Как случайно родиться в США, вернуться в эту страну с сотней долларов в кармане и совершить одно из самых неожиданных открытий в истории физики, рассказывает наш очередной выпуск рубрики «Как получить Нобелевку».
Сэмюэл Чжаочжун Тинг
Родился 27 января 1936 года, Энн Арбор, Мичиган, США
Нобелевская премия по физике 1976 года (1/2 премии, совместно с Бартоном Рихтером). Формулировка Нобелевского комитета: «За основополагающий вклад в открытие тяжелой элементарной частицы нового типа (for their pioneering work in the discovery of a heavy elementary particle of a new kind)».
В отличие от своего коллеги по «Нобелевке» Бартона Рихтера, наш нынешний герой получил свое американское гражданство случайно. Его родители, Тинг Куаньхай и Ван Дзуньин были китайскими учеными. Отец – профессор инженерного дела, специалист по технологиям, мать – профессор психологии. Тинг Куаньхай работал в Мичиганском университете, и когда Ван Дзуньин забеременела их первенцем, пара засобиралась к себе домой, на Тайвань. К сожалению (или к счастью), роды случились преждевременно, и Чжаочжун (лишь потом он станет Сэмюэлом) получил право по рождению на американское гражданство. Тем не менее, родители все равно уехали в Китай и Тинг Куаньхай стал преподавать в Тайваньском национальном университете.
Сам Тинг писал о собственном детстве так: «Из-за войны я получил традиционное образование только в двенадцать лет. Тем не менее мои родители всегда были связаны с университетами, и поэтому я имел возможность встретиться со многими выдающимися учеными, которые часто посещали нас. Возможно, из-за этого раннего влияния у меня всегда было желание быть связанным с университетской жизнью.
Поскольку оба моих родителя работали, меня воспитывала бабушка по материнской линии. Мой дед по материнской линии погиб во время первой китайской революции. После этого, в возрасте тридцати трех лет, бабушка решила пойти в школу, стала учительницей и одна воспитывала маму. Когда я был маленьким, я часто слышал рассказы моей матери и бабушки, вспоминающих трудную жизнь, которую они вели в тот беспокойный период, и усилия, которые они прилагали, чтобы дать моей матери хорошее образование. Оба они были смелыми, оригинальными и решительными людьми, и они произвели на меня неизгладимое впечатление».
Тем не менее, китайского образования Тингу не хватало. В 20 лет он вернулся на свою случайную родину с сотней долларов, никаким английским и горячим желанием поступить туда, где раньше преподавал отец – в Мичиганский университет. И с советом, к кому обратиться – декану инженерной школы.
Итак, 6 сентября 1956 года американская жизнь Тинга началась заново. Шесть лет спустя, в 1962 году он получил PhD и отправился по стипендии Форда в ЦЕРН, где начал работать с известным итальянским физиком Джузеппе Коккони. Так начались исследования Тинга в области элементарных частиц.
Джузеппе Коккони Wikimedia Commons
В 1965 году мы видим Тинга в Колумбийском университете – и обратил внимание на эксперимент, проведенный в Гарварде, в котором фотоны сталкивались с ядром и рождались электрон и позитрон. Некоторые результаты не вписывались в квантовую электродинамику (помните Ричарда Фейнмана?).
Тинг взял отпуск и снова отправился в Европу, проверять результаты на германском ускорителе ДЕСИ. Там удалось получить более точные результаты, которые показали: КЭД, «странная теория света и вещества», справедлива на расстояниях как минимум до одной стомиллионной сантиметра.
Еще два года спустя Тинг перешел в Массачусетский технологический, где еще через два года стал профессором. И вот мы оказываемся в 1971 году, когда Тинг со своей группой начал поиск новых частиц на ускорителе с энергией в 30 ГэВ в Брукхейвенской национальной лаборатории в Лонг-Айленде (штат Нью-Йорк). Три года экспериментов по бомбардировке бериллиевой мишени протонами – и вдруг в 1974 году, практически одновременно с группой Бартона Рихтера (их сообщение появилось всего на день позже) – совершенно неожиданно появились свидетельства существования новой, очень тяжелой частицы. «Ничего более странного и совершенно непредсказуемого не случалось в физике элементарных частиц за долгие годы» - потом напишет Рихтер. Тинг предложил назвать новую частицу J-мезоном (злые языки говорят, что буква J напоминает 丁 — китайский иероглиф, составляющий фамилию Тинга).
Почему открытие «еще одной частицы» стало очерь важным событием для физики, мы уже говорили: это ознаменовало выход за триаду кварков и открытие четвертого фундаментального «кирпичика», из которого строятся барионы – очарованного кварка.
И именно поэтому менее, чем через два года после открытия J/ψ-мезона оба исследователя удостоились Нобелевской премии – редчайший случай в истории высшей научной награды. Тинг воспользовался одной из самых громких трибун в науке, чтобы во время речи на банкете сказать слово в защиту тех ученых, которые работают своими руками, экспериментаторов. Давайте же завершим наш рассказ о выдающемся физике, живущем и поныне этими словами:
«Выросший в старом Китае, я хотел бы воспользоваться этой возможностью, чтобы сказать молодым студентам из развивающихся стран о важности экспериментальной работы.
Есть древняя китайская поговорка: "Тот, кто трудится своим умом, правит тем, кто трудится своей рукой". Такого рода отсталые идеи очень вредны для молодежи из развивающихся стран. Отчасти из-за этого типа концепции многие студенты из этих стран склонны к теоретическим исследованиям и избегают экспериментальной работы.
В действительности теория в естествознании не может жить без экспериментальных оснований; физика, в частности, исходит из экспериментальной работы.
Я надеюсь, что присуждение мне Нобелевской премии пробудит студентов из развивающихся стран, к тому, чтобы они осознали важность экспериментальной работы».