Abraham Pais | |
---|---|
Abraham Pais | |
Születési dátum | 1918. május 19. [1] [2] [3] […] |
Születési hely | Amszterdam , Hollandia |
Halál dátuma | 2000. július 28. [1] [2] [3] (82 éves) |
A halál helye | |
Ország | |
Tudományos szféra | elméleti fizika |
Munkavégzés helye |
Utrechti Egyetem Niels Bohr Institute Institute for Advanced Study Rockefeller Egyetem |
alma Mater |
Amszterdami Egyetem Utrechti Egyetem |
tudományos tanácsadója |
George Uhlenbeck Leon Rosenfeld |
Ismert, mint | a furcsaság és a részecskék kevert állapota fogalmának egyik szerzője, a "lepton" és a "barion" kifejezések szerzője |
Díjak és díjak | Guggenheim-ösztöndíj Országos Könyvdíj Robert Oppenheimer-emlékdíj ( 1979 ) Oscar Klein érem Tudományos Újságírói Díj [d] |
Idézetek a Wikiidézetben | |
Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon |
Abraham Pais ( angol. Abraham Pais ; Amszterdam , 1918. május 19. – Koppenhága , 2000. július 28. ) amerikai elméleti fizikus és tudománytörténész, holland származású. Pais tudományos munkája a magfizika , az elemi részecskefizika , a kvantumtérelmélet kérdéseivel foglalkozik : fő eredményei között szerepel a furcsa részecskék asszociatív előállításának ötlete, a részecskék kevert állapotának és rezgéseinek elmélete, valamint bemutatta. a " lepton " és a " baryon " kifejezések. Pais számos fizikatörténeti mű szerzője, köztük Einstein, Bohr és Oppenheimer népszerű életrajza.
Abraham (Bram) Pais Amszterdamban született zsidó családban. Apja, Isaiah "Jacques" Pais ( Isaiah "Jacques" Pais ), aki Sephardiból származott , iskolai tanárként, majd két iskola igazgatójaként dolgozott, amelyek közül az egyik szefárd volt; anyja, Kati van Kleeff ( Katje "Cato" van Kleeff ), miután férjhez ment, otthagyta tanári állását. A család második gyermeke, Annie ( Annie ) 2,5 évvel Ábrahám után született. A leendő tudós vallásos légkörben nőtt fel, de saját bevallása szerint körülbelül kilenc éves korában elvesztette hitét; mindazonáltal mindig érezte zsidó származását, és nem tartotta összefüggésben valamely valláshoz való tartozással. Ábrahám fiatal korában tagja volt a holland cionista ifjúsági szervezetnek, ezen keresztül ismerkedett meg Tineke Buchterrel ( eng. Tineke Buchter ); majdnem eljegyezték egymást, de a családja nem tudta elfogadni, mivel nem zsidó (" shiksa ") volt. A fiatal Pais szerette az irodalmat és a zenét, gyakran járt a Concertgebouw -ra, és egy időben karmester akart lenni [4] .
1935-ben Pais belépett az Amszterdami Egyetemre, és ott tanult egzakt tudományokat. Tudóssá válási vágya megerősödött 1936-1937 telén, amikor Georg Uhlenbeck , akkoriban Utrechtben professzor , több meghívott előadást tartott Amszterdamban a fizika modern problémáiról. 1938 februárjában Pais megszerezte főiskolai diplomáját , és szándékában állt, hogy elméleti fizika szakon folytatja tanulmányait. Meggyőzte Uhlenbecket, hogy vegye fel őt végzős hallgatóként, és Utrechtbe kezdett tanulni. A következő ősszel Uhlenbeck Amerikába utazott, és korábban bemutatta Paist Hendrik Kramersnek és Hendrik Casimirnek . 1939 tavaszán, Uhlenbeck visszatérésekor, Pais tanulmányozta az elektronok és pozitronok elméletét, valamint a maghasadás jelenségét , amelyet nem sokkal korábban fedeztek fel [5] . Pais kései vallomása szerint Uhlenbeck volt az, aki megtanította az elméleti fizika matematikai apparátusának használatára; ezzel kapcsolatban ezt írta: "Arra a meggyőződésre jutottam, hogy egy teoretikus soha nem ismerheti elég jól a matematikát, bár paradox módon könnyen túl sokat tud belőle" [1. közlemény] . 1939 augusztusában Uhlenbeck ismét elhagyta Utrechtet, ezúttal végleg, de távozása előtt megszervezte, hogy tanítványa legyen asszisztens, és ez lett az első fizetett állása. Pais új felügyelője Leon Rosenfeld [6] lett .
