Dale D. Hoppes
Dale D. Hoppes(1928年出生)是美國美國美國是位於北美洲、實行聯邦制的國家,由50個州、作為合眾國政府所在地的哥倫比亞特區以及波多黎各、關島等屬地組成,首都為華盛頓哥倫比亞特區。1776年7月4日,大陸會議通過《獨立宣言》。2020年人口普查(2020年4月1日)全國常住人口為331,449,281人(約3.31億人);眾議院435個議席依據人口普查結果在各州之間分配。點擊查看完整詞條National Bureau of Standards(後來的National Institute of Standards and Technology)的核物理學家,後來領導該機構的Radioactivity Group。1956年至1957年,他與Chien-Shiung WuChien-Shiung WuChien-Shiung Wu(吳健雄,1912—1997年)是出生於中國的美國實驗物理學家,長期任教於Columbia University,曾參加曼哈頓計劃。她與合作者在1956年至1957年完成的鈷-60 β衰變實驗首次以實驗證明宇稱在弱相互作用中不守恆。點擊查看完整詞條、Ernest AmblerErnest AmblerErnest Ambler(1923—2017年)是出生於英國的美國物理學家,1953年加入National Bureau of Standards從事低溫物理研究,是1956年至1957年與Chien-Shiung Wu合作完成鈷-60宇稱實驗的四名該局物理學家之一。他1975年起代理該局局長,1978年正式出任局長,1988年主持該局更名為National Institute of Standards and Technology,1989年退休。點擊查看完整詞條、Raymond W. HaywardRaymond W. HaywardRaymond W. Hayward(1921—2001年)是美國National Bureau of Standards的核物理學家。1956年至1957年,他與Chien-Shiung Wu、Ernest Ambler、Dale D. Hoppes和Ralph P. Hudson共同完成鈷-60 β衰變實驗,證明宇稱在弱相互作用中不守恆。點擊查看完整詞條和Ralph P. HudsonRalph P. HudsonRalph P. Hudson(1924—2016年)是出生於英國的美國低溫物理學家,1951年加入National Bureau of Standards,先後任Cryogenic Physics Section主任和Heat Division主任,是1956年至1957年與Chien-Shiung Wu合作完成鈷-60宇稱實驗的四名該局物理學家之一。1980年至1989年,他在法國的Bureau International des Poids et Mesures主管出版工作並任期刊Metrologia主編。點擊查看完整詞條共同完成鈷-60 β衰變實驗,證明宇稱在弱相互作用中不守恆。
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詞條資料
1928年9月13日出生於印第安納州Liberty
Dale D. Hoppes於1928年9月13日出生在印第安納州印第安納州印第安納州是美國中西部的一個州,首府和最大城市為Indianapolis。該州於1816年12月11日加入聯邦,為第19個州;2020年人口普查(2020年4月1日)人口為6,785,528人(約678.6萬人)。點擊查看完整詞條Liberty。[1]
1950年Purdue University畢業並進入National Bureau of Standards
1950年,他在Purdue University獲得理學學士學位,並從這一年起在National Bureau of Standards(後來的National Institute of Standards and Technology,NIST)擔任核物理學家。[1]
1956年參加鈷-60宇稱實驗
1956年,Columbia UniversityColumbia UniversityColumbia University(哥倫比亞大學,正式名稱 Columbia University in the City of New York)是位於美國紐約市的私立研究型大學,常春藤盟校成員。學校前身是1754年依英王 George II 特許狀創立的 King's College,是紐約州歷史最悠久、全美第五古老的高等教育機構;1784年改名 Columbia College,1896年遷至曼哈頓晨邊高地並啟用大學名稱。學校設17個學院,另有4所附屬學院,2025年秋季在校學生35,978人。2026年7月1日起,法學學者 Jennifer L. Mnookin 任校長。點擊查看完整詞條的Tsung-Dao LeeTsung-Dao LeeTsung-Dao Lee(李政道,1926—2024年)是出生於中國上海的美國物理學家,長期任教於Columbia University。他與Chen Ning Yang在1956年提出弱相互作用中宇稱可能不守恆,二人因此共同獲得1957年Nobel Prize物理學獎;20世紀70年代起,他參與推動中國的高能物理研究和物理人才培養。點擊查看完整詞條和Institute for Advanced Study的Chen Ning YangChen Ning YangChen Ning Yang(楊振寧,1922—2025年)是出生於中國安徽合肥的理論物理學家,1957年與Tsung-Dao Lee因對宇稱定律的研究共同獲得Nobel Prize物理學獎。他在1954年與Robert L. Mills提出非阿貝爾規範場理論(Yang–Mills理論),先後任職於Institute for Advanced Study、Stony Brook University和Tsinghua University。點擊查看完整詞條提出宇稱在弱相互作用中可能不守恆,並建議了幾種檢驗實驗,其中一種是測量取向鈷-60原子核發射β粒子的方向分佈。Columbia University的Chien-Shiung Wu經Henry Boorse和Mark W. Zemansky建議,與National Bureau of Standards的Ernest Ambler取得聯繫,實驗隨後安排在該局的低溫實驗室進行。[2][3]
