開建正負電子對撞機工程、加速器、質譜儀和同步輻射應用設施等等並投入運行,都積累著趙忠堯等老一輩科學家的心血。
- 啟蒙中國的核物理科學。首次在中國開設核物理課程,培養了中國第一批原子能專業人才。在長期的研究和教學工作中,培養大批人才,為中國核物理宗師,被稱為「中國原子能之父」。桃李滿天下,學生中許多為有關領域有所成就的專家學者,如王淦昌、錢三強、錢偉長、王大珩、楊振寧、李政道、朱光亞、鄧稼先、趙仁愷、馮端、朱清時等人。中國第一枚原子彈誕生,第一枚氫彈爆炸,第一艘核潛艇下水,第一個高能量正負電子對撞機問世,第一個核電站動土興建……這些原子能開發領域的成果,有將近一半的技術力量來自趙忠堯和他的學生們。趙忠堯奠定了中國原子核能事業的基礎。
參考文獻
[編輯]- ^ CONG CAO, "CHINESE SCIENCE AND THE ‘NOBEL PRIZE COMPLEX", Minerva 42: 151–172, 2004 (PDF). [2009-10-10]. (原始內容 (PDF)存檔於2012-07-16).
- ^ 趙忠堯 逝世院士一覽表 (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) 中央研究院
- ^ 有关正电子的发现. [2013-11-04]. (原始內容存檔於2019-08-25).
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