Schwinger, Julian

Julian Schwinger
angol  Julian Seymour Schwinger

Julian Schwinger, 1965
Születési dátum 1918. február 12.( 1918-02-12 ) [1] [2] [3] […]
Születési hely New York , USA
Halál dátuma 1994. július 16.( 1994-07-16 ) [1] [2] [3] […] (76 éves)
A halál helye Los Angeles , USA
Ország  USA
Tudományos szféra fizika
Munkavégzés helye Berkeley (1939-1941)
Purdue (1941)
MIT (1941-1945)
Harvard (1945-1972)
UCLA (1972-1994)
alma Mater City College
Columbia Egyetem
tudományos tanácsadója Isidore Rabi
Diákok Roy Glauber
Sheldon Glashow
Bryce DeWitt
Walter Cohn
Ben Mottelson
Samuel Edwards
Díjak és díjak US National Medal of Science ( 1964 ) . Fizikai Nobel - díj ( 1965 )
Nóbel díj
 Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

Julian Seymour Schwinger ( eng.  Julian Seymour Schwinger ; 1918. február 12. , New York , USA  - 1994. július 16. , Los Angeles , USA ) - amerikai fizikus , 1965 -ös fizikai Nobel-díjas "A kvantumelektrodinamika terén végzett alapvető munkáért , amelynek mélyreható hatásai voltak a részecskefizikára” Richard Feynmannel és Shinichiro Tomonaga -val .

Schwinger jelentős mértékben hozzájárult az elméleti fizika olyan területeihez, mint a magfizika , az atomfizika , az elemi részecskefizika , a statisztikai mechanika , a klasszikus elektrodinamika , a kvantumtérelmélet , az általános relativitáselmélet .

Az Amerikai Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémiájának tagja (1949) [4] , az American Physical Society (1941).

Életrajz

Korai évek

Julian Seymour Schwinger New Yorkban született Belle (született Rosenfeld, angol Belle Rosenfeld , 1892, Lodz  - 1974, New York) és Benjamin Schwinger ( angolul Benjamin Schwinger , 1882, Nowy Sanch  - 1953, New York) askenázi zsidók családjában. , egy ruhagyártó, aki fiatalon emigrált Lengyelországból az Egyesült Államokba [5] . Apja és anyja szülei is sikeres ruhagyártók voltak, bár a családi vállalkozás az 1929-es Wall Street összeomlása után hanyatlott . A család az ortodox zsidó hagyományok követője volt [6] . Julian bátyja, Harold Schwinger 1911-ben született , hét évvel Julian előtt, aki 1918-ban született [7] .    

Schwinger koraérett gyerek volt – három évesen már tudott olvasni [6] . 1932 és 1934 között a Townsend Harris High Schoolba járt , amely akkoriban a tehetséges diákok középiskolájának számított. A középiskolában Julian már elkezdte olvasni a Physical Review tudományos cikkeit olyan szerzőktől, mint Paul Dirac a New York-i City College (CCNY) könyvtárában , amelynek egyetemén akkoriban az iskolája működött [8] .

1933 őszén Schwinger egyetemi hallgatóként belépett a City College of New Yorkba [9] . Abban az időben a CCNY automatikusan elfogadta az összes Townsend Harris öregdiákot, és mindkét intézmény ingyenes oktatást kínált [10] . A fizika és a matematika iránti erős érdeklődése miatt Julian nagyon jól teljesített ezekben a tárgyakban, annak ellenére, hogy gyakran kihagyta az órákat, és egyenesen könyvekből tanult. Másrészről az egyéb témák, például az angol iránti érdeklődésének hiánya tudományos konfliktusokhoz vezetett e tárgyak tanáraival [11] .