Ambler和低溫物理組(cryogenic physics section)組長Ralph P. Hudson先向該局的β衰變專家Raymond W. Hayward和Hoppes瞭解情況,然後決定一試。Magdolna Hargittai在Physics World發表的文章寫道,1956年9月Chien-Shiung Wu與Ambler在華盛頓會面,兩人邀請該局三位同事參加:低溫專家Hudson以及輻射探測專家Hayward和Hoppes。[4][5]
Hudson為NIST撰寫的文章寫道,Chen Ning Yang和Tsung-Dao Lee曾向同在Columbia University、專長β譜學的Chien-Shiung Wu請教;Columbia的Henry Boorse和City College of New York的Mark W. Zemansky當時在Columbia University主持一個規模不大的低溫物理研究項目,沒有這項實驗所需的設備,但知道Ambler不久前從Oxford的低溫核物理研究組轉到了National Bureau of Standards。該局的低溫實驗室被選中,是因為它能在毫開爾文溫區做研究,其人員又有使原子核取向的經驗。NIST“Taking Measure”欄目2021年的文章則寫道,Tsung-Dao Lee在論文發表之前就把這些想法告訴了她。[2][6]
該文記述,Chien-Shiung Wu尋找能承接實驗的低溫實驗室時,Oak Ridge National Laboratory和Leiden University的實驗室都忙於自己的工作,而National Bureau of Standards的低溫實驗室正處在兩個大項目之間。2005年Tsung-Dao Lee為紀念實驗50週年在NIST作報告,Hudson在問答環節說,她是這一領域的頂尖人物,又參加過曼哈頓計劃曼哈頓計劃曼哈頓計劃(Manhattan Project)是美國在第二次世界大戰期間研製原子彈的計劃,1942年起由陸軍工程兵團的Manhattan Engineer District管理,英國和加拿大參與合作。計劃在田納西州Oak Ridge、華盛頓州Hanford和新墨西哥州Los Alamos等地建起工廠和實驗室,1945年進行了首次核試驗,同年原子彈先後投到日本的廣島和長崎;戰後,其職能移交文職的Atomic Energy Commission。點擊查看完整詞條,這個請求值得認真對待;他們的上司Ferdinand Brickwedde同意開展這項工作,條件是不花錢。Ambler在口述歷史中說“We went for it very hard”,並說該局的資深物理學家認為這項實驗希望渺茫。[6]
該文還記述,Tsung-Dao Lee在2005年的報告會上朗讀了Chien-Shiung Wu對此事的一段已發表的自述:她和丈夫原已訂好Queen Elizabeth號的船票,準備去日內瓦開會,再前往東亞,但她意識到必須立刻著手做這項實驗,以免別人搶先。Hargittai的文章寫道,1956年春天Tsung-Dao Lee到她的辦公室詢問β衰變中宇稱守恆的實驗依據,她提出用經去磁法極化的鈷-60作β源,並在1973年回憶說這是“golden opportunity for a beta-decay physicist”;當年春天她開始籌劃實驗,取消了回中國的行程,那時她已約20年沒有回去。實驗需要把兩種此前從未結合使用的技術合在一起,而她沒有接近絕對零度的設備和經驗。[6][5]
James Schooley為Hudson寫的紀念文章說,Chien-Shiung Wu打電話給Ambler,向他介紹了當時還只有預印本的Lee–Yang論文,並詢問National Bureau of Standards是否願意一試。Hargittai的文章寫道,聯合小組在1956年10月開始測量;NIST的文章把合作的時間寫為1956年的六個月,並說她派研究生到當時設在華盛頓的該局總部,自己也定期前往。一部NIST機構史寫道,Hudson與Ambler共同負責實驗的低溫部分。[4][5][6][7]
Hayward和Hoppes當時都是Atomic and Radiation Physics Division放射性組(Radioactivity Section)的成員,負責實驗的輻射物理部分。Hoppes當時還是研究生,是Hayward的學生,兩人參與設計並搭建了實驗使用的符合測量系統。[7][6][8][9]
Ambler在NIST的一次口述歷史訪談中回憶,Chien-Shiung Wu、Hayward和Hoppes負責β粒子的探測與計數,他本人和Hudson負責低溫部分。[6]
實驗把鈷-60置於硝酸鈰鎂晶體的薄表層內,用絕熱去磁法冷卻。真空容器內的薄蒽晶體閃爍體探測β粒子,光信號經一根120釐米長的有機玻璃(lucite)光導管傳到光電倍增管,外部兩臺碘化鈉γ計數器用來測定原子核的極化程度。準備工作持續約六個月,中途因放氣問題把裝置由不鏽鋼改為玻璃。[2]
