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Raymond W. Hayward

Raymond W. Hayward(1921—2001年)是美国美国美国是位于北美洲、实行联邦制的国家,由50个州、作为合众国政府所在地的哥伦比亚特区以及波多黎各、关岛等属地组成,首都为华盛顿哥伦比亚特区。1776年7月4日,大陆会议通过《独立宣言》。2020年人口普查(2020年4月1日)全国常住人口为331,449,281人(约3.31亿人);众议院435个议席依据人口普查结果在各州之间分配。点击查看完整词条National Bureau of Standards的核物理学家。1956年至1957年,他与Chien-Shiung WuChien-Shiung WuChien-Shiung Wu(吴健雄,1912—1997年)是出生于中国的美国实验物理学家,长期任教于Columbia University,曾参加曼哈顿计划。她与合作者在1956年至1957年完成的钴-60 β衰变实验首次以实验证明宇称在弱相互作用中不守恒。点击查看完整词条、Ernest AmblerErnest AmblerErnest Ambler(1923—2017年)是出生于英国的美国物理学家,1953年加入National Bureau of Standards从事低温物理研究,是1956年至1957年与Chien-Shiung Wu合作完成钴-60宇称实验的四名该局物理学家之一。他1975年起代理该局局长,1978年正式出任局长,1988年主持该局更名为National Institute of Standards and Technology,1989年退休。点击查看完整词条、Dale D. HoppesDale D. HoppesDale D. Hoppes(1928年出生)是美国National Bureau of Standards(后来的National Institute of Standards and Technology)的核物理学家,后来领导该机构的Radioactivity Group。1956年至1957年,他与Chien-Shiung Wu、Ernest Ambler、Raymond W. Hayward和Ralph P. Hudson共同完成钴-60 β衰变实验,证明宇称在弱相互作用中不守恒。点击查看完整词条和Ralph P. HudsonRalph P. HudsonRalph P. Hudson(1924—2016年)是出生于英国的美国低温物理学家,1951年加入National Bureau of Standards,先后任Cryogenic Physics Section主任和Heat Division主任,是1956年至1957年与Chien-Shiung Wu合作完成钴-60宇称实验的四名该局物理学家之一。1980年至1989年,他在法国的Bureau International des Poids et Mesures主管出版工作并任期刊Metrologia主编。点击查看完整词条共同完成钴-60 β衰变实验,证明宇称在弱相互作用中不守恒。

本页目录18 节
词条资料

出生于内布拉斯加州奥马哈

Iowa State College毕业与战时在Naval Research Laboratory服役

1943年,他在Iowa State College获得理学学士学位。Physics Today的讣告把专业记为电气工程,National Institute of Standards and Technology(NIST)历史网页上的人物介绍记为物理学。⁠[1][3]

第二次世界大战期间他在美国海军服役,派驻华盛顿哥伦比亚特区的Naval Research Laboratory,做过给电缆安装接头、为一架缴获的日本战斗机绘制接线图和设计天线等工作。⁠[1]

NIST的人物介绍把他1943年至1945年的职务记为Naval Research Laboratory的电子工程师;NIST“The Fall of Parity”专题的小传则写他从1943年起在该实验室任electronic scientist,直到1950年。⁠[3][2]

结婚并在University of California, Berkeley取得博士学位

NIST的人物介绍把他博士论文的内容记为β射线和γ射线谱学。⁠[3]

1948年至1950年,他是Atomic Energy Commission的博士前研究员(pre-doctoral fellow)。⁠[3]

1947年,他与实验物理学家Evans Vaughan结婚,两人是在伯克利相识的。⁠[1][4]

进入National Bureau of Standards,发展β–γ符合测量技术

Physics Today的讣告记述了这一职位的由来:1950年前后,Emilio Segrè告诉Evans Hayward,在华盛顿National Bureau of Standards的Fano那里有一个适合Hayward的空缺,需要人主持一项实验β谱学研究计划,夫妇两人因此都得到了该局的职位。NIST的人物介绍写的是Ugo Fano聘用了他。⁠[1][3]

1952年,他转到Wilfrid Mann领导的放射性组(Radioactivity Section),在那里发展了早期的β–γ符合技术,用于标定碘-131等核医学使用的放射性核素。⁠[3][1]

1953年,他在Advances in Electronics上发表了一篇讨论β射线谱仪设计与建造的文章。⁠[1]

NIST的人物介绍解释说,β–γ符合技术记录的是对β粒子和γ射线的同时探测。Physics Today的讣告把他发展的技术列为最早的一批,并称1953年那篇文章是“definitive description”。⁠[3][1]