Miután Julian csatlakozott a CCNY-hoz, testvére, Harold, aki korábban szintén a CCNY-n végzett, megkérte egykori osztálytársát, Lloyd Motz -ot, hogy „ismerje meg [Juliant]”. Lloyd akkoriban a CCNY fizikaoktatója volt, és a Columbia Egyetem végzős hallgatója [12] . Lloyd találkozott, és hamarosan felismerte Julian tehetségét. Lloyd észrevette Schwinger tanulmányi problémáit, és úgy döntött, hogy segítséget kér Isaac Rabytől , akit a Columbia Egyetemen végzett munkájából ismert. Rabi is azonnal felismerte Schwinger képességeit az első találkozásukkor, majd ösztöndíjat adományozott Schwingernek, hogy a Columbia Egyetemen tanulhasson. Eleinte Julian CCNY-n egyes tantárgyak gyenge jegyei miatt nem ítélték oda az ösztöndíjat. de Rabi ragaszkodott hozzá, és megmutatott egy kvantumelektrodinamikáról szóló publikációt , amelyet Schwinger írt Hans Bethe -nek, aki történetesen New Yorkon haladt át. Bethe cikkének jóváhagyása és hírneve a területen elég volt ahhoz, hogy ösztöndíjat szerezzen Juliannak, aki aztán Columbiába költözött. Tanulmányi teljesítménye az egyetemen sokkal jobb volt, mint a CCNY-n. Bekerült a Phi Beta Kappa társaságba , és 1936-ban szerezte meg az alapdiplomát [13] .

Schwinger posztgraduális tanulmányai során Rabi úgy érezte, Julian számára előnyös lenne, ha az ország más intézményeibe látogatna, és Julian utazási ösztöndíjat kapott arra a 37/38 évre, amelyet Gregory Breittel és Eugene Wignerrel töltött együtt . Ezalatt az idő alatt Schwinger, akinek korábban késő estig dolgozott, tovább ment, és teljesebbé tette a nappali/éjszakai átállást, éjszaka dolgozott és nappal aludt, ezt a szokást egész karrierje során megőrizte [14] . Schwinger később megjegyezte, hogy ez az átmenet részben a nagyobb intellektuális függetlenség megőrzésének és Breit és Wigner „dominanciájának” elkerülésének egyik módja volt, egyszerűen a velük való kapcsolat időtartamának lerövidítésével különböző időpontokban végzett munkával [15] .

Schwinger 1939-ben, 21 évesen doktorált (PhD) Rabitól [16] .

1939 őszén Schwinger a Berkeley-i Kaliforniai Egyetemen kezdett dolgozni J. Robert Oppenheimer vezetésével , ahol két évet töltött az NRC ösztöndíjasaként [17] .

Karrier és hozzájárulás a tudományhoz

Miután Oppenheimerrel dolgozott, Schwinger első rendszeres tudományos kinevezése a Purdue Egyetemen volt 1941-ben. Miközben Purdue-ból szabadságon volt, a második világháború alatt a Los Alamos Nemzeti Laboratórium helyett az MIT Sugárzási Laboratóriumában dolgozott. Elméleti támogatást nyújtott a radar fejlesztéséhez . A háború után Schwinger elhagyta Purdue-t a Harvard Egyetemre , ahol 1945 és 1974 között tanított [16] . 1966-ban Eugene Higgins fizikaprofesszor lett a Harvardon.

Schwinger radarral dolgozva származtatta Green függvényeit , és ezekkel a módszerekkel relativisztikusan invariáns módon fogalmazta meg a kvantumtérelméletet a lokális Green-függvények alapján. Ez lehetővé tette számára, hogy egyértelműen kiszámítsa az elektron mágneses momentumának első korrekcióit a kvantumelektrodinamika során. A korábbi munkák nem kovariáns módszereket használtak, amelyek végtelen válaszokhoz vezettek, de módszereinek extra szimmetriája lehetővé tette Schwinger számára a helyes véges korrekciók kinyerését.

Schwinger a renormalizációt úgy fejlesztette ki, hogy a kvantumelektrodinamikat egyedileg a perturbációelmélet egyhurkos rendje szerint fogalmazta meg.

Ugyanebben a korszakban bevezette a nem perturbatív módszereket a kvantumtérelméletbe azáltal, hogy kiszámította az elektron  - pozitron párok létrejöttének sebességét elektromos térben alagút útján , ezt a folyamatot ma "Schwinger-effektusnak" nevezik. Ez a hatás a perturbációelméletben semmilyen véges sorrendben nem látható.

Schwingernek a mezők korrelációs függvényeivel és azok mozgásegyenleteivel foglalkozó munkája képezte a kvantumtérelmélet alapját. Megközelítése kvantumhatáson alapul, és most először tette lehetővé a bozonok és fermionok azonos kezelését, a Grassmann-féle differenciális integrációs formát alkalmazva . Elegáns bizonyítékokat adott a spinstatisztikai tételre és a CPT-tételre , és megjegyezte, hogy a mezőoperátor-algebra anomális Schwinger-hozzájárulásokhoz vezet különböző klasszikus identitásokban a kis távolságok szingularitása miatt. Ezek voltak az anomáliák megfelelő megértéséhez szükséges terepelmélet alapvető eredményei .