Hudson的文章給出的細節是:蒽晶體位於鈷-60放射源上方約2釐米處,脈衝由一臺10道脈衝幅度分析器計數;絕熱去磁使用約2.3特斯拉(23千高斯)的磁場,樣品溫度降到約0.003 K,NIST的專題網頁寫的也是0.003 K,該網頁還寫明含鈷-60的晶體表層厚50微米。Noemie Benczer-Koller為National Academy of Sciences撰寫的Chien-Shiung Wu傳略則把晶體寫作“cerium magnesium (cobalt) nitrate”,溫度寫作0.01 K,光導管長度寫作4英尺。[2][3][9]
該文還說明了實驗設計上的難點:β源必須與作為冷卻介質的順磁晶體接觸,又必須位於表面,β粒子才能射出;極化所需的外磁場不能使晶體升溫,放射源的強度也要在靈敏度和局部發熱之間取捨。硝酸鈰鎂晶體的磁性有很強的各向異性,可以在晶面內加較強的冷卻磁場,在垂直方向加較弱的極化磁場。晶體裝在抽成真空的容器裡,容器浸在液氦中,外面是液氮;內層容器上繞有電感線圈,通過晶體的磁化率測量溫度。兩臺γ計數器都只接收光電峰脈衝。[2]
1957年論文發表與Department of Commerce金質獎章
1957年1月9日凌晨2時左右,實驗小組最終確信了結果。論文“Experimental test of parity conservation in beta decay”刊登在1957年2月15日出版的Physical Review上(第105卷,第1413—1415頁),作者依次為C. S. Wu、E. Ambler、R. W. Hayward、D. D. Hoppes和R. P. Hudson。[6][2]
小組確信結果之後,Hudson從抽屜裡取出一瓶葡萄酒,連同幾隻小紙杯放在桌上。Tsung-Dao Lee轉述Chien-Shiung Wu的話說:“We finally drank to the overthrow of the law of parity.”Hudson說,那是一瓶1949年份的Chateau Lafite Rothschild。[6][5]
NIST的文章寫道,小組在發表之前需要確認結果,同時面臨壓力,因為Columbia University的研究者也準備就同一問題發表論文;理論家原先預計,自旋方向反轉時差別很小。[6]
Hudson的文章寫道,Chien-Shiung Wu在Columbia University的同事在Columbia University的迴旋加速器上設計了一項實驗,在一兩天內就用介子衰變實驗顯示出宇稱效應,這時National Bureau of Standards小組原定的各項核對實驗還遠未做完;National Academy of Sciences的傳略寫道,Leon Lederman、Richard Garwin和Marcel Weinrich在μ子衰變中探測到了不對稱。Hargittai的文章記述,1957年1月4日Tsung-Dao Lee在Columbia University物理學家例行的中餐午餐會上談到了該局的結果,Leon Lederman當晚8點左右打電話到Richard Garwin家中,提出用μ子檢驗的辦法,兩人用Lederman的研究生Marcel Weinrich為另一個項目搭建的設備,從1月5日凌晨測量到1月8日拂曉,當天寫出報告;Tsung-Dao Lee勸他們不要搶先投稿,認為這樣做不公平,因為National Bureau of Standards小組已經工作了數月。[2][5][9]
Hargittai的文章寫道,National Bureau of Standards小組的論文在1957年1月10日寫成;該小組與Garwin、Lederman和Weinrich在同一天投稿,兩篇文章都在1月15日被Physical Review收到,並在1957年2月的同一期上前後相接刊出;1月15日Columbia University物理系舉行記者會宣佈宇稱不守恆,National Bureau of Standards小組的成員出席了記者會。[5][6]
論文把Chien-Shiung Wu列為第一作者,單位為Columbia University,其後是按字母順序排列的National Bureau of Standards作者。Hargittai寫道,這一順序由該局小組提出,不同於他們通常按字母排序的慣例:Ambler在給她的信中說,把Chien-Shiung Wu排在首位是出於禮貌,因為是她帶來了Tsung-Dao Lee和Chen Ning Yang論文的預印本;該局其他作者則認為這是對一位女士的禮讓。她還指出,這篇兩頁的報告沒有提到實驗是在National Bureau of Standards做的,並認為這一遺漏容易造成誤解。[5]
五人同年在Physical Review第106卷(第1361—1363頁)發表了第二篇論文,實驗改用發射正電子的鈷-58,觀察到相反的效應,即正電子優先沿原子核自旋方向發射,為Tsung-Dao Lee和Chen Ning Yang的設想提供了進一步的印證。[2][3]
1957年,Department of Commerce向National Bureau of Standards的四位實驗者頒發金質獎章(Gold Medal,即Award for Exceptional Service)。[2][4]
1957年的Nobel PrizeNobel Prize諾貝爾獎是根據Alfred Nobel遺囑設立的國際獎項,包括物理學、化學、生理學或醫學、文學與和平五個獎項,自1901年起頒發,由董事會設於斯德哥爾摩的Nobel Foundation管理其資金;1968年設立的瑞典中央銀行紀念阿爾弗雷德·諾貝爾經濟學獎不屬於諾貝爾獎。點擊查看完整詞條物理學獎由Tsung-Dao Lee和Chen Ning Yang分享。[6]
1961年取得Catholic University of America博士學位
1962年發表取向鈰-141的γ射線分佈研究