参加钴-60宇称实验

1956年,Columbia UniversityColumbia UniversityColumbia University(哥伦比亚大学,正式名称 Columbia University in the City of New York)是位于美国纽约市的私立研究型大学,常春藤盟校成员。学校前身是1754年依英王 George II 特许状创立的 King's College,是纽约州历史最悠久、全美第五古老的高等教育机构;1784年改名 Columbia College,1896年迁至曼哈顿晨边高地并启用大学名称。学校设17个学院,另有4所附属学院,2025年秋季在校学生35,978人。2026年7月1日起,法学学者 Jennifer L. Mnookin 任校长。点击查看完整词条的Tsung-Dao LeeTsung-Dao LeeTsung-Dao Lee(李政道,1926—2024年)是出生于中国上海的美国物理学家,长期任教于Columbia University。他与Chen Ning Yang在1956年提出弱相互作用中宇称可能不守恒,二人因此共同获得1957年Nobel Prize物理学奖;20世纪70年代起,他参与推动中国的高能物理研究和物理人才培养。点击查看完整词条和Institute for Advanced Study的Chen Ning YangChen Ning YangChen Ning Yang(杨振宁,1922—2025年)是出生于中国安徽合肥的理论物理学家,1957年与Tsung-Dao Lee因对宇称定律的研究共同获得Nobel Prize物理学奖。他在1954年与Robert L. Mills提出非阿贝尔规范场理论(Yang–Mills理论),先后任职于Institute for Advanced Study、Stony Brook University和Tsinghua University。点击查看完整词条提出宇称在弱相互作用中可能不守恒,并建议了几种检验实验,其中一种是测量取向钴-60原子核发射β粒子的方向分布。Columbia University的Chien-Shiung Wu经Henry Boorse和Mark W. Zemansky建议,与National Bureau of Standards的Ernest Ambler取得联系,实验随后安排在该局的低温实验室进行。⁠[5][6]

Ambler和低温物理组(cryogenic physics section)组长Ralph P. Hudson先向该局的β衰变专家Hayward和Dale D. Hoppes了解情况,然后决定一试。Magdolna Hargittai在Physics World发表的文章写道,1956年9月Chien-Shiung Wu与Ambler在华盛顿会面,两人邀请该局三位同事参加:低温专家Hudson以及辐射探测专家Hayward和Hoppes。⁠[7][8]

Hudson为NIST撰写的文章写道,Chen Ning Yang和Tsung-Dao Lee曾向同在Columbia University、专长β谱学的Chien-Shiung Wu请教;Columbia的Henry Boorse和City College of New York的Mark W. Zemansky当时在Columbia University主持一个规模不大的低温物理研究项目,没有这项实验所需的设备,但知道Ambler不久前从Oxford的低温核物理研究组转到了National Bureau of Standards。该局的低温实验室被选中,是因为它能在毫开尔文温区做研究,其人员又有使原子核取向的经验。NIST“Taking Measure”栏目2021年的文章则写道,Tsung-Dao Lee在论文发表之前就把这些想法告诉了她。⁠[5][9]

该文记述,Chien-Shiung Wu寻找能承接实验的低温实验室时,Oak Ridge National Laboratory和Leiden University的实验室都忙于自己的工作,而National Bureau of Standards的低温实验室正处在两个大项目之间。2005年Tsung-Dao Lee为纪念实验50周年在NIST作报告,Hudson在问答环节说,她是这一领域的顶尖人物,又参加过曼哈顿计划曼哈顿计划曼哈顿计划(Manhattan Project)是美国在第二次世界大战期间研制原子弹的计划,1942年起由陆军工程兵团的Manhattan Engineer District管理,英国和加拿大参与合作。计划在田纳西州Oak Ridge、华盛顿州Hanford和新墨西哥州Los Alamos等地建起工厂和实验室,1945年进行了首次核试验,同年原子弹先后投到日本的广岛和长崎;战后,其职能移交文职的Atomic Energy Commission。点击查看完整词条,这个请求值得认真对待;他们的上司Ferdinand Brickwedde同意开展这项工作,条件是不花钱。Ambler在口述历史中说“We went for it very hard”,并说该局的资深物理学家认为这项实验希望渺茫。⁠[9]

该文还记述,Tsung-Dao Lee在2005年的报告会上朗读了Chien-Shiung Wu对此事的一段已发表的自述:她和丈夫原已订好Queen Elizabeth号的船票,准备去日内瓦开会,再前往东亚,但她意识到必须立刻着手做这项实验,以免别人抢先。Hargittai的文章写道,1956年春天Tsung-Dao Lee到她的办公室询问β衰变中宇称守恒的实验依据,她提出用经去磁法极化的钴-60作β源,并在1973年回忆说这是“golden opportunity for a beta-decay physicist”;当年春天她开始筹划实验,取消了回中国的行程,那时她已约20年没有回去。实验需要把两种此前从未结合使用的技术合在一起,而她没有接近绝对零度的设备和经验。⁠[9][8]

