维格纳雕像
玛丽·戈珀特·迈耶
詹森肖像
1963年的诺贝尔物理学奖授予了美国物理学家保罗·维格纳（Paul ，1902－1995），以表彰他对原子核和基本粒子理论的贡献，特别是通过基本对称原理的发现和应用；另一半则授予了美国物理学家玛丽亚·格佩特－迈耶（Maria -Mayer，1906－1972）和德国物理学家J.Hans.D.延森（J.Hans.D. ，1907－1973），以表彰他们在发现原子核壳层结构方面所做出的贡献。
1949年，玛丽·格佩特-迈耶和詹森提出原子核壳层模型理论，很好地解释了原子核物理中的幻数问题。维格纳在20世纪上半叶对原子核和基本粒子的基本理论做出了一系列重大贡献。
维格纳的科学贡献
早在1924年，索末菲的学生拉波特（O.）就发现铁原子有两个不同的能级，并提出了所谓的拉波特跃迁选择规则。当时量子力学尚未形成迈耶夫人 物理学家，没有办法解释这个规则。年轻的维格纳在1927年率先找到了正确答案。他把原子能级分为正常项和反射项迈耶夫人 物理学家，并认为这两类能级是由描述原子在空间反射中的波函数的不变性引起的。1928年2月，他重回这一领域，写了一篇题为《量子力学中的守恒定律》的文章。这条定律被用来分析原子光谱，取得了巨大的成功。后来，它被广泛应用于原子核物理、介子物理和粒子物理的研究中，甚至被尊为微观世界的基本定律，被称为“宇称守恒定律”。直到1956年，李政道和杨振宁提出在弱相互作用过程中宇称不守恒，这一原理的局限性才被揭示出来。
维格纳对群论做出了杰出贡献。1931年，他发表了《群论及其在量子力学和原子光谱中的应用》，这本书几十年来一直是物理学家手中的经典著作。他把群论应用到原子物理中，发现了核力的特性，证实了核子之间存在一种非电磁力，这种力在超短距离上比电磁力强得多，从而解释了为什么原子核中的核子在超短距离上受到束缚。他还证明了核子遵循的基本运动定律。
维格纳的成就是多方面的，如1927年他与乔丹（EP）合作建立了用组态空间中的反对称波函数描述波动力学的工具并提出了第二种量子化方法；1937年他独立提出同位旋概念并首次在核子-核子相互作用中表达同位旋守恒定律，进而指出了同位旋与核力电荷独立性的关系。
1936年，维格纳与布莱特合作提出了中子有效俘获和散射截面的弥散公式，称为布莱特-维格纳公式。1937年，维格纳提出均质核模型，并将此模型应用于比氧重的原子核。1939年，在重核裂变发现后不久，维格纳证明了铀中发生链式反应的可能性。他在美国第一座原子反应堆的试制中发挥了特别重要的作用，当时他负责反应堆的理论设计。
1949年维格纳提出重子数守恒定律，1952年他根据重子数守恒定律和电荷守恒定律进一步分析了粒子物理的基本定律。
维格纳是一位多产的理论物理学家，应该说他是试图建立原子核模型的作者之一，虽然没有成功，但他的尝试和他在原子核物理方面的理论工作为格佩特-迈尔夫人、詹森等人的原子核模型理论奠定了基础。
建立原子核模型在物理学研究中占有重要地位。人们对此进行了各种尝试，有些取得了成功，甚至获得了诺贝尔物理学奖。为什么建立模型如此重要？
正如原子模型的建立是原子物理学史的重要组成部分一样，原子核模型的建立也是原子核物理学发展的重要组成部分。模型是人类认识自然的必要途径，是理论思维的方式。在物理学研究中，往往需要先提出一个适当的模型网校头条，然后导出简明的运动规律，建立合适的理论体系。适当的模型可以概括已知的事实，用一定的理论把这些事实联系在一起，给出统一的解释。建立在可靠事实基础上的理论可以进一步预测新的事实，指导人们获得新的发现。
但原子核模型的研究比原子模型的研究经历了更长的过程，并且仍在发展中。
在过去的几十年中，人们提出了多种原子核模型，这些模型从不同的角度反映了原子核的某些现象和性质。每种模型只能解释一定范围内的实验事实，很难用同一种模型来概括和解释所有的实验事实。这反映了原子核的复杂性，也反映了人们对原子核的认识还不够充分。在原子核壳模型之前，除了维格纳的均匀原子核模型外，还有其他模型。