Egy másik híres korai művében Rarita és Schwinger a Pauli és Firtz spin 3/2-es mező elvont elméletét konkrét formában Dirac spinorvektorként, a Rarita–Schwinger egyenletként fogalmazta meg . Ahhoz, hogy egy 3/2-es spinmező következetesen kölcsönhatásba léphessen, szükség van valamilyen szuperszimmetriára , és Schwinger később sajnálta, hogy nem haladt eleget ebben a munkában ahhoz, hogy felfedezze a szuperszimmetriát.

Schwinger felfedezte, hogy a neutrínók többféle változatban fordulnak elő, egy az elektronhoz , egy pedig a müonhoz . Jelenleg három könnyű neutrínó ismert; a harmadik a tau lepton partnere .

Az 1960-as években Schwinger megfogalmazta és elemezte a ma Schwinger-modellt , a kvantumelektrodinamikát egy tér- és egy idődimenzióban, amely a bezártsággal rendelkező elmélet első példája . Ő volt az első, aki olyan elektrogyenge mérőműszer-elméletet javasolt, amely egy olyan mérőcsoporton alapul, amelynek szimmetriája spontán megbomlik az elektromágneseshez nagy távolságokon. Tanítványa, Sheldon Glashow kiterjesztette ezt a modellt a hagyományos elektrogyenge egyesítési modellre. Megkísérelte megfogalmazni a kvantumelektrodinamika elméletét pont mágneses monopóliumokkal , amely program korlátozott sikerrel járt, mivel a monopólusok erős kölcsönhatásba lépnek, amikor a töltéskvantum kicsi.

73 doktori disszertációjával [18] Schwinger a fizika egyik legtermékenyebb tanácsadójaként ismert. Négy tanítványa kapott Nobel-díjat: Roy Glauber , Benjamin Roy Mottelson , Sheldon Glashow és Walter Cohn (kémiából).

Későbbi években

Schwinger vegyes viszonyt ápolt kollégáival, mert mindig független kutatásokat végzett, ami eltért az aktuális trendtől. Schwinger elsősorban a forráselméletet [19] fejlesztette ki , az elemi részecskefizika fenomenológiai elméletét, amely a modern effektív térelmélet előfutára [16] . A kvantumtereket nagy távolságra lévő jelenségekként kezeli, és olyan segéd "forrásokat" használ, amelyek a klasszikus térelméletek áramaihoz hasonlítanak. A forráselmélet egy matematikailag konzisztens térelmélet, világosan levezethető fenomenológiai eredményekkel. A harvardi kollégáitól kapott kritikák arra kényszerítették Schwingert, hogy 1972-ben otthagyja a kart, és az UCLA -ra költözött . Széles körben elterjedt történet, hogy Steven Weinberg , aki megörökölte Schwinger táblás irodáját Lyman laboratóriumában , talált ott egy pár régi csizmát, amelyen az volt a felvetés, hogy "szerinted elférsz benne?". Az UCLA-n és pályafutása végéig Schwinger folytatta a forráselmélet és annak különféle alkalmazásai fejlesztését [16] .

1989 után Schwinger nagy érdeklődést mutatott a nem hagyományos hidegfúziós kutatások iránt . Nyolc elméleti dolgozatot írt róla. Kilépett az Amerikai Fizikai Társaságból , miután azok megtagadták dolgozatainak kiadását [20] . Úgy érezte, hogy a hidegfúziós kutatást elnyomják, és megsértik az akadémiai szabadságot. Ezt írta: „A konformitás szörnyű. Ezt a saját bőrömön tapasztaltam, amikor a beküldött dolgozatokat a szerkesztők elutasították a névtelen lektorok elsöprő kritikája alapján. A pártatlan felülvizsgálat helyébe a cenzúra a tudomány halála lesz .

