Нобелевская премия была учреждена в 1901 году. Своим названием она обязана Альфреду Нобелю (1833-1896) – шведскому инженеру, изобретателю и промышленнику. Присуждение этой премии – наивысшее признание для политиков, экономистов, учёных и литераторов. В нашей сегодняшней программе мы расскажем вам о лауреате Нобелевской премии по физике, выдающемся учёном китайского происхождения---Дин Чжаочжуне (его американское имя – Сэмюэл Тинг).

Дин Чжаочжун родился 27 января 1936 года в городе Ан-Арбор (штат Мичиган, США). Через несколько месяцев после его рождения семья Дина вернулась в Китай. Все детство он провёл в провинции Шаньдуне. В 1949 году вместе с отцом поехал на Тайвань. В 1956 году Дин Чжаочжун отправился в США на учёбу в Мичиганском университете. В 1960 году он получил степень магистра физики. В 1962 году стал доктором физики.

В 1963 г. он работал в ЦЕРНе (Европейском центре ядерных исследований) в Женеве (Швейцария), где работал с итальянским физиком Джузеппе Коккони на ускорителе частиц. Два года спустя он перешел на факультет Колумбийского университета в Нью-Йорке и где стал изучать результаты эксперимента, проведенного на ускорителе электронов в Гарвардском университете. Эксперимент был связан с «производством пар», т.е. одновременным получением электрона и его античастицы, позитрона, путем столкновения кванта излучения (фотона) с ядерной мишенью. (Позитрон во всем идентичен электрону, за исключением знака заряда, который у позитрона положителен.) Экспериментальные результаты, казалось, нарушали некоторые выводы квантовой электродинамики, описывающей взаимодействие материи с электромагнитным излучением.

Взяв отпуск в Колумбийском университете, Дин отправился в Гамбург (ФРГ), чтобы повторить гарвардский эксперимент на ускорителе ДЕСИ (название германского электронного синхротрона). Гамбургская группа во главе с Дином создала инструмент, названный двухлучевым спектрометром, предназначенным для регистрации электронно-позитронных пар. Два луча спектрометра позволяли одновременно измерять импульсы (произведение массы на скорость) двух частиц (с помощью отклонения их большими магнитами), а также углы между их траекториями и направлением входящего пучка. Раздельное измерение скоростей частиц позволяет вычислить их массы и определить их общую энергию. Затем их можно идентифицировать и установить корреляции между ними. Спектрометр можно было также настроить таким образом, чтобы он регистрировал лишь частицы с определенными импульсами, чтобы можно было использовать различные эффективные массы. Полученные группой экспериментальные результаты показали, что описание возникновения пар, даваемое квантовой электродинамикой, справедливо вплоть до малых расстояний порядка одной стотриллионной сантиметра.

Дин продолжал изучать возникновение пар и искать новые частицы, при распаде которых образовывались бы электронно-позитронные пары. Одновременно со своей работой на ДЕСИ он в 1967 г. начал преподавать физику в Массачусетском технологическом институте (МТИ) и двумя годами позже стал там профессором. Со своей группой в 1971 г. Дин начал поиск частиц на ускорителе протонов мощностью 30 млрд. электрон-вольт в Брукхейвенской национальной лаборатории в Лонг-Айленде (штат Нью-Йорк)

Дин искал короткоживущие, относительно тяжелые частицы. Поскольку большая масса эквивалентна очень большой энергии, согласно теории относительности Альберта Эйнштейна, искомые частицы могли появиться только при бомбардировке мишени частицами с высокой энергией. Для таких исследований прежде всего требовался сверхчувствительный детектор, который был бы способен идентифицировать такое событие, как возникновение электронно-позитронной пары с измеримой энергией в течение одной миллиардной доли секунды среди миллиардов других взаимодействий, не представляющих интереса, и под натиском 10 трлн. протонов в секунду. Нельзя было ожидать, что частицу рассматриваемого типа можно поймать и наблюдать непосредственно, однако она должна была проявиться, распавшись на электронно-позитронную пару, энергия которой должна была равняться энергии исчезнувшей родительской частицы. Это требовало высокой разрешающей способности при больших массах, т.е. возможности добавить точно известные небольшие порции энергии к уже существующему большому количеству энергии и измерить их влияние на образование пары. Дин со своими коллегами решил создать оригинальный вариант двухлучевого спектрометра. Исключительно сложный аппарат, после того как была тщательно отлажена каждая из его компонент, заработал почти с первого включения. Это добавило новый штрих к той репутации, которую Дин снискал в Гамбурге, репутации искусного, тонкого экспериментатора с завидной проницательностью.

Группа Дина бомбардировала пучком протонов бериллиевую мишень. В августе 1974 г. после нескольких месяцев работы они обнаружили острый узкий пик, связанный с возникновением электронно-позитронной пары, при 3,1 млрд. электрон-вольт. После нескольких месяцев повторных проверок этого результата самыми разными способами Дин пришел к выводу, что они имеют дело с новой, не предвиденной ранее частицей. Она была вдвое тяжелее других сравнимых частиц, а ее масса (в терминах эквивалентной энергии) имела в тысячу раз более узкий диапазон, что указывало на малый разброс энергетических состояний, в которых могла находиться данная частица, и могло служить ключом к выявлению ее природы.

Дин хотел исследовать другие связанные с этим проблемы, прежде чем публиковать результаты, и не сделал немедленного сообщения в печати. Он лишь проинформировал Джордже Беллеттини, директора лаборатории Фраскати в Италии. Зная, где нужно вести поиск, физики этой лаборатории буквально в течение двух дней подтвердили открытие Дина. Статьи Дина и группы из лаборатории Фраскати появились в одном и том же ноябрьском номере журнала «Физикал ревью леттерз» ("Physical Review Letters").

Когда Дин подыскивал имя для новой частицы, ему напомнили, что для названий устойчивых частиц возбуждаемой группы в современной физике используются заглавные латинские буквы, тогда как частицы более классической группы обозначаются греческими буквами. Поскольку в его опытах участвовали электромагнитные токи, которые обозначаются символом J, он дал своей частице имя J (джей).

Во время очередной плановой встречи на территории Станфордского линейного ускорителя (СЛАК) в Калифорнии Дин рассказал о своем открытии директору СЛАК Вольфгангу Панофски. Панофски в ответ сообщил ему, что всего лишь несколько дней назад физик из СЛАК Бертон Рихтер сделал сообщение об аналогичном открытии. Сравнив записи, Дин и Рихтер пришли к выводу, что они открыли одну и ту же частицу, которую Рихтер назвал ψ (пси). В знак признания их независимых друг от друга и почти одновременных открытий было решено назвать частицу джей/пси. Многие физические лаборатории внесли изменения в план своей работы, чтобы исследовать новую частицу, тогда как ядерщики-теоретики попытались найти ей место в своих теориях.

В 1976 г. Дин и Рихтер были награждены Нобелевской премией по физике «за изыскательскую работу по открытию тяжелой элементарной частицы нового типа».

В настоящее время Дин возглавляет одну из четырёх независимых групп, которые занимаются анализом данных с детекторов ускорителя LEP (Большого электрон-позитронного коллайдера). Кстати, LEP является одним из самых удачных с технической точки зрения проектов CERNа (Европейского центра ядерных исследований) за всю историю существования.