1962年,他與J. F. Schooley和A. T. Hirshfeld在Journal of Research of the National Bureau of Standards(第66A卷第4期,7—8月號,第317—320頁)發表“The Gamma-Ray Distribution From Oriented Cerium-141”,論文於1962年3月2日收到。三人在低至0.0162 K的溫度下重新測量了在乙基硫酸釹晶體中取向的鈰-141原子核的γ射線分佈,發現各向異性比此前的測量結果更強,並由此得出超精細常數和鐠-141中145 keV γ射線的E2/M1混合比。文末向Cryogenic Physics Section的E. Ambler致謝。[11]
該文的參考文獻列有R. W. Hayward與D. D. Hoppes發表在IRE Transactions on Nuclear Science(1958年,NS-5卷第3期)上的一篇文章,以及R. W. Hayward、A. T. Hirshfeld、D. D. Hoppes和R. S. Kaeser一篇當時尚未發表的文章。[11]
1962—1964年John Price Wetherill Medal與Samuel Wesley Stratton Award
1962年,Franklin Institute把John Price Wetherill Medal授予Chien-Shiung Wu和National Bureau of Standards的四位合作者,表彰他們證明宇稱在弱相互作用中不守恆。Physics Today刊登的消息記載,頒獎儀式於10月17日在費城舉行。[2][12]
Franklin Institute的獲獎者名錄中,Ernest Ambler一頁把1962年這枚Wetherill獎章歸入Chemistry一類,頒獎詞為“Experimental disproof of the conservation of parity.”[13]
1964年,National Bureau of Standards把該局的最高榮譽Samuel Wesley Stratton Award授予宇稱實驗小組。[2]
1970年發表取向銥-192研究論文
1970年,他與A. T. Hirshfeld在Physical Review C(第2卷,第2341—2349頁)發表論文“Transition Mixing Ratios Determined from a Study of the Electron and Gamma-Ray Distributions from Oriented Iridium-192”。[2]
1976—1979年鍺探測器效率刻度與譜峰面積計算方法
1976年,A. T. Hirshfeld、D. D. Hoppes和F. J. Schima在ERDA Symposium on X- and Gamma-Ray Sources and Applications的會議文集中發表“Germanium Detector Efficiency Calibration with NBS Standards”;1979年,F. J. Schima、D. D. Hoppes和A. T. Hirshfeld在文集Computers in Activation Analysis and Gamma-Ray Spectroscopy中發表“An Accurate On-Line Method for the Evaluation of Peak Areas in Pulse-Height-Analyzer Data”。[14]
1981—1982年出任Radioactivity Group負責人並主編NBS Special Publication 626
他回到放射性組(Radioactivity Section)後,從事放射性活度和γ射線發射概率的測量。1981年Wilfrid B. Mann退休後,他接任Radioactivity Group負責人。[2]
他是International Committee for Radionuclide Metrology的成員。[1]
該委員會α、β、γ射線譜學工作組的成員在1979年商定,彙集各自實驗室中與鍺譜儀效率刻度有關的核數據測量結果。彙編由他和F. J. Schima主編,1982年1月作為NBS Special Publication 626出版,題為Nuclear Data for the Efficiency Calibration of Germanium Spectrometer Systems,收有14個實驗室的稿件;兩位主編的署名單位是National Bureau of Standards的Center for Radiation Research。[14]
兩位主編在導言中說明,各實驗室完整成篇的稿件不作編輯、原樣收入,非正式通信和文獻則寫入編者按語;他們建議只提交1968年以後取得或發表的數據,並把不確定度交代到足以讓評價者作出判斷的程度。數據分為半衰期、每次衰變的光子發射概率和相對光子發射概率三類;彙總表只收有兩個以上實驗室提供數據的放射性核素,書中不作評價。全書151頁,Library of CongressLibrary of CongressLibrary of Congress(美國國會圖書館)是美國國會的圖書館,1800年創建,位於華盛頓哥倫比亞特區國會山,為國會、公眾和其他聯邦機構提供參考諮詢服務。點擊查看完整詞條目錄卡片號為81-600161;在供稿單位名單中,他是National Bureau of Standards一方的聯繫人。[14]