1939 őszén kitört a második világháború , de annak első hónapjaiban az élet a megszokott módon zajlott Hollandiában. 1940. április 22-én Pais letette a mesterképzési vizsgát . Néhány héttel később, 1940 májusában a náci német csapatok megszállták Hollandiát ; a megszálló hatóságok azonnal megkezdték a zsidó lakossággal szembeni új korlátozások bevezetését. Konkrétan a zsidóknak megtiltották, hogy tudományos állásokat töltsenek be és általában közszolgálati szolgálatot teljesítsenek; a korlátozások elleni tiltakozás a Leideni Egyetem novemberi bezárásához vezetett . Így Pais hivatalosan már nem tölthette be asszisztensi pozícióját, de Rosenfeld, aki addigra Utrechtbe érkezett, másik személyt nevezett ki erre a posztra azzal a titkos feltétellel, hogy ő adja Pais fizetésének egy részét. A zsidó lakosság jogai napról napra egyre korlátozottabbak voltak; hamarosan betiltották a doktori fokozatok átvételét a zsidók számára: az egyik német rendelet 1941. július 14-re tűzte ki a határidőt. Pais azonban Rosenfeld irányításával megírta disszertációját és 5 nappal ez előtt megvédte [7] .
Időközben a zsidók helyzete tovább romlott, 1942-ben gettóba szállították őket, sárga csillagot viseltek a ruhájukon , és megkezdődött a koncentrációs táborokba küldés . Pais húgát, Annit 1943 júniusában mérges gázok ölték meg a sobibori táborban , szülei csodával határos módon életben maradtak. Az első deportálások után, 1942 végén, Ábrahám úgy döntött, hogy elbújik (hollandul az ilyen személyt onderduikernek hívták ). Teanecke és más barátok segítségével hamis személyi igazolványt szerzett magának, és hosszú életre készült egy szűk helyen. 1943 márciusától Pais egy ház padlásán bujkált; itt búvóhelyet csinált magának egy hamis falpanel mögé, ahová veszély esetén fel tudott mászni. Ebben az időszakban a fizikának és az olvasásnak szentelte idejét, titokban meglátogatta Teanecke és Kramers, akikkel tudományos problémákról beszélgethetett (különösen az elektron saját energiájának kérdése érdekelte őket a kvantumtérelméletben ). Az 1943. novemberi razzia után Pais elhagyta ezt a helyet, több menedékhelyet cserélt, és éhezett az 1944–1945-ös nehéz telén. A háború után mindent elfelejteni próbált, elégette az akkor vezetett naplóját; később ezt a tettét megbánta [8] .
1945 márciusában egy razzia eredményeként Paist mégis elfogta a Gestapo és börtönbe zárta. Teanecke ezt jelentette Kramersnek, aki levelet írt Werner Heisenbergnek , és segítséget kért. Heisenberg azt válaszolta, hogy nem tehet semmit. Április végén azonban Teanecke elment az egyik rendőrfőnökhöz, megmutatta Kramers levelét, és elmagyarázta, hogy a fogoly csak egy apolitológus. Sikerült: Paist kiengedték; bajtársát, akit szintén azon a rejtekhelyen tartóztattak le, lelőtték. Május 8-án a kanadai csapatok bevonultak Amszterdamba, formálisan befejezve az ország felszabadítását a náci megszállás alól [9] .
