Friedberg-李政道对称性问世10周年记

    10年前的2006年6月7日，中科院高能所的赵维勤老师在预印本库（arXiv.org/hep-ph）代贴了一篇题为A Possible Relation between the Neutrino Mass Matrix and the Neutrino Mapping Matrix的论文（arXiv:hep-ph/0606071），作者是美国哥伦比亚大学的李政道先生和R. Friedberg教授。这篇论文让界内不少同行眼睛一亮：大名鼎鼎的李先生又开始关注中微子问题了，而且有非常具体的研究工作！

 

 

    2006年7月，李先生和Friedberg的上述论文发表在高能所主办的专业期刊《高能物理与核物理》（英文刊名High Energy Physics and Nuclear Physics，以下简称《高核》）上。时任《高核》主编的郑志鹏老师力邀李先生的稿件，李先生欣然应允，这无疑是对国内期刊的有力支持。

 

    因为李先生和Friedberg的工作研究的是中微子质量与混合问题，所以当时郑老师和赵老师都善意地提醒我关注这一重要论文，令我十分感激。于是我带领博士研究生周顺和张贺马上着手跟进的研究工作。

 

    李先生和Friedberg的主要想法是：Dirac中微子的有效质量项或许存在某种对称性，它在三种中微子场的线性平移变换下不变，由此可以强烈地限制中微子质量矩阵的结构，后者的特殊性导致了一种中微子质量为零，而相应的中微子混合矩阵主体上呈现的是当时被广泛关注的Harrison-Scott-Perkins形式，但其中的最小中微子混合角不为零。为了破坏这一对称性，李先生他们引入了一种最简单的对称性破缺机制，使得该模型与当时的中微子振荡实验数据完全相符。

 

 

    2006年对于中国的大亚湾反应堆反中微子振荡实验项目而言，是至为关键的一年。为了支持大亚湾项目，李政道先生亲自参加了2006年6月11日至16日在高能所召开的中美高能物理未来合作研讨会，并在会上做了开场主旨报告，讲的就是他和Friedberg的上述工作。人们由此可以看出李先生的治学风格：他不是泛泛地发表意见支持一个他认为重要的大科学项目，而是身体力行地做一些相关的科学研究，实实在在地予以支持。这一点令我们肃然起敬。我本人在这次研讨会上也做了一个大会报告，从理论层面强调了大亚湾实验的科学意义。2007年10月，大亚湾实验项目破土动工；2012年3月，大亚湾实验国际合作组中方发言人王贻芳教授向全世界宣布：该实验首次发现了短基线反应堆反中微子振荡模式，并成功地测量了最小的中微子混合角theta(13)。李政道先生闻讯后欣喜地评价道，“这是物理学上具有重要基础意义的一项重大成就。”

 

    张贺、周顺和我本人把Friedberg-李政道对称性推广到Majorana中微子的情形，并探讨了它与广为人知的mu-tau对称性的关系，以及可能的CP对称性破坏效应。在我的催促下，两位优秀的博士生很快完成了相关计算，我也在第一时间赶写出了论文。2006年7月9日，周顺同学将论文投到预印本库中（arXiv:hep-ph/0607091）。我们的论文于2006年10月5日正式发表在欧洲物理学会主办的《Phys. Lett. B》期刊上，至今已被同行引用105次。由于当年《高能物理与核物理》期刊尚未很好地国际化，李先生他们的原始论文的被引用次数反而较少，只有53次（上面的数字均基于国际高能物理数据库INSPIRE的记录，不排除一定程度的遗漏和偏差）。

 

    2006年11月24日是李政道先生80周岁生日，这一天中国政府和科技界在人民大会堂为李先生庆祝生日，时任国务院总理的温家宝先生等重要人士出席。李先生做了一场题为“物理的人生”――Physics as a way of life的精彩演讲，其中那句“细推物理日复日、难题得解乐上乐”的名言让很多年轻人为之倾倒。

 

 

从2006年夏天到2008年夏天，一系列跟进Friedberg-李政道对称性的论文相继出现，其中包括了很多大陆和台湾同行的有趣工作，恕我在此不能一一列举。但是值得一提的是瑞典女理论物理学家C. Jarlskog的工作。她在2008年3月的威尼斯会议上做了题为On the Neutrino Mass的学术报告，将李先生他们提出的对称性推广到右手Majorana中微子并与seesaw机制结合起来，为最小seesaw模型提供一种甚为合理的解释。Jarlskog教授在报告中还提及了李先生和Friedberg的另一篇与他们的上述对称性相关的论文（arXiv:0709.1526），题为Jarlskog Invariant of the Neutrino Mapping Matrix，并特别展示了这篇论文的参考文献部分。她面带微笑地向全场听众抱怨道：李政道先生虽然在论文标题和内容中都使用了她于1984年提出的Jarlskog不变量，但是却没有在参考文献中引用相关的文章。这也是她特意在报告的PPT文件中用红色强调“（Lee and Friedberg）don’t seem to care about my indices”的原因（见下图），听来不禁令人莞尔。

 

 

2008年，创刊于1977年的《高能物理与核物理》正式更名为《中国物理C》（Chinese Physics C）。李政道先生和Friedberg教授于2008和2010年又在《中国物理C》上发表了两篇学术论文，对提升该期刊的国际知名度和影响力做出了贡献。2012年，《中国物理C》编辑部为李先生颁发一个特别奖项，以感谢他对中国本土这份粒子物理学专业期刊的大力支持。

 

          本文已首发于高能所微信公众号，图片来自网络。