周光召先生的科学贡献和影响

周光召先生的科学贡献和影响

引用

中国科学院

1.

http://itp.cas.cn/djykxwh/djgz/qthd/202405/t20240522_7167818.html

周光召先生是我国著名的理论物理学家，也是“两弹一星”功勋奖章获得者。他在理论物理领域做出了多项开创性的工作，特别是在螺旋度振幅理论和赝矢量流部分守恒定理（PCAC）方面的工作，对现代理论物理产生了深远影响。本文将详细介绍周光召先生在这些领域的科学贡献及其影响。

螺旋度振幅理论

周光召先生在莫斯科杜布纳联合核子研究所工作期间，开始研究粒子自旋态问题。他提出了相对论性螺旋散射振幅的概念，这一工作远早于Jacob和Wick的相关研究。周光召先生在1958年和1959年发表的两篇关于螺旋度振幅的文章，不仅首次提出了有质量和无质量粒子的螺旋度振幅，而且为现代散射振幅理论奠定了基础。

螺旋度振幅目前在粒子物理实验中有着广泛应用，特别是在粒子自旋和CP性质的测量中。例如，2012年大型强子对撞机ATLAS和CMS实验组就利用希格斯衰变到ZZ的螺旋度振幅来决定希格斯粒子的自旋和CP性质。

赝矢量流部分守恒定理（PCAC）

周光召先生在1961年发表的工作推导出赝矢量流部分守恒定理（PCAC），成为国际公认的PCAC奠基者之一。这项工作对理解弱相互作用理论起到了重大推进作用。李政道先生评价说：“他在1960年简明地推导出赝矢量流部分守恒定理，这是他在强子物理研究中做出的出色成果，对弱相互作用理论起了重大的推进作用，因此世界公认他是PCAC的奠基人之一。”

非平衡态量子场论的闭路格林函数

在回到中国科学院理论物理研究所后，周光召先生与苏肇冰、郝柏林和于渌院士组成四人科研小组，系统发展了非平衡态量子场论的闭路格林函数方法。他们的研究成果发表在Physics Reports上，成为物理学界的经典引用文献。这项研究在多个领域，包括重离子碰撞、粒子宇宙学、凝聚态物理等，都有着重要影响。

量子场论的大范围拓扑性质

周光召先生还组织了一批中青年科研人员发展了量子场论的大范围拓扑性质及其与反常的联系，发表了一系列文章，引起了国内外学者的普遍重视。他不仅在科学研究上取得了卓越成就，还培养了一大批优秀的理论物理学家。

总结

周光召先生的科学贡献主要体现在以下几个方面：

1. 粒子螺旋振幅的工作：思考场论最基础的问题，从而建立起理论的数学框架。
2. 赝矢量流部分守恒的工作：对前沿问题的敏锐把握，给出简洁的解决方案。
3. 闭路格林函数的工作：四人小组进行科研攻关，成为“有组织基础研究”的典范。
4. 场论大范围拓扑性质的工作：指导和带领中青年物理学家，培养了理论物理的队伍。

李政道先生和杨振宁先生对周光召先生的评价极高，认为他是一位顶尖的物理学家，视野宽阔，影响力深远，并且能够快速地洞悉新思想。

参考文献

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[24] 厚德载物，求真创新，贺周光召先生从事科学事业65周年，中国科学院理论物理研究所，2019年.

本文原文来自中国科学院网站，根据2024年5月14日上午在北京应用物理与计算数学研究所与中国科学院理论物理研究所联合举办的周光召学术思想座谈会上的报告发言整理而成，谨以此文祝贺周光召先生从事科学事业70周年暨95华诞！