1945 júniusában Pais ismét Rosenfeld asszisztense lett Utrechtben, és megkezdte eredményeinek publikálásra való előkészítését, mind a doktori disszertációjában foglaltakat, mind azokat, amelyeket később, a földalatti élete során szerzett. Tudománynépszerűsítőként is elkezdte munkáját, amikor Hirosima és Nagaszaki atombombázása után az egyik kiadvány felkérésére cikket írt az atomfegyverekről. El akarta hagyni azonban az országot, hogy máshol folytathassa munkáját, és kicsit eltompítsa emlékeit a háborús évekről. Rosenfeld ajánlására Peiss meghívást kapott Niels Bohrtól , hogy töltsön el egy kis időt Koppenhágában , valamint Wolfgang Paulitól , aki akkor a Princetonban dolgozott. 1946 januárjában Ábrahám az Elméleti Fizikai Intézet egyik első háború utáni fiatal alkalmazottjaként érkezett a dán fővárosba , és már szeptemberben hajóval New Yorkba utazott, hogy részt vegyen az amerikaiak első háború utáni találkozóján . Fizikai Társaság . 1946. szeptember 22-én megérkezett a Princeton Institute for Advanced Study -ba , és bár Pauli már elment Európába, itt maradt dolgozni. A fiatal fizikus hamarosan találkozott itt olyan kiemelkedő tudósokkal, mint Paul Dirac , Albert Einstein és John von Neumann , és tanúja volt Bohr és Einstein vitáinak a kvantummechanika alapvető kérdéseiről; Maga Pais éveken át rendszeresen megvitatta ezeket a problémákat Einsteinnel [10] . 1947 júniusának elején Abraham részt vett a híres Shelter Island Conference -en , amely jelentős szerepet játszott a kvantumelektrodinamika előtt álló nehézségek megoldásában [11] .
Robert Oppenheimer , aki 1947 áprilisában az Institute for Advanced Study igazgatója lett, azt javasolta, hogy Pais maradjon. Utóbbi 1949-ben állandó állást kapott, két évvel később rendes professzor lett (Einstein és Oppenheimer után csak a harmadik az Intézetben). A rendező kemény kedélyű volt, és bármelyik beszélőt könnyekre tudta csalni, de Pais azon kevesek közé tartozott, akik tudtak, hogyan kell ellenállni neki. Freeman Dyson szerint , aki akkoriban szintén az Intézetben dolgozott, Pais „nyugodt és határozott karakterrel rendelkezett, nyilvánvalóan képes volt nehézség nélkül ellenállni Oppenheimer bohóckodásainak” [Comm 2] . Pais kollégái körében ismert volt az emberekhez való figyelmes hozzáállásáról, sokan eljöttek hozzá, hogy beszéljenek problémáikról. Máshol Dyson "az intézeti közösség házi pszichiáterének" [3. közlemény] nevezi, és így folytatja: "Mivel maga is ilyen mély érzelmi sebekkel rendelkezik, szokatlanul érzékeny volt mások problémáira" [4. közlemény] . Amerikába költözése után az első években Paist a háború alatt kapott lelki trauma kínozta; rémálmai voltak, amelyekben másokat vagy önmagát megölték. Ez késztette 1948-ban, hogy elkezdjen egy pszichoanalitikus kezelést Dr. Theodor Reiknél ( angolul: Theodor Reik ), Sigmund Freud tanítványánál . Az ülések segítették a beteget; később Reik leírta ezt az esetet műveiben (Pais nevének említése nélkül) [12] .
1953-ban Pais világkörüli utazáson vett részt, melynek során számos ország művészetével és irodalmával ismerkedett meg. Hazatérése után vásárolt egy lakást Greenwich Village -ben, hogy közelebb legyen a társadalmi és kulturális eseményekhez. A tudós hamarosan felvette az amerikai állampolgárságot, és 1956. december 15-én feleségül vette Lila Atwill modellt . 1958 júniusában megszületett fiuk, Joshua, aki később színész lett ( Josh Pais ) [13] . 1960 januárjában a tudós apja meghalt; Pais ennek az évnek egy részét Európában töltötte a CERN -nél dolgozva . Ekkoriban kezdett érdeklődni a hegymászás iránt, és megmászta a Mont Blancot . Amerikába visszatérve a következő évben Pais elvált feleségétől, aki mentális zavarban szenvedett (tehetetlenségi rohamai voltak). 1962-ben, amíg a válási folyamat zajlott, egy ideig Renóban élt [14] .
