葛爾曼 (Murray Gell-Mann)

葛爾曼 (Murray Gell-Mann)
國立成功大學光電科技研究所林宣鳴/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

葛爾曼，1929年9月15日出生於曼哈頓，對自然和數學的強烈求知慾，讓他迅速成為天才兒童，15歲進入耶魯作為喬納森學院的成員。1951年葛爾曼從麻州理工學院拿到了博士學位，並於美國加州理工學院擔任物理教授。他在1969年以「對基本粒子的分類及其交互作用的貢獻」獲得諾貝爾物理學獎。

他最為人所知的事蹟就是在探討並瞭解了基本粒子強作用的對稱性之後，預測了Ω^–（讀奧米伽負）粒子的存在──該粒子於1964年被發現。在「八正道」之前，基本粒子的數目已增加到差不多一百個，但卻無法加以整理。葛爾曼想出了一個分類法把所有已知的粒子都包括進去了，而且還清楚明白地預測了新的、還未發現的粒子的性質。

1953年他與日本的西島分別提出了「奇異量子數」以解釋當時所遇到的一些困擾，在好幾年前有一些粒子被發現，它們的生命期 (Lifetime)比以往所預測的要長（以往預測要比10^-22秒還短，實驗卻發現它們的生命期有10^-10秒之長）。

用「奇異性」來解釋：這些特異的粒子被稱為奇異粒子 (Stange Particles)，具有某種奇異性。這種特性使用某個可加的數量──奇異量子數（奇異數）來表示，它們在衰變的時候，因為奇異數不守恆，就比較不容易衰變，生命期就長了。

1958年，葛爾曼與加州理工學院的名物理學家費曼(Feynman)根據兩位俄國人的假設提出了「弱作用的普適理論」(Universal theory of weak intraction)。這項理論連貫了基本粒子的弱作用與電磁作用，並由之提出了許多預測。特別是葛爾曼自己提出了一個試驗這項理論的方法 ─ 從氮 (N¹²)、硼(B¹²)及碳 (C¹²)原子核的貝他衰變 (β-decay) 能譜去求證。這項實驗在吳健雄的指導下完成了，實驗結果與理論完全相符。

1961年葛爾曼提出了「八正道」（註：他從佛經裡找出了這個名字，因為這項理論與八這個數目很有關係），將一大堆的基本粒子按照它們的自旋角動量及宇稱性，有系統的分為幾個小組。然後他導出一條公式以表示同一個小組裡各粒子的質量間的關係。這條公式後本被一位日本物理學家Okudo所推廣，是瞭解基本粒子的一大旅程碑。

1964年，這樣的粒子被發現了，這使葛爾曼大出風頭，之後他進一步提出了夸克 (Quark)作為基本粒子的基石。從「八正道」的理論數學結構看來，所有的基本粒子似乎是由三個夸克及三個反夸克所組成。這些夸克的特點是它們帶著1/3或2/3的電荷單位。雖然葛爾曼一再強調這也許只是數學的類似，在自然界裡不一定真能找到夸克的存在，但很多物理學家更是興沖沖的相信它們的存在。夸克的假設使這一群基本粒子顯得有了系統。

參考資料
1. http://en.wikipedia.org/wiki/Murray_Gell-Mann
2. http://tw.myblog.yahoo.com/jw!.O … –/article?mid=1505
3. http://tw.babelfish.yahoo.com/tr … .intl=tw&fr=yfp