14家供稿單位是:Atomic Energy of Canada Ltd.(Chalk River)、Bureau International des Poids et Mesures(Sèvres)、Central Bureau of Nuclear Measurements(Geel)、Georgia Institute of Technology、Hiroshima、Nagoya、Rikkyo三所大學與設在Tanashi的Electrotechnical Laboratory(合為一項;名單印作“Rikko University”,該項稿件正文印作“Rikkyo University”)、International Atomic Energy Agency(維也納)、Lausanne的Institut d’Électrochimie et de Radiochimie、Idaho National Engineering Laboratory、Lawrence Livermore Laboratory、Laboratoire de Métrologie des Rayonnements Ionisants(Gif-sur-Yvette)、National Bureau of Standards、National Physical Laboratory(Teddington)、Physikalisch-Technische Bundesanstalt(Braunschweig)和University of Guelph。Atomic Energy of Canada Ltd.的稿件由A. R. Rutledge、L. V. Smith和J. S. Merritt撰寫,把他1979年的一次私人通信列為第1條參考文獻。[14]
書中National Bureau of Standards的稿件題為“Nuclear Data for X- or Gamma-Ray Spectrometer Efficiency Calibrations”,從第85頁開始,作者是D. D. Hoppes、J. M. R. Hutchinson、F. J. Schima和M. P. Unterweger。文中的半衰期用充20個大氣壓氬氣的井型電離室測量,以鐳參考源為基準;用鍺譜儀測定了釔-88、鉬-99、銻-125、碘-131、銪-154和釷-228若干譜線每次衰變的γ射線發射概率;鎇-241的59.5 keV γ射線發射概率用一臺專門製作的NaI(Tl)探測器測得為0.3582 ± 0.0014,鎘-109的K X射線與88 keV γ射線之比測得為27.34 ± 0.27。[14]
他曾擔任美國出席Consultative Committee on Ionizing Radiation Metrology第二分委會(section II)的代表。[1]
1982—1997年“The Fall of Parity”展覽
1982年,為紀念宇稱實驗25週年,華盛頓哥倫比亞特區的National Museum of American History舉辦了題為“The Fall of Parity”的展覽,展出的實驗裝置大部分是在Hayward和Bruce Dove的協助下重新組裝的。NIST的同名網絡展覽於1997年7月上線,其中的圖片與小傳部分收有Hoppes的小傳,把他列為實驗者(Experimentalist)之一。[15][1]
NIST的展覽頁面寫明,1982年的展覽出自Smithsonian Institution史密森學會史密森學會(Smithsonian Institution)是美國國會於1846年依據英國科學家James Smithson的遺贈創建的博物館、教育與研究機構,總部設在華盛頓特區,管理National Air and Space Museum、National Museum of Natural History等博物館以及國家動物園。點擊查看完整詞條所屬該館現代物理學策展人Paul Forman之手,網絡展覽的標題、導言、“Parity: What’s Not Conserved?”一節和其他一些內容取自或依據他的展覽,實驗說明部分主要取自1957年4月NBS Technical News Bulletin第41卷第4期的一篇文章;網絡展覽由NIST Physics Laboratory(現屬Physical Measurement Laboratory)製作,是NIST Museum Committee的項目,設計者為W. C. Martin、J. Coursey和R. A. Dragoset。頁面還寫明,重新組裝的實驗裝置由National Museum of American History長期借給NIST Museum,存放在馬里蘭州馬里蘭州馬里蘭州是美國中大西洋地區的一個州,切薩皮克灣深嵌其境內,與賓夕法尼亞州、特拉華州、弗吉尼亞州、哥倫比亞特區和西弗吉尼亞州接壤;首府為Annapolis,最大城市為Baltimore。作為最初13個州之一,馬里蘭於1788年4月28日批准《美國憲法》,為第7個批准的州;2020年人口普查(2020年4月1日)人口為6,177,224人(約617.7萬人)。點擊查看完整詞條Gaithersburg。[15]
1985—1987年主持製備放射性標準物質
NIST的標準物質證書記載,Standard Reference Material 4329a(鋦-243放射性標準)於1985年3月在Center for Radiation Research所屬Nuclear Radiation Division的Radioactivity Group製備,Standard Reference Material 4370d(銪-152放射性標準)於1987年2月在該中心Ionizing Radiation Division的Radioactivity Group製備;兩份證書都寫明製備工作由Group Leader D. D. Hoppes主持。現行的兩份證書分別簽發於2020年1月27日和2019年6月13日;後一份還寫明,2018年7月的重新測量由NIST Physical Measurement Laboratory的Radiation Physics Division完成,主持人是Radioactivity Group的Group Leader B. E. Zimmerman。[16][17]