Schwinger legújabb publikációiban a szonolumineszcencia elméletét a nagy hatótávolságú kvantumsugárzás jelenségeként javasolta, amely nem atomokhoz, hanem gyorsan mozgó felületekhez kapcsolódik egy összeomló buborékban, ahol a permittivitásban megszakadások vannak. A szonolumineszcencia jelenleg kísérletekkel igazolt mechanizmusa a buborékban lévő túlhevített gázon alapul, mint fényforrás [21] .

Schwinger 1965-ben megkapta a fizikai Nobel-díjat a kvantumelektrodinamika (QED) területén végzett munkájáért, Richard Feynmannal és Shinichiro Tomonagával együtt . Schwinger számos kitüntetést és kitüntetést kapott már a Nobel-díj átvétele előtt is. Köztük van az első Albert Einstein-díj (1951), a US National Medal of Science (1964), a tudomány tiszteletbeli doktora. a Purdue Egyetemen (1961) és a Harvard Egyetemen (1962) szerzett diplomát, valamint az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémiájának Nature of Light díját (1949). 1987-ben Schwinger megkapta az American Academy of Achievement Gold Plate díját [22] .

Schwinger és Feynman

Híres fizikusként Schwingert gyakran hasonlították generációja másik legendás fizikusához, Richard Feynmannel . Schwinger inkább formalisztikus volt, és a szimbolikus manipulációkat részesítette előnyben a kvantumtérelméletben . Helyi mezőoperátorokkal dolgozott, kapcsolatokat talált közöttük, és úgy érezte, hogy a fizikusoknak meg kell érteniük a lokális mezők algebráját, bármilyen paradoxon is legyen az. Ezzel szemben Feynman intuitívabb volt, és úgy vélte, hogy a fizika teljes mértékben kivonható a Feynman-diagramokból , amelyek képet adnak a részecskékről. Schwinger a következőképpen kommentálta a Feynman-diagramokat [23] [24] :

Akárcsak az elmúlt évek mikrochipje, a Feynman-diagram is demokratizálja a számítástechnikát.

Eredeti szöveg  (angol)[ showelrejt] Az utóbbi évek szilícium chipjeihez hasonlóan a Feynman-diagram is tömegekhez juttatta a számítást.

Schwinger nem szerette a Feynman-diagramokat, mert úgy érezte, hogy ezek arra késztetik a hallgatót, hogy a részecskékre összpontosítsanak, és megfeledkeznek a helyi mezőkről, amiről úgy gondolta, hogy akadályozzák a megértést. Odáig ment, hogy teljesen kizárta őket az osztályából, bár tökéletesen megértette őket. Az igazi különbség azonban mélyebben rejlik, amit Schwinger a következő részben fejez ki [25] :

Végül ezek az elképzelések ahhoz vezettek, hogy a kvantummechanika, amelyet Lagrange-féle vagy cselekvés formájában fejeztek ki, két különálló, de egymással összefüggő formában jelent meg, amelyeket „differenciálisnak és integráltnak” különböztet meg. Utóbbi, Feynman vezetésével, nagy sajtóvisszhangot kapott, de továbbra is úgy gondolom, hogy a differenciálnézet általánosabb, elegánsabb és hasznosabb.

Eredeti szöveg  (angol)[ showelrejt] Végül ezek az ötletek vezettek a kvantummechanika Lagrange-féle vagy cselekvési formuláihoz, amelyek két különálló, de egymással összefüggő formában jelentek meg, amelyeket differenciálisnak és integrálnak megkülönböztetek . Utóbbiról, Feynman vezetésével, minden sajtóvisszhangban volt, de továbbra is úgy gondolom, hogy a megkülönböztető nézőpont általánosabb, elegánsabb, hasznosabb.

Bár megosztoztak a Nobel-díjban, Schwinger és Feynman különböző módon közelítette meg a kvantumelektrodinamikai és a kvantumtérelméletet általában. Feynman a regularizációt használta , Schwinger pedig képes volt formálisan renormalizálni az egyhurkos elméletet kifejezett vezérlő nélkül. Schwinger a helyi mezők formalizmusában, míg Feynman a részecskepályákban hitt. Szorosan követték egymás munkáját és tisztelték egymást. Feynman halála után Schwinger így jellemezte [26]

Becsületes ember, korunk kiemelkedő intuicionistája, és ékes példa arra, hogy mi várható el mindenkitől, aki egy adott utat mer követni.