1963- ban Pais motiváció hiányát érezve régi munkahelyén úgy döntött, hogy otthagyja az Institute for Advanced Study-t, és Uhlenbeck javaslatára a Rockefeller Egyetemre költözött , ahol az elméleti csoportot vezette [15] . 1975-ben a tudós másodszor is feleségül vette Sarah-t, a princetoni francia tanárt, de tíz évvel később szakítottak, és hamarosan elváltak. 1976-ban Paisnek felajánlották az Institute for Advanced Study igazgatói posztját, de visszautasította [16] . 1981-ben tiszteletbeli professzori címet ( Detlev W. Bronk professor emeritus ) kapott a Rockefeller Egyetemen. 1985 októberében, Niels Bohr centenáriumi ünnepségén, Pais találkozott Ida Nicolaisen -nel ( Dan. Ida Nicolaisen ), a Koppenhágai Egyetem antropológiai adjunktusával Koppenhágában . 1990 márciusában házasodtak össze [17] .
Fokozatosan Pais egyre nagyobb figyelmet szentelt a tudománytörténetnek . Ezt elősegítette a történelem és az irodalom iránti érdeklődése, számos kiemelkedő tudóssal való személyes ismeretsége és az írás iránti szenvedélye. Oppenheimer 1967-es halála után Paist felkérték, hogy írjon életrajzot egykori főnökéről, de még mindig túlságosan el volt foglalva a tudományos kutatással ahhoz, hogy elegendő időt szenteljen egy új foglalkozásnak [18] . Miután meghívták egy konferenciára, amelyet Einstein centenáriumának tiszteletére tartottak, Pais úgy döntött, hogy megírja a nagy tudós teljes életrajzát. Ez a projekt a „Finom az Úr...” (orosz fordításban - „Albert Einstein tudományos munkássága és élete”) című könyv kiadásában csúcsosodott ki , amely kivívta az olvasók és a kritikusok elismerését, és 2009-ben elnyerte a Nemzeti Könyvdíjat . 1983. A könyvet 15 nyelvre fordították le, és nemzetközi hírnevet hozott a szerzőnek. 1986-ban jelent meg Pais Inward Bound című könyve , amelyet az elemi részecskefizika XX. századi fejlődésének szenteltek. 1991-ben jelent meg Niels Bohr életrajza, 1994-ben egy másik könyv Einsteinről, 1997-ben pedig A Tale of Two Continents című önéletrajza . 2000-ben megjelent a The Genius of Science című cikkgyűjtemény - egyfajta "portrégaléria" azoknak a tudósoknak, akikkel Pais személyesen ismerte (Einstein, Bohr, Uhlenbeck, Kramers és mások). Oppenheimer életrajza, amelyen Pais sok éven át dolgozott, és amely sosem fejeződött be, a szerző halála után, 2006-ban jelent meg Robert P. Crease történész kiegészítésével [ 19 ] . Kris szerint
„Életrajzi írásaiban Pais valódi művészetről és készségről tesz tanúbizonyságot, hogy bejárja azok összetett útját, akik a tudományos felfedezések részletes leírását és az azokat alkotó emberekről alkotott vérképet kívánják megalkotni. Bizonyos értelemben közömbösen ír, sőt talán tudatos közömbösséggel a standard történeti kutatások iránt.
Eredeti szöveg (angol)[ showelrejt] „Életrajzi írásaiban Pais valódi készségről és találékonyságról tesz tanúbizonyságot, hogy eligazodjon azok nehéz ösvényein, akik egyrészt a tudományos felfedezésekről kívánnak részletes beszámolót adni, másrészt részletesen bemutatni azokat, akik megtették azokat. Úgy ír, hogy lovagiasan, sőt talán öntudatosan nem foglalkozik a főáramú történelmi kutatásokkal.” Crease RP Abraham Pais // Biogr. Mems Nat. Acad. sci. - 2011. - 28. o.Nyugdíjba vonulása után (1988) Pais ideje egy részét a Niels Bohr Intézetben töltötte . 2000 júniusában, egyik hollandiai nyilvános előadása után a tudós szívrohamot kapott ; néhány héttel később meghalt Koppenhágában, ahol el is temették. 2005-ben az Amerikai Fizikai Társaság megalapította a fizikatörténeti Abraham Pice-díjat [20] .