例如，费米在1932年提出了气体模型。他把核子（中子和质子）看作几乎没有相互作用的气体分子，把原子核简化成一个球体，核子在其中运动，遵守泡利不相容原理。每个核子都受到其余核子形成的总势场的影响，就好像处在一个势阱中。由于核子是费米子，原子核可以看作费米气体，因此制约核子在原子核内运动的主要因素就是泡利不相容原理。但由于中子和质子所带电荷不同，它们的核势阱形状和深度也不同。
气体模型的成功之处在于它能够证明质子数和中子数相等的原子核是最稳定的，这一结论与事实相符。另外，气体模型计算出的核势阱深度约为-50meV，与其他方法得到的结果接近。但该模型没有考虑核子间的强相互作用，过于简单，无法解释后来发现的许多新事实。
1935年尼尔斯·玻尔和弗伦克尔提出的液滴模型是一个进步，它基于两个事实：第一，原子核中每个核子的平均结合能近似为常数，即总结合能与核子数成正比，表现为核力的饱和状态；第二，原子核的体积与核子数成正比，即核物质的密度也近似为常数，表现为原子核的不可压缩性。这些性质与液滴相似，因此原子核被认为是带电荷的理想液滴。
1936年，玻尔利用此模型计算了核反应截面，从而解释了一些核现象。1939年，玻尔与惠勒利用液滴模型解释了重核的裂变。
但早期的液滴模型没有考虑原子核的运动，因此无法解释核自旋等重要性质。后来，人们加入了一些新的自由度，液滴模型得到了进一步的发展。
此时，有关原子核的实验事实不断积累，于是有人认为原子核的结构可以借用原子壳层的结构，因为自然界中存在一系列的魔核，即当质子数Z与中子数N等于下列数字之一（称为魔数）：2、8、20、28、50、82、126时，原子核就特别稳定。这和元素的周期性很相似，原子壳层结构理论就是以周期性这一事实为基础的。
然而最初的尝试失败了，人们在从核子运动来解薛定谔方程时并没有得到与实验相等的魔数，再加上与壳模型截然相反的液滴模型也取得了相当大的成功，人们自然而然地对壳模型持否定态度。
后来，支持魔核存在的实验证据不断增多，而气体模型和液滴模型都无法解释这一事实。直到1949年，迈耶夫人和詹森夫人通过在势阱中加入自旋轨道耦合项才成功地解释了魔数，并计算出了与实验完全一致的结果。
其实早在几年前，艾尔萨瑟就对魔法数字进行了测量和分析，尽管证据并不充分。之所以称之为魔法数字，是因为一些不相信魔法数字的人拿它开玩笑，认为它是不真实、不可靠的。
优胜者简
维格纳1902年11月17日出生于匈牙利布达佩斯。1925年毕业于柏林技术学校。1930年至1971年在美国普林斯顿大学工作，1938年任教授。1942年至1945年世界大战期间，他移居芝加哥大学，在冶金实验室工作，并参与“曼哈顿计划”。1952年后，他两度担任美国原子能委员会总顾问委员会委员。1995年1月1日在美国普林斯顿逝世。
梅耶夫人原名玛丽·戈佩特，1906年6月28日出生于德国卡托维兹的一个教授家庭，前六代人都是德国大学的教授。她在哥廷根学习物理、数学和化学，1930年获哥廷根大学博士学位。同年与美国物理学家约瑟夫·梅耶（J.Mayer）结婚，后于1931年随丈夫赴美，在约翰·霍普金斯大学工作。1939年，她移居哥伦比亚大学从事铀同位素分离工作。1945年，她到刚刚成立的芝加哥大学核研究所工作，1960年，她成为加州大学拉乔利分校的物理学教授。梅耶夫人原本是一位物理化学家。她在物理化学方面的工作主要涉及有机分子的吸收光谱、用化学方法分离同位素等项目。1930年，她在做博士论文时计算了两个光子同时发射或吸收的概率。计算结果表明，这个概率非常小，以至于当时实际上无法观察到其效应。然而，后来利用强大的激光束，证实了这一现象，并基本与理论相符。1972年2月20日，梅耶夫人在圣地亚哥去世。她是继居里夫人之后，第二位获得诺贝尔物理学奖的女性物理学家。
延森1907年6月25日出生于德国汉堡，父亲是一名园丁。延森的学术生涯得到了老师的帮助，老师很早就发现了他的天赋，为他争取到了奖学金，让他就读于奥伯纳文理中学。1926年，他从这所学校毕业，随后进入弗莱堡大学学习。1932年，他获得汉堡大学博士学位，并在那里工作到1941年。1949年，他成为汉堡大学的教授。
詹森与迈耶夫人各自提出了壳模型理论，并于1955年合著了《核壳结构基本理论》一书。1973年2月11日，詹森在海德堡逝世。
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