Eredeti szöveg  (angol)[ showelrejt] Egy őszinte ember, korunk kiemelkedő intuicionistája, és ékes példa arra, hogy mi várhat mindenkire, aki követni meri egy másik dob ütemét.

Halál

Schwinger hasnyálmirigyrákban halt meg . A Mount Auburn temetőben van eltemetve ; , hol  a finom szerkezeti állandó , a neve fölé vésve a sírkövén. Ezek a szimbólumok az elektron mágneses momentumának korrekciójára vonatkozó számításaira vonatkoznak [16] .

Díjak

Válogatott művek

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 MacTutor Matematikatörténeti archívum
  2. ↑ 1 2 Julian Schwinger // Solomon Guggenheim Múzeum – 1937.
  3. ↑ 1 2 Julian Seymour Schwinger // Brockhaus Encyclopedia  (német) / Hrsg.: Bibliographisches Institut & FA Brockhaus , Wissen Media Verlag
  4. ↑ Julian  Schwinger . nasonline.org. Hozzáférés időpontja: 2019. május 15.
  5. ↑ Mehra és Milton, 2000 , p. egy.
  6. ↑ 1 2 Mehra & Milton, 2000 , p. 2.
  7. ↑ Schweber, 1994 , p. 275.
  8. ↑ Schweber, 1994 , p. 276.
  9. ↑ Mehra és Milton, 2000 , p. 7.
  10. ↑ Mehra és Milton, 2000 , p. 5.
  11. ↑ Schweber, 1994 , pp. 278-279.
  12. ↑ Mehra és Milton, 2000 , p. 11-12.
  13. ↑ Schweber, 1994 , pp. 277-279.
  14. ↑ Mehra és Milton, 2000 , p. 41.
  15. ↑ Schweber, 1994 , p. 285.
  16. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Lobanov, A. E. Julian Schwinger – eltávolíthatatlan funkció (2018). Letöltve: 2022. július 14.
  17. ↑ Schweber, 1994 , p. 288.
  18. ↑ Julian Schwinger Alapítvány . nus.edu.sg _ Letöltve: 2018. május 1. Az eredetiből archiválva : 2016. március 26.
  19. ↑ Schwinger, Julian. Részecskék, források és mezők. - CRC Press, 2018. - Vol. I. - P. 444. - ISBN 9780738200538 .
  20. ↑ Jagdish Mehra , K. A. Milton, Julian Seymour Schwinger (2000), Oxford University Press , szerk., Climbing the Mountain: The Scientific Biography of Julian Schwinger (illusztrált szerk.), New York: Oxford University Press, p. 550, ISBN 978-0-19-850658-4 , < https://books.google.com/books?id=9SmZSN8F164C&pg=PA550 >  , Is Close, 1993 , pp. 197–198
  21. ↑ Brenner, parlamenti képviselő (2002). "Egy buborékos szonolumineszcencia". Szemle a modern fizikáról . 74 (2): 425-484. Bibcode : 2002RvMP...74..425B . CiteSeerX  10.1.1.6.9407 . DOI : 10.1103/RevModPhys.74.425 .
  22. ↑ Az American Academy of Achievement Golden Plate-díjasai . www.achievement.org . American Academy of Achievement .
  23. ↑ Schwinger, J. (1982). "Kvantumelektrodinamika – egyéni nézet" . Le Journal de Physique Colloques . 43 (C-8): 409. Bibcode : 1982JPhys..43C.409S . doi : 10.1051/ jphyscol :1982826 .
  24. ↑ Schwinger, J. (1983) „A kvantumelektrodinamika renormalizációs elmélete: egyéni nézet”, in The Birth of Particle Physics , Cambridge University Press, p. 329. ISBN 0521240050
  25. ↑ Schwinger, J. (1973). "Jelentés a kvantumelektrodinamikáról". In J. Mehra (szerk.), The Physicist's Conception of Nature. Dordrecht: Reidel. ISBN 978-94-010-2602-4
  26. ↑ Beaty, Bill. Dr. Richard P. Feynman (1918–1988) . amasci.com. Letöltve: 2007. május 21. Az eredetiből archiválva : 2007. május 7.. ; „Út a kvantumelektrodinamikához”, Physics Today, 1989. február

Irodalom

Oroszul Angolul

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Tematikus oldalak
Szótárak és enciklopédiák
Genealógia és nekropolisz