A háború utáni első munkákban Pais az elektron önenergiájának problémájához fordult a kvantumelektrodinamika területén , és új sémát javasolt a divergenciák kiküszöbölésére további mezők bevezetésével. Ebben az esetben a részecske saját energiájához való, különböző mezők által generált végtelen hozzájárulások kompenzálhatják egymást. Egy elektron esetében Pais a szokásos elektromágneses kölcsönhatás mellett egy semleges, rövid hatótávolságú vektormezőt vezetett be , így bizonyos körülmények között az új térrel kölcsönhatásba lépő elektron saját energiája végesnek bizonyult. Hamar kiderült azonban, hogy ez a hipotézis összeegyeztethetetlen a térelmélet többi követelményével, bár ösztönző szerepet játszott e fizikaterület további fejlődésében [21] . Ennek ellenére Pais ezt az elképzelését használta a proton- és neutrontömeg közötti különbség becslésére [22] . Rövid koppenhágai tartózkodása alatt Pais Christian Möllerrel együttműködve kidolgozott egy elméletet, amely szerint az elemi részecskéket családokba vonták, amelyek segítségével megbecsülhető ezeknek a tárgyaknak a tömegkülönbsége. Noha ez a kísérlet általában sikertelen volt, mivel nem tette lehetővé a kísérletezők által felfedezett új részecskékről szóló információk felvételét, a munka szerzői a ma általánosan használt „ lepton ” kifejezést javasolták az olyan könnyű részecskék jellemzésére, mint az elektron és a müon [23]. .
A háború utáni években a kozmikus sugarak tanulmányozása számos új elemi részecske felfedezéséhez vezetett. E részecskék némelyikének váratlanul magas élettartama volt, amit elméletileg nem lehetett megmagyarázni; az ilyen részecskéket „furcsának” vagy V-részecskéknek nevezték, mert a felhőkamrában hagyott nyomok az V betűhöz hasonlítottak. Az 1950-es évek elejére megbízható bizonyítékok érkeztek az ilyen részecskék létezésére, ezért Pais úgy döntött, hogy megoldja a rejtély. A probléma kidolgozása során először arra az ötletre jutott, hogy létezhetnek kiválasztási szabályok (és ennek megfelelően természetvédelmi törvények ), amelyek bizonyos interakciók esetében teljesülnek, mások esetében megsértik. Furcsa részecskékre vonatkoztatva ez azt jelentette, hogy csak az ilyen részecskék párjai léphetnek erős kölcsönhatásba , míg külön-külön gyengén . Más szóval, furcsa részecskék csak párban keletkezhetnek közönséges részecskék ütközésekor. Ezt a jelenséget, amelyet furcsa részecskék kapcsolódó termelésének neveznek, Pais 1952 -ben írta le, és lehetővé tette egyes tulajdonságaik magyarázatát; különösen a hosszú élettartam annak a következménye, hogy az erős kölcsönhatások miatt nem bomlanak le. Ezt az elképzelést egy évvel később a Cosmotronban , a Brookhaven National Laboratory nagy gyorsítójában végzett kísérletek is megerősítették [24] .
1952-ben Pais Res Josttal együttműködve ötleteket kezdett kidolgozni a szelekciós szabályok és a szimmetriák közötti kapcsolatról az elemi részecskék elméletében és a csoportelméletben . A magfizikában használt izospin csoport általánosításával megkíséreltek egy magasabb rendű szimmetriát létrehozni, amely magában foglalja a furcsa részecskék tulajdonságait is. Ez a tevékenység közelebb hozta Paist Murray Gell-Mannhoz , aki szintén részt vett a csoportos módszerek alkalmazásában a részecskecsaládok leírására. 1954-es közös munkájukban már benne volt egy új kvantumszám gondolata, amelynek megőrzése erős kölcsönhatásokban megmarad, gyenge kölcsönhatásokban pedig megsértődik. Azonban Gell-Mann kifejezetten bevezette 1956-ban, és "furcsaságnak" nevezték . Akkoriban a könnyű furcsa részecskéket K-mezonoknak vagy kaonoknak, míg a nehézeket hiperonoknak hívták . 1955-ben Pais bevezette a " barion " kifejezést a nehéz részecskék ( nukleonok és hiperonok) jelölésére [25] .