1989年撰寫國際放射性核素測量會議報告
1989年,Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology第94卷第6期(11—12月號,第363—366頁)刊出他撰寫的“Special Report on Standards for Radioactivity: Report on the 1989 Meeting of the Radionuclide Measurements Section of the Consultative Committee on Standards for the Measurement of Ionizing Radiations”,稿件於8月16日被接受。文章介紹他是物理學家,是NIST National Measurement Laboratory所屬Center for Radiation Research的Ionizing Radiation Division放射性測量組的組長。[21]
報告記述的是該諮詢委員會(CCEMRI)Section II的第10次會議,地點在法國Sèvres;摘要把會期寫為1989年5月,“Background”一節則寫作3月29日至31日。報告說明,CCEMRI協助Bureau International des Poids et Mesures(BIPM)保證物理測量的統一,下設三個分委會,Section II負責放射性測量;出席這次會議的有11個國家和歐洲共同體實驗室的代表。[21]
報告寫道,當時沒有任何一種放射性核素有正式的國際標準,各國的標準實驗室各自發展測量方法;NIST已收到對130多種放射性核素的合理需求;自1961年以來已完成28次活度比對。1986年的鎘-109比對在活度上符合得令人滿意,參加比對的18個實驗室中有10個還測量了88 keV γ射線的發射率,由此合併得出的每次衰變γ射線概率為0.03614 ± 0.00012。關於1988年的碘-125溶液比對,報告寫道,為比對建議採用的數值是(59.4 ± 0.5)天,其不確定度較大,可能是因為以往測量中存在化學不穩定性或低能輻射的探測問題;有三種方法在本實驗室內給出的結果彼此十分一致,卻比其他實驗室結果的平均值明顯偏離1.5%,後來用主溶液複核,得到了與其他參加者平均值一致的結果。BIPM為γ發射體建立的國際參考系統(SIR)在會議時已登記25個實驗室、48种放射性核素的373個結果。報告末尾指出,國際合作對放射性標準化尤其重要,並提到International Committee for Radionuclide Metrology的相關會議討論應用測量問題。[21]
1992年從NIST退休
同年,他與Michael P. Unterweger和Francis J. Schima在Nuclear Instruments & Methods in Physics Research(A312卷,第349—352頁)發表“New and Revised Half-Life Measurements Results”。[22]
1999年參與發佈NIST半衰期測量結果
1999年,NIST發佈網絡出版物Radionuclide Half-Life Measurements made at NIST(2.0版),作者為Michael P. Unterweger、Dale D. Hoppes、Francis J. Schima和J. S. Coursey。[23]
2007年Bert Coursey在CIRMS年會報告中致謝
2007年10月22日至24日,Council on Ionizing Radiation Measurements and Standards(CIRMS)在馬里蘭州Gaithersburg的NIST舉行第16屆年會,會議主題為“Measurements and Standards for Radiation Based Imaging”,會上把Randall S. Caswell Award授予Bert Coursey;他的報告幻燈片中題為“Thanks”的一頁列出了Dale Hoppes的名字,同列的還有Robin Hutchinson、Wilfrid Mann、Randy Caswell、Walter Bambynek(幻燈片注“EC”)、Lura Powell、Curt Reimann、Ray Kammer、Katharine Gebbie、Parney Albright和George Ryan, Jr.。[25][26]
2011年11月9日American Physical Society紀念牌揭幕
American Physical Society把1956年實驗的所在地定為“historic site”。該地當年屬於National Bureau of Standards園區,2011年時是University of the District of Columbia所在地;2011年11月9日揭幕的紀念牌上刻有C-S Wu、E. Ambler、R.W. Hayward、D.D. Hoppes和R.P. Hudson的名字。[27]
紀念牌的銘文寫道,實驗揭示在某些核過程中,互為鏡像的成對事件發生的概率並不相同,這一發現“revolutionized our understanding of nature’s fundamental laws”。出席揭幕的有American Physical Society執行官Kate Kirby、University of the District of Columbia校長Allen Sessoms和NIST Physical Measurement Laboratory主任Katharine Gebbie。[27]
主題:關於宇稱實驗的回憶