James Schooley为Hudson写的纪念文章说,Chien-Shiung Wu打电话给Ambler,向他介绍了当时还只有预印本的Lee–Yang论文,并询问National Bureau of Standards是否愿意一试。Hargittai的文章写道,联合小组在1956年10月开始测量;NIST的文章把合作的时间写为1956年的六个月,并说她派研究生到当时设在华盛顿的该局总部,自己也定期前往。一部NIST机构史写道,Hudson与Ambler共同负责实验的低温部分。⁠[7][8][9][10]

Hayward和Hoppes当时都是Atomic and Radiation Physics Division放射性组的成员,负责实验的辐射物理部分;Hayward和他的学生Hoppes参与设计并搭建了实验使用的符合测量系统。⁠[10][1][11]

Ambler在NIST的一次口述历史访谈中回忆,Chien-Shiung Wu、Hayward和Hoppes负责β粒子的探测与计数,他本人和Hudson负责低温部分。⁠[9]

NIST的文章在引述Ambler这段话时加了按语,称Hayward为“a theoretical nuclear physicist”,称Hoppes为“a grad student and later leader of the NIST radioactivity group”。⁠[9]

实验把钴-60置于硝酸铈镁晶体的薄表层内,用绝热去磁法冷却。真空容器内的薄蒽晶体闪烁体探测β粒子,光信号经一根120厘米长的有机玻璃(lucite)光导管传到光电倍增管,外部两台碘化钠γ计数器用来测定原子核的极化程度。准备工作持续约六个月,中途因放气问题把装置由不锈钢改为玻璃。⁠[5]

Hudson的文章给出的细节是:蒽晶体位于钴-60放射源上方约2厘米处,脉冲由一台10道脉冲幅度分析器计数;绝热去磁使用约2.3特斯拉(23千高斯)的磁场,样品温度降到约0.003 K,NIST的专题网页写的也是0.003 K,该网页还写明含钴-60的晶体表层厚50微米。Noemie Benczer-Koller为National Academy of Sciences撰写的Chien-Shiung Wu传略则把晶体写作“cerium magnesium (cobalt) nitrate”,温度写作0.01 K,光导管长度写作4英尺。⁠[5][6][11]

该文还说明了实验设计上的难点:β源必须与作为冷却介质的顺磁晶体接触,又必须位于表面,β粒子才能射出;极化所需的外磁场不能使晶体升温,放射源的强度也要在灵敏度和局部发热之间取舍。硝酸铈镁晶体的磁性有很强的各向异性,可以在晶面内加较强的冷却磁场,在垂直方向加较弱的极化磁场。晶体装在抽成真空的容器里,容器浸在液氦中,外面是液氮;内层容器上绕有电感线圈,通过晶体的磁化率测量温度。两台γ计数器都只接收光电峰脉冲。⁠[5]

实验先后在两个相反的极化磁场方向下测量β粒子的发射。Hudson的文章写道,沿原子核自旋相反方向发射的β粒子更多,不对称性达到了可能的最大值;NIST的文章引用Chien-Shiung Wu的话,称结果“reproducible and huge”。National Academy of Sciences的传略写道,到1956年12月底已观察到很大的效应。⁠[5][9][11]

1956年12月27日,National Bureau of Standards的几位实验者第一次看到不对称的迹象。Ambler的实验记录本第90页记录了这一天的实验,Hudson后来在这一页上方加写了“PARITY NOT CONSERVED!”。NIST的网页写道,当天两次成功的测量中第一次始于12:04,把极化方向反转后观测到了相反的趋势。⁠[8][6]

Hargittai的文章写道,Chien-Shiung Wu在Columbia University有教学任务,不能一直留在National Bureau of Standards,12月27日那天她不在场;得到消息后她赶往华盛顿,几天后把结果告诉了在Columbia University的Tsung-Dao Lee和Chen Ning Yang。NIST的文章写道,她赶到National Bureau of Standards后,对是否接受这一结果十分迟疑。Dale D. Hoppes在给Hargittai的电子邮件中写道,她很可能到生命的最后一天都为那天不在场感到遗憾。⁠[8][9]

论文发表、后续实验与Department of Commerce金质奖章

1957年1月9日凌晨2时左右,实验小组最终确信了结果。论文“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页),作者依次为C. S. Wu、E. Ambler、R. W. Hayward、D. D. Hoppes和R. P. Hudson。⁠[9][5]