1955 -ben Gell-Mannnal együtt Pais bevezette a semleges kaonok kevert állapotának fogalmát , amelyek egy kaon és egy antikaon szuperpozícióját jelentik . Ennek a két kevert állapotnak ( és ) eltérő élettartamúnak kell lennie, és csak egy rövid élettartamú részecskét ismertek a kísérletből. Pais, aki tanácsadóként dolgozott a Brookhaven Laboratoryban, ott mutatta be eredményeit; hamarosan az állam létezését kísérletileg megerősítették a laboratórium munkatársai. Pais és Gell-Mann elméletének másik következménye az volt, hogy a szuperpozíció összetevőinek aránya a részecskenyaláb terjedésével változhat, ami az oszcilláció és az állapotok regenerációjának hatásához vezet oda- vissza . Oreste Piccionival együtt Pais elméletileg tanulmányozta ezeket a hatásokat , hogy jobban megértse a semleges kaonok viselkedését . 1961-ben Richard Feynman a részecskék kevert állapotának felfedezését "az elméleti fizika egyik legnagyobb vívmányának" nevezte [Comm 5] ; Maga Pais ezt tartotta legjobb munkájának. A kaonok tanulmányozása már 1956-ban oda vezetett, hogy Yang és Lee megjósolta a paritássértést gyenge kölcsönhatásokban, amit a kísérlet hamarosan megerősített [26] . A Nobel-díj odaítélésének emlékére Leon Rosenfeld ezt írta:
"Helyes lenne emlékeztetni arra, hogy Pais zseniális vágya, hogy elemezze az elemi részecskék invariáns tulajdonságait, adta a kezdeti lendületet azoknak az elméleti fejlesztéseknek, amelyek Lee és Yang felfedezésében tetőztek."
Eredeti szöveg (angol)[ showelrejt] "Ez volt Pais úttörő törekvése az elemi részecskék változatlansági tulajdonságainak elemzésére, amely a kezdeti lendületet adta a Lee és Yang felfedezésében tetőző elméleti fejleményeknek." — Idézet. szerző : Pais A. Tzundao Li és Zhenying Yang // Genii nauki. - M. : IKI, 2002. - S. 221.Többek között Pais 1950-es években szerzett eredményei, az állandók gazdaságossági elveinek (1954) és az interakciók hierarchiájának kidolgozása (1958) [27] , a G-paritás pontos meghatározása (Josttal együtt) [28]. . Az 1958-ban megjelent munkái közül több az erős kölcsönhatások szimmetriatulajdonságaival foglalkozott, majd két évvel később a protonok és antiprotonok megsemmisítésében végzett piontermelés tanulmányozása vezetett az úgynevezett Goldhaber-Goldhaber-Lee felfedezéséhez. -Pice ( GGLP ) effektus, amely szerint a termelési pionok korrelációit a Bose-Einstein statisztika határozza meg [14] . 1964-ben Pais, a CP invariancia-sértésének felfedezése hatására gyenge kölcsönhatásokban, az SU(6) szimmetria és annak megsértésének ígéretes sémája felé fordult. Ennek a szimmetriának az egyik következménye az volt, hogy a három kvantumszám egyikét hozzá kellett rendelni a kvarkokhoz , amelyeket később " színeknek " neveztek; ennek a gondolatnak a jelentősége csak évekkel később valósult meg teljesen [15] . Az 1970-es években Pais mérőtér- elméletekkel és kvantumkromodinamikával foglalkozott . Különösen Sam Treimannel együtt vizsgálta (1972) a semleges áramok hatásait néhány gyenge kölcsönhatást magában foglaló folyamatban; Howard Georgi - val együtt a CP-sértési folyamatokat tanulmányozta a mérőműszer elméletekben [29] . 1975-ben Pais és Treiman nyilvánvalóan először használta a „ standard modell ” kifejezést a négykvarkos elektrogyenge elméletre utalva; később ez a fogalom jelentős módosításon és pontosításon ment keresztül [30] .