將近50年後,Hoppes回憶了當年十分笨拙的設備:低溫恆溫器的玻璃接頭用甘油和洗滌劑的混合物密封(文章註明先用Palmolive,後來用Ivory),卻不斷漏氣;每次回溫、重新塗抹再冷卻要花6至8小時。他睡在實驗室裡設備旁邊,既為節省時間,也為在需要時通知其他成員回到實驗室。他的評語是“It was an outrageous experiment to try and it’s surprising that it worked!”。[6]
Chien-Shiung Wu在Columbia University有教學任務,不能一直留在National Bureau of Standards,第一次看到不對稱跡象的那一天她不在場。Hoppes在給Magdolna Hargittai的電子郵件中寫道,她很可能到生命的最後一天都為此感到遺憾。Hargittai寫道,Chien-Shiung Wu得到消息後趕往華盛頓,幾天後把結果告訴了在Columbia University的Tsung-Dao Lee和Chen Ning Yang;NIST的文章寫道,她趕到National Bureau of Standards後,對是否接受這一結果十分遲疑。[5][6]
主題:實驗的意義、歸屬與評價
Hudson的文章寫道,實驗結果推翻了核物理學界接受了約30年的一條原理,放棄宇稱守恆的限制解決了亞原子粒子理論中的“tau-theta puzzle”,其後的理論和實驗工作導向弱相互作用與電磁相互作用的統一,他為此列出Weinberg、Salam和Glashow的Nobel演講作為參考。NIST的文章引述Massachusetts Institute of Technology物理學家、科學史學者David Kaiser 2021年2月5日在Science上的說法:這一發現為現代粒子理論奠定了基礎。Hargittai的文章還記述,Valentine Telegdi和Jerome Friedman在1956年夏天不知道National Bureau of Standards工作的情況下開始了另一項實驗,10月時已在測量,論文在1957年1月17日被期刊收到;她認為最可能的情況是該局小組在12月27日最先看到真正的跡象,只是需要時間加以核實。[2][6][5]
Hudson的文章記述了物理學界的反應:1957年1月American Physical Society在紐約舉行的會議上,有關場次座無虛席;也有科學家從原先對Lee–Yang設想的懷疑轉為對實驗結果的不信。消息傳出時,Carnegie Institution的Department of Terrestrial Magnetism的Georges M. Temmer正在西歐訪問,他是該局實驗者的同事;他告訴Wolfgang PauliWolfgang PauliWolfgang Pauli(1900—1958年)是出生於維也納的理論物理學家,因發現不相容原理(又稱Pauli原理)獲1945年度Nobel Prize物理學獎,1930年提出了後來稱為中微子的中性粒子假說;他自1928年起任ETH Zurich理論物理學教授,直至去世。點擊查看完整詞條宇稱已不再被認為守恆,Pauli稱這是胡說,並說實驗必須重做。[2]
該文還寫道,美國和其他國家科學界中一些不甚瞭解情況的人不願把功勞歸於National Bureau of Standards的人員:Temmer在瑞士的一次學術報告會上糾正“triumph at Columbia”的說法,指出工作是在該局完成的,卻被聽眾哄了下去;此後這項實驗幾乎總被稱為“the Wu experiment”,只有Chen Ning Yang和Nicholas Kurti試圖更正這一記載。[2]
Hargittai的文章寫道,Columbia University的記者會突出了Chien-Shiung Wu的作用,而“Wu experiment”這一簡稱之所以方便,是因為實驗由她提出;Telegdi、Nicholas Kurti和Christine Sutton都對這一稱呼提出過疑問,強調低溫方面的工作,Ambler和Hudson都曾是Kurti在Oxford的學生。Kurti和Sutton 1997年在Nature(第385卷第575頁)的評論把這項實驗稱為結合核物理與低溫技術專長的團隊合作;Nobel Prize得主Val Fitch在2002年接受她訪談時說,做鈷-60實驗的人都有實質貢獻,而“Ms Wu is often given the credit”;Telegdi同年則說,沒有哪位實驗者應當獲獎,因為實驗用的是已知技術,又是理論家提出的。她本人從在世的參與者那裡得到的印象是,早期的報道可能過分強調了Chien-Shiung Wu和Columbia University的作用。[5]
NIST的文章指出,National Bureau of Standards的幾位研究者既沒有獲得Nobel Prize,也沒有獲得Wolf Prize。Hargittai引述Nobel物理學委員會前秘書Anders Bárány的說明:獲獎成果須在頒獎年份之前發表,而三篇實驗論文都發表於1957年初,因而不可能在1957年獲獎;她還寫道,評獎章程規定至多三人分享,參與實驗的物理學家人數之多會使任何取捨都很困難。[6][5]