小组确信结果之后,Hudson从抽屉里取出一瓶葡萄酒,连同几只小纸杯放在桌上。Tsung-Dao Lee转述Chien-Shiung Wu的话说:“We finally drank to the overthrow of the law of parity.”Hudson说,那是一瓶1949年份的Chateau Lafite Rothschild。⁠[9][8]

NIST的文章写道,小组在发表之前需要确认结果,同时面临压力,因为Columbia University的研究者也准备就同一问题发表论文;理论家原先预计,自旋方向反转时差别很小。⁠[9]

Hudson的文章写道,Chien-Shiung Wu在Columbia University的同事在Columbia University的回旋加速器上设计了一项实验,在一两天内就用介子衰变实验显示出宇称效应,这时National Bureau of Standards小组原定的各项核对实验还远未做完;National Academy of Sciences的传略写道,Leon Lederman、Richard Garwin和Marcel Weinrich在μ子衰变中探测到了不对称。Hargittai的文章记述,1957年1月4日Tsung-Dao Lee在Columbia University物理学家例行的中餐午餐会上谈到了该局的结果,Leon Lederman当晚8点左右打电话到Richard Garwin家中,提出用μ子检验的办法,两人用Lederman的研究生Marcel Weinrich为另一个项目搭建的设备,从1月5日凌晨测量到1月8日拂晓,当天写出报告;Tsung-Dao Lee劝他们不要抢先投稿,认为这样做不公平,因为National Bureau of Standards小组已经工作了数月。⁠[5][8][11]

Hargittai的文章写道,National Bureau of Standards小组的论文在1957年1月10日写成;该小组与Garwin、Lederman和Weinrich在同一天投稿,两篇文章都在1月15日被Physical Review收到,并在1957年2月的同一期上前后相接刊出;1月15日Columbia University物理系举行记者会宣布宇称不守恒,National Bureau of Standards小组的成员出席了记者会。⁠[8][9]

论文把Chien-Shiung Wu列为第一作者,单位为Columbia University,其后是按字母顺序排列的National Bureau of Standards作者。Hargittai写道,这一顺序由该局小组提出,不同于他们通常按字母排序的惯例:Ambler在给她的信中说,把Chien-Shiung Wu排在首位是出于礼貌,因为是她带来了Tsung-Dao Lee和Chen Ning Yang论文的预印本;该局其他作者则认为这是对一位女士的礼让。她还指出,这篇两页的报告没有提到实验是在National Bureau of Standards做的,并认为这一遗漏容易造成误解。⁠[8]

五人同年在Physical Review第106卷(第1361—1363页)发表了第二篇论文,实验改用发射正电子的钴-58,观察到相反的效应,即正电子优先沿原子核自旋方向发射,为Tsung-Dao Lee和Chen Ning Yang的设想提供了进一步的印证。⁠[5][6]

1957年,Department of Commerce向National Bureau of Standards的实验小组颁发金质奖章(Gold Medal,即Award for Exceptional Service)。⁠[5][3]

他与同事在低温实验室做了几项后续实验,之后回到放射性组。他还与University of Maryland和Catholic University of America的学生一起研究原子核自旋、β粒子及随后发射的γ射线之间的关联,以及β衰变的其他基本特性。⁠[5][1]

访问哥本哈根并获John Price Wetherill Medal

1961年至1962年,他在哥本哈根的Institute for Theoretical Physics(后来的Niels Bohr Institute)访问一年,参加关于核物理和粒子物理主要问题的讨论,当时那里约有50位来访的知名学者。⁠[1][3]

Evans Hayward同一年以Guggenheim Fellow身份在该研究所访问。⁠[4]

1962年7—8月出版的Journal of Research of the National Bureau of Standards刊有J. F. Schooley、D. D. Hoppes和A. T. Hirshfeld关于取向铈-141的γ射线分布的论文,其参考文献列有R. W. Hayward与D. D. Hoppes发表在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一篇当时尚未发表的文章。⁠[12]

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,表彰他们证明宇称在弱相互作用中不守恒。Physics Today刊登的消息记载,颁奖仪式于10月17日在费城举行。⁠[5][13]

Franklin Institute的获奖者名录中,Ernest Ambler一页把1962年这枚Wetherill奖章归入Chemistry一类,颁奖词为“Experimental disproof of the conservation of parity.”NIST的人物介绍把奖项名称拼作“John Price Weatherill Award”,并注明它与Samuel Wesley Stratton Award都是共同获得的奖项(joint award)。⁠[14][3]

