傑羅姆·弗里德曼
簡介
Jerome I. Friedman (March 28, 1930—）
傑羅姆·弗里德曼，美國物理學家，與肯德爾(Henry W. Kendall, 1926-)和理查德·泰勒(Richard E. Taylor, 1929-)一起，因對電子與質子和束縛中子深度非彈性散射進行的先驅性研究以及因此而對粒子物理學中夸克模型的發展起了重要作用，共同分享了1990年度諾貝爾物理學獎。
研究過程
弗里德曼、肯德爾和理查德·泰勒有關電子與質子和束縛中子的深度非彈性散射實驗，是在美國斯坦福大學直線加速器中心（SLAC）進行的。在建設SLAC時，泰勒負責磁鐵和譜儀的安裝，後來成了實驗項目的總負責人；弗里德曼和肯德爾為譜儀研製了粒子探測器，後來負責處理實驗數據，並在1972年代表實驗小組全體成員作了總結報告。1967年，大型電子直線加速器建成並達到設計能量，作為試運行開始了一系列電子-質子散射實驗，包括電子-質子彈性散射實驗、正電子-質子彈性散射實驗和電子-質子非彈性散射實驗。但是，這些實驗的結果只是證實了已有的結論。當入射電子能量進一步加大時，就進入了從未有人探索過的深度非彈性散射區域。這時，電子的能量是如此之高，以至於可以深入到質子內部，甚至將質子打碎。由於質子分裂成碎片要吸收更多的能量，散射電子的能量應當比平常低的多。然而，實驗發現電子-質子深度非彈性散射的大角度散射截面比彈性散射的大得多。起初，他們認為，是實驗結果不正確，或者是解釋有錯誤，還可能是因為出現了系統誤差，誤差的來源也許是所謂的「輻射修正」，即入射電子或散射電子以光的形式輻射掉了相當大的能量。於是，他們對輻射修正作了仔細研究。結果證明，輻射修正並不重要。他們把電子-質子深度非彈性散射和電子-質子彈性散射以及電子-電子彈性散射分別進行了比較，發現隨着散射角增大電子-質子彈性散射截面急劇下降，而深度非彈性散射截面與電子-電子彈性散射截面之比卻變化不大。這一事實表明，電子以極大的能量深入到質子內部時，遭遇到的不是「軟」的質子靶，而是和電子類似的點狀「硬」核。然而，當時實驗物理學家們並沒有領悟到這一點。SLAC理論組的成員布約肯(J. D. Bjorken)運用流代數求和規則對實驗結果作了分析，並提出標度無關性對實驗結果作了解釋。但是，由於流代數是很抽象的數學方法，他的工作一直未能得到人們的理解。
研究成果
後來，費恩曼把質子看成是點狀部分子的複合體，把電子-質子深度非彈性散射看成是電子與質子內的部分子發生彈性散射。經過計算，證明布約肯的標度無關變量正是部分子動量與質子動量之比。就這樣，費恩曼從深度非彈性散射實驗和標度無關性找到了部分子模型的重要證據。人們很快明白，部分子和夸克原來是一回事。另外，電子-質子深度非彈性散射實驗還表明，蓋爾曼在1962年提出的電中性粒子「膠子」有可能存在。1971年，韋斯柯夫(V. F. Weisskopf)和庫提(N. Kurti)提出，正是這種「膠子」在夸克間傳遞強相互作用才使夸克組成強子。接着，1973年創立了量子電動力學；1979年丁肇中小組首先找到了支持膠子存在的證據。
意義
顯見，電子-質子深度非彈性散射實驗引起了粒子物理學的一系列新進展，使粒子物理學進入了「夸克-膠子」時代。[1]