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教授天团|作为2015诺贝尔物理学奖“功臣”之一的他,即将来到特优生暑期学校!

2023-05-17发布于北京

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#上期回顾

Previous review

上期我们介绍了人机交互领军人物,CMU计算机工程教授,他在教学和科研方面都有很高的成就。他已经在计算机领域发表了多篇高水平的学术论文,引起了国际学术界的广泛关注和认可。


对计算机科学感兴趣的同学们,可以点击下方链接查看项目介绍哦~


今天特优生为大家介绍一位重量级物理系教授,他颠覆了世界物理学家对宇宙中最神秘的粒子之一中微子的看法,一项异常现象的发现在2015年诺贝尔物理学奖中起到关键作用。


同时J.L.教授是一位在高能物理学和理论物理学领域享有盛誉的学者,他的研究对于推动这些领域的发展有着重要的贡献。他的科研成果和教育工作都受到了广泛的认可和赞誉。


在认识J.L.教授前我们先解一下圣母大学物理系专业吧~

院校介绍

Introduction



美国“新常春藤”名校之一 圣母大学(University of Notre Dame)是位于美国印第安纳州南本德的一所私立天主教研究型大学。它创立于1842年,是美国最古老的天主教高等教育机构之一,在全美国具有很高的声誉。



圣母大学物理系致力于物理领域的研究和教育。该系成立于1946年,拥有世界一流的师资力量和研究设施,强调理论和实验相结合的教学方法。其研究重点包括量子物理、宇宙学、等离子体物理、凝聚态物理等。同时,该系还是美国宇航局(NASA)等重要机构的合作伙伴,涉及国家级的重点研究项目。



圣母大学拥有完善的学术资源和设施,并致力于在所有学科领域中推动知识和价值的交流与创新。学术上,该校的强项主要包括经济学、生命科学、历史学、文学、哲学、神学、能源与环境等。


它还拥有一系列的研究机构,如艾克曼研究所、原子核粒子物理研究所等,这些机构在各自的领域中都有非常卓越的研究成果。

教授介绍

Professor Introduction


J.  L.

圣母大学物理学终身教授


  • 哈佛大学物理学博士

  • 费米学者奖

  • 美国能源部杰出研究员

  • 英国皇家天文学会会员

  • 天体物理学奖的共同获得者

  • 美国国家科学院杰斐逊科学研究员


J.L.教授是一位著名的粒子物理学家,现为圣母大学(University of Notre Dame)物理系的教授。他的主要研究方向是高能物理学和理论物理学,特别是量子场论。他在这些领域做出了重要的贡献,尤其是在强相互作用和非线性效应等领域。



J.L.教授于1973年在哈佛大学获得了物理学博士学位。在他的博士论文中,他首次开发了一种新的方法,通过单位化子(unitons)描述了强相互作用效应的非线性特性,这在当时是一个前沿的研究方向。此后,他在布鲁克海文国家实验室、耶鲁大学、蒙特利尔大学和布鲁塞尔自由大学等多个研究机构从事研究工作。


J.L.(右二)教授在兰德尔实验室研究物质的退化


除了研究,J.L.教授还致力于推广科学教育和社会公众的科学素养,他曾经多次在各种场合作为科学家代表发表演讲和撰写科普文章。他还曾担任美国物理学会的教育委员会委员,并为物理学教育和科普出版物撰写了多篇文章。


总的来说,J.L.教授是一位在高能物理学和理论物理学领域享有盛誉的学者,他的研究对于推动这些领域的发展有着重要的贡献。他的科研成果和教育工作都受到了广泛的认可和赞誉。


被选为 2020-21 杰斐逊科学研究员


他还是许多科学研究项目的领头人,包括美国国家科学基金会(NSF)赞助的重大研究项目和欧洲核子中心(CERN)等国际性科研合作项目。他的成果和贡献为圣母大学带来了极高的声誉和荣誉。


学术研究

Research


在2015 年中微子振荡获得2015诺贝尔物理学奖的消息与巴黎圣母院有着深厚的联系。事实上,J.L.教授在发现其中一项异常现象方面发挥了关键作用,该异常现象因此而获奖,并且颠覆了物理学家对宇宙中最神秘的粒子之一中微子的看法。J.L.教授在《物理学透视》杂志上发表了他对围绕发现“大气中微子异常”事件的回忆



早在 20 世纪 80 年代中期,包括圣母大学教授J.L.在内的一群主要是美国物理学家正在观察一个装有 250 万加仑水的巨大水箱,该水箱位于俄亥俄州克利夫兰郊外的盐矿深处。


J.L.教授有关中微子文章


该小组的目标是在衰变过程中捕获质子,质子是原子的基本组成部分之一。尽管 IMB 实验从未见过质子衰变(此后也没有任何人衰变),但 J.L.教授及其同事确实注意到进入探测器的 μ 子数量异常。介子是一种中微子与地球相互作用产生的亚原子粒子,而中微子本身是宇宙射线穿过地球高层大气的副产品。该实验仅记录了预期 μ 子数量的一半,到 1986 年,J.L.及其同事首先宣布差异已达到 3.5 个标准差。



这种所谓的“大气中微子异常”在 1988 年由从事神冈实验的日本竞争对手在一篇论文中得到证实。最终,由 Takaaki Kajita 领导的这个小组建造了一个更大的探测器,装有超过 1200 万加仑的水,被称为超级神冈,简称 SuperK。随着尺寸的增加,SuperK 能够在 1998 年最终证明大气中微子异常是由于中微子改变形式或振荡造成的,这只有在中微子具有非零质量时才会发生。



但正是 J.L.教授和 IMB 上的小团队首先注意到了消失的 μ 子,并开始了长达十年的探索之旅,帮助揭开了自然界最神秘的粒子之一,难以捉摸的中微子的秘密。 同时由于J.L.教授与团队的这项发现,Takaaki Kajita获得了 2015 年诺贝尔物理学奖。


项目介绍

Programs Introduction


今年暑期,J.L.教授为同学们带来电磁学项目那么下面来简单介绍一下项目吧~


电磁学项目:


本次项目将介绍了与电场、磁场、电荷和电流有关的物理定律,了解电磁力以及如何利用电磁力是人类最伟大的成就之一,这一成就引发了一场令人难以置信的技术革命,这场革命一直持续到今天。


项目涵盖了电学和磁学的基础知识,主要内容包括电荷、导体、绝缘体、电势能、电势、电场、电容、电流、电阻、电路、电磁感应、磁场、安培定律、麦克斯韦方程和电磁波等方面。


具体项目内容包括库仑定律、高斯定律、电势能、电势、等势面、电容、串并联、基尔霍夫规则、磁性、磁场、安培定律、归纳法、法拉第定律、电感、电路中的能量储存、交流电路、共振和变压器、电磁波和光速等。通过学习,学生将掌握电学和磁学的基本原理和应用,理解电学和磁学在现代科技中的广泛应用。


项目目标:


✅对静电学和电动力学中的基本问题进行定量分析

✅对与平行板电容器相关的基本问题进行定量分析

✅解释电容器中介电材料的作用和使用

✅了解简单的直流和交流电路

✅根据电流进行简单的磁场计算

✅了解时变磁场和感应电流之间的关系

✅分析磁感应

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