出任Nuclear Spectroscopy Section主任并获Samuel Wesley Stratton Award

1964年,他升任Nuclear Spectroscopy Section主任。Physics Today的讣告写道,这个组是20世纪60年代中期单独设立的,他在设立时被任命为组长。⁠[3][1][5]

同年,National Bureau of Standards把该局的最高荣誉Samuel Wesley Stratton Award授予宇称实验小组。⁠[5][3]

出版NBS Monograph 154并转向引力研究

1976年,National Bureau of Standards出版了他撰写的专著The Dynamics of Fields of Higher Spin(NBS Monograph 154)。该书用经典拉格朗日场论的变分方法建立高自旋场的相对论性理论。⁠[15][5][1]

Physics Today的讣告写道,从哥本哈根回来后的20年里,他研究理论物理的多个领域,其中之一是自旋大于1的场的动力学这一长期未解决的问题,并称这部专著是一项全面的研究。Hudson的文章称它为“a monumental treatise”,并写他此后转向引力研究。⁠[1][5]

20世纪70年代后期起,他研究引力波探测,着重于量子非破坏(quantum nondemolition)测量和宏观谐振子的量子性质。⁠[1]

讣告说明,这项工作讨论怎样测量谐振子的可观测量而不干扰随后的测量,目标是使精度优于量子极限所给出的不确定度;他一直做到职业生涯结束。⁠[1]

从National Bureau of Standards退休

Physics Today的讣告和Ralph P. Hudson为NIST撰写的文章都写他于1980年从National Bureau of Standards退休,后者注明当时他59岁。NIST“The Fall of Parity”专题的小传把退休年份记为1986年,NIST Gallery of Distinguished Scientists, Engineers, and Administrators的名单也把“Hayward, Raymond”的任职年份记为1950—1986年。⁠[1][5][2][16]

退休后他继续研究电磁学、量子力学、相对论、弱相互作用和引力。⁠[1]

NIST的人物介绍把他的研究兴趣列为量子力学、弱相互作用、原子核β衰变、引力波、自发核跃迁和电磁学。⁠[3]

协助为纪念展览重新组装实验装置

1982年,为纪念宇称实验25周年,华盛顿哥伦比亚特区的National Museum of American History举办了题为“The Fall of Parity”的展览,展出的实验装置大部分是在Hayward和Bruce Dove的协助下重新组装的。⁠[17]

NIST的同名网络展览于1997年7月上线,Hayward、Ralph P. Hudson和Michael Danos为它的筹备提供了意见和其他帮助。⁠[17]

NIST的展览页面写明,1982年的展览出自Smithsonian Institution史密森学会史密森学会(Smithsonian Institution)是美国国会于1846年依据英国科学家James Smithson的遗赠创建的博物馆、教育与研究机构,总部设在华盛顿特区,管理National Air and Space Museum、National Museum of Natural History等博物馆以及国家动物园。点击查看完整词条所属该馆现代物理学策展人Paul Forman之手,网络展览的标题、导言、“Parity: What’s Not Conserved?”一节和其他一些内容取自或依据他的展览,实验说明部分主要取自1957年4月NBS Technical News Bulletin第41卷第4期的一篇文章;网络展览由NIST Physics Laboratory(现属Physical Measurement Laboratory)制作,是NIST Museum Committee的项目,设计者为W. C. Martin、J. Coursey和R. A. Dragoset。页面还写明,重新组装的实验装置由National Museum of American History长期借给NIST Museum,存放在马里兰州马里兰州马里兰州是美国中大西洋地区的一个州,切萨皮克湾深嵌其境内,与宾夕法尼亚州、特拉华州、弗吉尼亚州、哥伦比亚特区和西弗吉尼亚州接壤;首府为Annapolis,最大城市为Baltimore。作为最初13个州之一,马里兰于1788年4月28日批准《美国宪法》,为第7个批准的州;2020年人口普查(2020年4月1日)人口为6,177,224人(约617.7万人)。点击查看完整词条Gaithersburg。⁠[17]

在马里兰州Bethesda逝世

2001年12月24日,他因心脏病发作在马里兰州Bethesda的家中去世。⁠[1]

Physics Today在2002年10月号(第55卷第10期,第71—72页)刊出他的讣告,作者是Ralph P. Hudson、Bert Coursey和Sydney Meshkov,文章开头称他为“a nuclear physicist and expert in the physics of beta decay in radionuclides”。⁠[1]

主题:荣誉与纪念

他是American Physical Society的会士(Fellow)。⁠[3]

American Physical Society把1956年实验的所在地定为“historic site”。该地当年属于National Bureau of Standards园区,2011年时是University of the District of Columbia所在地;2011年11月9日揭幕的纪念牌上刻有C-S Wu、E. Ambler、R.W. Hayward、D.D. Hoppes和R.P. Hudson的名字。⁠[18]