Hudson的文章在結尾交代了其他幾位實驗者後來的經歷。Chien-Shiung Wu回到Columbia University全職從事β衰變研究和研究生培養,1975年獲National Medal of Science並當選American Physical Society會長,1978年獲Wolf Prize物理學獎,1997年2月在紐約去世,終年84歲。Hudson本人1961年出任Heat Division主任,1978年機構改組後在Karl G. Kessler手下任Center for Absolute Physical Quantities副主任,1980年辭職,到法國Sèvres的Bureau International des Poids et Mesures任出版主任兼Metrologia主編,1989年退休,時年65歲,其後在National Science Foundation擔任為期三年的臨時職務,任低溫物理項目主任。Ambler接任Cryogenic Physics Section主任,1978年至1988年任National Bureau of Standards局長,獲President’s Award for Distinguished Federal Civilian Service,1989年從NIST退休,時年65歲。Raymond W. Hayward做完幾項後續實驗後回到Wilfrid B. Mann任主任的Radioactivity Section,後來出任新設的Nuclear Spectrometry Section主任,寫出一部關於高自旋粒子動力學的專著(文中稱之為“a monumental treatise”),此後轉向引力研究,1980年退休,時年59歲。[2]
關聯機構、網站與公開賬號
National Institute of Standards and Technology:官網:https://www.nist.gov/(在新窗口打開)。[28]
來源
- The Fall of Parity Photo Gallery with Short Biographies(在新窗口打開)
- Reversal of the Parity Conservation Law in Nuclear Physics(在新窗口打開)
- The Reversal of Parity Law in Nuclear Physics(在新窗口打開)
- SAA Newsletter, Vol. 32, No. 1, March 2016(在新窗口打開)
- Credit where credit’s due?(在新窗口打開)
- A 'Forever' Stamp and a Discovery That Changed Physics Forever(在新窗口打開)
- Chapter Four: A Durable Director (July 1975-March 1989)(在新窗口打開)
- Raymond Webster Hayward(在新窗口打開)
- Chien-Shiung Wu, 1912–1997: A Biographical Memoir(在新窗口打開)
- An experimental study of beta decay using the radiations from oriented nuclei(在新窗口打開)
- The Gamma-Ray Distribution From Oriented Cerium-141(在新窗口打開)
- Franklin Institute Medals(在新窗口打開)
- Ernest Ambler(在新窗口打開)
- Nuclear Data for the Efficiency Calibration of Germanium Spectrometer Systems: Measurements from the Laboratories of the International Committee for Radionuclide Metrology(在新窗口打開)
- The Fall of Parity(在新窗口打開)
- Certificate: Standard Reference Material 4329a, Curium-243 Radioactivity Standard(在新窗口打開)
- Certificate: Standard Reference Material 4370d, Europium-152 Radioactivity Standard(在新窗口打開)
- Certificate: SRM 4350B, River Sediment Environmental Radioactivity Standard(在新窗口打開)
- Certificate: Standard Reference Material 4352, Human Liver Environmental Radioactivity Standard(在新窗口打開)
- Certificate: Standard Reference Material 4354, Freshwater Lake Sediment Environmental Radioactivity Standard(在新窗口打開)
- Special Report on Standards for Radioactivity: Report on the 1989 Meeting of the Radionuclide Measurements Section of the Consultative Committee on Standards for the Measurement of Ionizing Radiations(在新窗口打開)
- New and Revised Half-Life Measurements Results(在新窗口打開)
- Radionuclide Half-Life Measurements made at NIST (version 2.0)(在新窗口打開)
- Long-term Measurement of the Half-life of 44Ti(在新窗口打開)
- 2007 CIRMS Meeting(在新窗口打開)
- CIRMS 2007(在新窗口打開)
- APS Honors 'Historic Site' of NBS Physics Discovery(在新窗口打開)
- National Institute of Standards and Technology(在新窗口打開)