Учёные, которых обошла Нобелевская премия

Цзянь-Шиун Ву доказала теорию, удостоенную Нобелевской премии. Джоселин Белл Бернелл открыла пульсары. Ни одна из них не получила за это премию. Вот что на самом деле произошло и почему.

В декабре 1956 года физик Цзянь-Шиун Ву провела праздники в своей лаборатории Колумбийского университета, проводя эксперимент с радиоактивным кобальтом-60, охлаждённым почти до абсолютного нуля. Она проверяла, сохраняется ли основная симметрия природы, называемая чётностью, внутри ядра атома. Оказалось, что нет. Результаты Ву показали, что природа имеет предпочтительное направление на субатомном уровне — открытие, достаточно значимое, чтобы Нобелевская премия по физике за него была присуждена уже в следующем, 1957 году. Премия досталась двум теоретикам, которые предложили эту идею и попросили её проверить. Ву, которая провела эксперимент, доказавший их правоту, премию не получила.

Одиннадцать лет спустя, за океаном, аспирантка Кембриджского университета по имени Джоселин Белл Бернелл заметила странный, ритмичный сигнал на километрах бумажной ленты с радиотелескопа, который она помогла построить своими руками — импульс, приходящий каждые 1,337 секунды, слишком быстрый и слишком регулярный для всего, что было тогда известно в небе. Она открыла пульсары, быстро вращающиеся нейтронные звёзды, которые стали одним из самых полезных инструментов астрономии. Нобелевская премия 1974 года за это открытие, первая в истории, присуждённая за астрономию, досталась её научному руководителю.

Что на самом деле доказала Ву

В октябре 1956 года физики-теоретики Цунг-Дао Ли и Чен Нин Янг опубликовали статью, в которой утверждалось, что чётность — предположение о том, что природа ведёт себя идентично своему зеркальному отражению — никогда на самом деле не проверялась в слабых ядерных взаимодействиях, таких как радиоактивный распад, хотя предполагалось, что она сохраняется повсюду. Ву, коллега Ли в Колумбийском университете и уже признанная одним из самых требовательных физиков-экспериментаторов своего поколения, отложила свою собственную работу, чтобы проверить это. Её команда измерила, испускают ли ядра кобальта-60, с их спинами, выровненными интенсивным холодом, бета-частицы одинаково в обоих направлениях вдоль оси спина. Они этого не делали. Измеренный ею дисбаланс к концу декабря 1956 года опроверг сохранение чётности в слабых взаимодействиях — результат, который изменил понимание физиками основных симметрий Вселенной. За свою карьеру Ву двадцать три раза номинировалась на Нобелевскую премию и ни разу её не получила.

Что на самом деле обнаружила Белл Бернелл

Белл Бернелл была аспиранткой под руководством Энтони Хьюиша, помогая строить радиотелескоп, предназначенный для обнаружения квазаров по их сцинтилляции, или мерцанию. Просеивая вручную почти 100 метров бумажной ленты в месяц, она заметила странный след, который назвала «немного мусора», и проследила его до источника, пульсирующего с почти идеальной регулярностью. Она и Хьюиш провели недели, исключая помехи от автомобилей, спутников и неисправного оборудования, полушутя прозвав сигнал LGM, что означает «Маленькие зелёные человечки», прежде чем Белл Бернелл нашла второй, аналогично регулярный пульсирующий источник в другом месте неба — доказательство того, что сигналы были естественными, а не искусственными. Объекты оказались пульсарами: нейтронными звёздами, вращающимися много раз в секунду, проносящими луч излучения мимо Земли, как маяк. Нобелевская премия 1974 года за это открытие была присуждена Хьюишу и его коллеге-астроному Мартину Райлу. Белл Бернелл в интервью говорила, что не обижается на это упущение, отмечая, что студенты-исследователи в то время обычно не признавались Нобелевским комитетом.

Закономерность, а не просто два отдельных случая

Правила Нобелевской премии ограничивают количество лауреатов одной премии тремя, исключая посмертные награды, и зависят от номинаций, представленных до крайнего срока в начале года — окончательные результаты Ву, опубликованные в феврале 1957 года, появились всего за несколько недель до закрытия номинаций того года, и исторический архив номинаций показывает, что ни она, ни другие команды, подтвердившие нарушение чётности, не были номинированы вовремя. Статистические исследования истории премии показали, что такие исходы, как у Ву и Белл Бернелл — когда теоретик или научный руководитель получал признание вместо экспериментатора или студента, проводившего измерения — повторяются достаточно часто, чтобы их можно было рассматривать как структурную закономерность, а не случайность. Белл Бернелл в конечном итоге была отмечена в другом месте: в 2018 году ей была присуждена Специальная премия Breakthrough Prize в области фундаментальной физики в размере 3 миллионов долларов, все из которых она пожертвовала на финансирование стипендий для недостаточно представленных групп, поступающих в физику.


Рассказано в виде иллюстрированных историй

Их истории на Wonder Science

Часто задаваемые вопросы

Получала ли Цзянь-Шиун Ву когда-либо Нобелевскую премию?

Нет. За свою карьеру она двадцать три раза номинировалась на Нобелевскую премию по физике и ни разу её не получила, несмотря на то, что провела эксперимент 1956-57 годов, который опроверг сохранение чётности и принёс Ли и Янгу премию 1957 года за теорию, которую она проверяла.

Почему Джоселин Белл Бернелл не получила Нобелевскую премию за открытие пульсаров?

Нобелевская премия по физике 1974 года за открытие пульсаров досталась её научному руководителю, Энтони Хьюишу, и его коллеге-астроному Мартину Райлу, а не Белл Бернелл, которая в то время была аспиранткой и сделала само открытие. Она публично заявляла, что не обижается на это, и с тех пор была отмечена другими крупными наградами, включая Специальную премию Breakthrough Prize 2018 года.

Что такое пульсар, простыми словами?

Пульсар — это быстро вращающаяся нейтронная звезда — чрезвычайно плотное, коллапсировавшее ядро, оставшееся после взрыва массивной звезды, — которая при каждом вращении проносит луч излучения мимо Земли, подобно маяку. Белл Бернелл обнаружила первый в 1967 году по его точно регулярным радиоимпульсам.

Продолжить чтение