纪念牌的铭文写道,实验揭示在某些核过程中,互为镜像的成对事件发生的概率并不相同,这一发现“revolutionized our understanding of nature’s fundamental laws”。出席揭幕的有American Physical Society执行官Kate Kirby、University of the District of Columbia校长Allen Sessoms和NIST Physical Measurement Laboratory主任Katharine Gebbie。⁠[18]

NIST Gallery of Distinguished Scientists, Engineers, and Administrators的2020年名单中有“Hayward, Raymond”一行,入选年份一栏写的是“N/A”。⁠[16]

NIST的文章配有一张该局四位实验者与实验设备的合影,自左至右为Hudson、Ambler、Hoppes和Hayward,图片来源标为NIST Digital Archives。Hargittai的文章以“Candidates for credit”为题排出11人的肖像:Ambler、Hayward、Chien-Shiung Wu、Hoppes、Hudson、Lederman、Garwin、Tsung-Dao Lee、Chen Ning Yang、Friedman和Telegdi。⁠[9][8]

主题:实验的意义、归属与评价

Hudson的文章写道,实验结果推翻了核物理学界接受了约30年的一条原理,放弃宇称守恒的限制解决了亚原子粒子理论中的“tau-theta puzzle”,其后的理论和实验工作导向弱相互作用与电磁相互作用的统一,他为此列出Weinberg、Salam和Glashow的Nobel演讲作为参考。NIST的文章引述Massachusetts Institute of Technology物理学家、科学史学者David Kaiser 2021年2月5日在Science上的说法:这一发现为现代粒子理论奠定了基础。Hargittai的文章还记述,Valentine Telegdi和Jerome Friedman在1956年夏天不知道National Bureau of Standards工作的情况下开始了另一项实验,10月时已在测量,论文在1957年1月17日被期刊收到;她认为最可能的情况是该局小组在12月27日最先看到真正的迹象,只是需要时间加以核实。⁠[5][9][8]

Hudson的文章记述了物理学界的反应:1957年1月American Physical Society在纽约举行的会议上,有关场次座无虚席;也有科学家从原先对Lee–Yang设想的怀疑转为对实验结果的不信。消息传出时,Carnegie Institution的Department of Terrestrial Magnetism的Georges M. Temmer正在西欧访问,他是该局实验者的同事;他告诉Wolfgang PauliWolfgang PauliWolfgang Pauli(1900—1958年)是出生于维也纳的理论物理学家,因发现不相容原理(又称Pauli原理)获1945年度Nobel Prize物理学奖,1930年提出了后来称为中微子的中性粒子假说;他自1928年起任ETH Zurich理论物理学教授,直至去世。点击查看完整词条宇称已不再被认为守恒,Pauli称这是胡说,并说实验必须重做。⁠[5]

该文还写道,美国和其他国家科学界中一些不甚了解情况的人不愿把功劳归于National Bureau of Standards的人员:Temmer在瑞士的一次学术报告会上纠正“triumph at Columbia”的说法,指出工作是在该局完成的,却被听众哄了下去;此后这项实验几乎总被称为“the Wu experiment”,只有Chen Ning Yang和Nicholas Kurti试图更正这一记载。⁠[5]

Hargittai的文章写道,Columbia University的记者会突出了Chien-Shiung Wu的作用,而“Wu experiment”这一简称之所以方便,是因为实验由她提出;Telegdi、Nicholas Kurti和Christine Sutton都对这一称呼提出过疑问,强调低温方面的工作,Ambler和Hudson都曾是Kurti在Oxford的学生。Kurti和Sutton 1997年在Nature(第385卷第575页)的评论把这项实验称为结合核物理与低温技术专长的团队合作;Nobel Prize得主Val Fitch在2002年接受她访谈时说,做钴-60实验的人都有实质贡献,而“Ms Wu is often given the credit”;Telegdi同年则说,没有哪位实验者应当获奖,因为实验用的是已知技术,又是理论家提出的。她本人从在世的参与者那里得到的印象是,早期的报道可能过分强调了Chien-Shiung Wu和Columbia University的作用。⁠[8]

NIST的文章指出,National Bureau of Standards的几位研究者既没有获得Nobel Prize,也没有获得Wolf Prize。Hargittai引述Nobel物理学委员会前秘书Anders Bárány的说明:获奖成果须在颁奖年份之前发表,而三篇实验论文都发表于1957年初,因而不可能在1957年获奖;她还写道,评奖章程规定至多三人分享,参与实验的物理学家人数之多会使任何取舍都很困难。⁠[9][8]

