2023年诺贝尔物理学奖授予三位美国理论物理学家，表彰他们在粒子物理强相互作用理论中“渐近自由”现象的发现。获奖者分别是圣塔巴巴拉加州大学理论物理研究所所长戴维·格罗斯（63岁）、麻省理工学院的弗兰克·维尔切克（53岁）和加州理工学院的戴维·波利策（55岁）。

所谓“渐近自由”现象指的是夸克之间的相互作用强度随着距离的缩短而减弱，近距离时几乎不相互作用，表现为自由状态；而当距离增大时，强相互作用力增强，使夸克无法单独存在。这一发现奠定了量子色动力学（QCD）的理论基础，成为描述核强相互作用的核心框架。

尽管三位科学家如今已年过半百，但他们的开创性研究均完成于青年时期。20世纪60年代，格罗斯作为普林斯顿大学的年轻助教，维尔切克作为其研究生，以及波利策在哈佛大学攻读研究生时，均在二十多岁时开始探索夸克和核子的性质。这一事实再次强调了青年科学家在基础科学突破中的重要地位，以及高质量研究生教育对国家基础研究成果的深远影响。

20世纪30年代，物理学界开始探索原子核结构，发现引力和电磁力不足以解释核子间的强结合力。虽然夸克被认为是质子和中子的基本组成部分，但其本质及为何未曾单独观测到一直是谜。60年代末，研究者发现质子和中子内部的夸克行为类似自由粒子，但又被束缚在核内。三位科学家正是在此背景下，开展了对夸克行为的理论研究。

1973年，格罗斯、维尔切克与波利策分别在《物理评论快报》发表论文，提出数学模型解释了夸克的渐近自由现象。该理论指出，强相互作用力随夸克间距离增加而增强，导致夸克被永久束缚在核子内，无法单独存在。

维尔切克在获奖感言中提到，早期的理论计算枯燥乏味，充满了大量手写笔记，但正是这些细致入微的工作奠定了理论突破的基础。他强调，科研人员必须具备耐心和坚持精神，避免浮躁心态，才能取得重大成果。这对青年科学家尤其具有启示意义。

本次诺贝尔奖不仅肯定了三位科学家在粒子物理领域的杰出贡献，也凸显了青年科研力量和基础理论研究的重要性。

来源：《科技日报》