Hudson的文章在结尾交代了其他几位实验者后来的经历。Chien-Shiung Wu回到Columbia University全职从事β衰变研究和研究生培养,1975年获National Medal of Science并当选American Physical Society会长,1978年获Wolf Prize物理学奖,1997年2月在纽约去世,终年84岁。Hudson本人1961年出任Heat Division主任,1978年机构改组后在Karl G. Kessler手下任Center for Absolute Physical Quantities副主任,1980年辞职,到法国Sèvres的Bureau International des Poids et Mesures任出版主任兼Metrologia主编,1989年退休,时年65岁,其后在National Science Foundation担任为期三年的临时职务,任低温物理项目主任。Ambler接任Cryogenic Physics Section主任,1978年至1988年任National Bureau of Standards局长,获President’s Award for Distinguished Federal Civilian Service,1989年从NIST退休,时年65岁。Dale D. Hoppes在Nuclear Spectrometry Section继续研究取向原子核的β粒子分布,1961年获Catholic University of America博士学位,1981年接任Radioactivity Group负责人,1992年从NIST退休,时年64岁。⁠[5]

主题:个人生活

他的爱好包括登山、狩猎和飞蝇钓,他也爱听古典音乐,收藏了数量可观的唱片。Hayward夫妇经常招待来自世界各地的物理学家,American Physical Society在华盛顿开会期间,两人以举办大型聚会闻名。⁠[1]

Physics Today的讣告用“courtly, affable”形容他,并提到他有“a wry sense of humor”。⁠[1]

主题:妻子Evans Hayward

1947年至1950年,她在伯克利的Radiation Laboratory做博士毕业后的研究工作(讣告用词为“postgraduate work”),用云室研究同步加速器产生的电子和回旋加速器产生的介子,测量了被中子散射的质子的角分布,并测量了氧-17缓发中子的能谱,由此得到有关该原子核激发态的信息。⁠[4]

NIST的人物介绍写道,她1950年受聘进入National Bureau of Standards的Neutron Physics Section。她在该局最初的实验使用钴-60源的γ射线和一台50 MeV电子感应加速器;该局从华盛顿迁到Gaithersburg后,她利用150 MeV直线加速器做实验。她与John Hubbell测量了1 MeV光子在水、铝、铜、锡和铅的半无限厚板上的反照率,与William Dodge做了检验轫致辐射、实光子与虚光子同原子核相互作用以及光子弹性散射理论的实验。⁠[19][4]

讣告称她是光核物理领域的国际带头人,利用高能加速器产生的电子、正电子和中子束,五十多年间研究光中子产生截面的精密测量、变形核对光子的散射与吸收以及取向核的核光效应。她的实验表明,椭球形原子核的巨共振有两个峰,与同事、理论家Mike Danos的预言一致;两人在该局共用一间办公室达数十年,多次谢绝分开办公的安排。Everett Fuller退休后,她接手维护光核反应文献目录,这些资料后来成为“Photonuclear Data Index”数据库的基础。⁠[4]

讣告还记述了她的几项具体工作:在伯克利测得的中子–质子散射角分布在质心系中既不各向同性,也不关于90°对称,质子的前向峰提示中子与质子之间存在电荷交换;光子反照率的测量结果得到了用台式计算器所做Monte Carlo计算的印证;Arenhoevel–Hayward关于核巨共振对平面偏振光子散射的理论被认为特别优美,Hayward、Barber和Sazama用碳-12的15.1 MeV 1⁺态共振荧光产生的单能平面偏振光子,照射天然镉、锡、钽、钨、铂、金和铋靶,做了相应的实验;她与Wolynec、Martins和Dodge合作研究光核与电核反应,讣告称由此发表的论文在世界各地广为人知。这份文献目录可在三处查阅:Moscow State University的Institute of Nuclear Physics所属Centre for Photonuclear Experiments Data、Brookhaven National Laboratory的National Nuclear Data Center和设在维也纳的IAEA Nuclear Data Section。H. William Koch 2006年的回忆文章同样用“Particularly elegant”形容Arenhoevel–Hayward理论,并在致谢中感谢她协助修改文稿。⁠[4][20]

讣告写她1975年成为Nuclear Research Group组长,1978年至1980年任Nuclear Radiation Division副主任,1990年从NIST退休,退休后仍与许多科学家保持合作;NIST的人物介绍则写她1975年至1986年任Neutron Physics Group组长。她曾在Goethe University的Institute for Nuclear Physics(1966年)、University of Melbourne(1969年,Sir Thomas Lyle Fellow)、University of Toronto(1975年)、Mainz的Max Planck Institute(1982—1986年)、Oxford的Nuclear Physics Laboratory(1985—1986年)、Duke UniversityDuke UniversityDuke University 是位于美国北卡罗来纳州达勒姆的私立大学。学校起源于1838年在 Randolph County 开办的 Brown's Schoolhouse,1859年改名 Trinity College,1892年迁至达勒姆;1924年12月 James B. Duke 设立 The Duke Endowment 后,学校改名 Duke University,以纪念其父 Washington Duke。学校设10个学院,并通过受控关联机构 Duke University Health System 运营 Duke University Hospital 等医院。2025年秋季在校学生17,325人;2026财年末捐赠基金市值约142.8亿美元。截至2026年10月,校长为2017年就任的第十任校长 Vincent E. Price。点击查看完整词条(1987年、1990年)和University of Lund的Physics Institute(1987年)访问或任教。⁠[4][19]

20世纪70年代,Richard NixonRichard NixonRichard Nixon(1913—1994年)是美国政治人物,曾任加利福尼亚州联邦众议员和联邦参议员,1953—1961年任副总统,1969—1974年任第37任美国总统;任内访问中国、与苏联签署限制战略武器协议并结束美国对越南战争的参与,后因Watergate丑闻于1974年8月9日辞职,是美国历史上唯一辞职的总统。点击查看完整词条总统选任她为Atomic Energy Commission的General Advisory Committee成员,她还在Committee on International Exchange of Persons(Senior Fulbright-Hays Program)的Advisory Screening Committee in Physics和马里兰州州长Mandel的Science Advisory Council任职,后者协助州长处理科学方面的问题。她获得Department of Commerce的银质奖章(1958年)和金质奖章(1971年)、Federal Women’s Award(1975年)和Samuel Wesley Stratton Award(1980年),1987年成为NBS Fellow,1995年入选NIST Portrait Gallery of Distinguished Scientists, Engineers, and Administrators,并且是American Physical Society会士。该陈列廊2020年的名单把她的任职年份记为1950—1990年,入选年份记为1995年。⁠[4][19][16]

讣告记述,她说过自己穿着职业装是为了在做实验时不让人分心;她入行时女物理学家极少,她认为自己必须出类拔萃才能得到承认,也曾在不同时期遭遇该局内部的性别歧视。完全退休后,她在American University上夜间课程,学习政治、国际关系、西班牙语和意大利语。讣告称她是天生的带头人,同行和直接上级都承认她的突出成就和她对该局的价值,她为做实验和讲学走过许多地方;她说上这些课是因为自己仍然想学习。世界各地的同事在她去世后表达了哀悼和感谢。⁠[4]

2020年3月2日,她因心脏病在马里兰州Chevy Chase的家中去世。讣告写道,丈夫和两个儿子都先于她去世。⁠[4]

关联机构、网站与公开账号

National Institute of Standards and Technology:官网:https://www.nist.gov/(在新窗口打开)。⁠[21]

University of Maryland:官网:https://umd.edu/(在新窗口打开)。⁠[22]

来源

  1. Raymond Webster Hayward(在新窗口打开)
  2. The Fall of Parity Photo Gallery with Short Biographies(在新窗口打开)
  3. Raymond W. Hayward(在新窗口打开)
  4. Evans Vaughan Hayward(在新窗口打开)
  5. Reversal of the Parity Conservation Law in Nuclear Physics(在新窗口打开)
  6. The Reversal of Parity Law in Nuclear Physics(在新窗口打开)
  7. SAA Newsletter, Vol. 32, No. 1, March 2016(在新窗口打开)
  8. Credit where credit’s due?(在新窗口打开)
  9. A 'Forever' Stamp and a Discovery That Changed Physics Forever(在新窗口打开)
  10. Chapter Four: A Durable Director (July 1975-March 1989)(在新窗口打开)
  11. Chien-Shiung Wu, 1912–1997: A Biographical Memoir(在新窗口打开)
  12. The Gamma-Ray Distribution From Oriented Cerium-141(在新窗口打开)
  13. Franklin Institute Medals(在新窗口打开)
  14. Ernest Ambler(在新窗口打开)
  15. The Dynamics of fields of higher spin(在新窗口打开)
  16. NIST Gallery of Distinguished Scientists, Engineers, and Administrators - 2020(在新窗口打开)
  17. The Fall of Parity(在新窗口打开)
  18. APS Honors 'Historic Site' of NBS Physics Discovery(在新窗口打开)
  19. Evans V. Hayward(在新窗口打开)
  20. Recollections on Sixty Years of NBS Ionizing Radiation Programs for Energetic X Rays and Electrons(在新窗口打开)
  21. National Institute of Standards and Technology(在新窗口打开)
  22. Our Research Changes Lives(在新窗口打开)