Alexandru Proca | |
---|---|
fr. Alexandru Proca | |
Fødselsdato | 16. oktober 1897 |
Fødselssted | |
Dødsdato | 13. december 1955 (58 år) |
Et dødssted | |
Land | |
Videnskabelig sfære | fysiker |
Alma Mater | |
videnskabelig rådgiver | Louis de Broglie [2] |
Studerende | Bernard Jouvet [d] [3] |
Alexandru Proca ( fransk Alexandru Proca; 16. oktober 1897 – 13. december 1955) var en rumænsk fysiker , der studerede og arbejdede i Frankrig. Han udviklede vektorteorien om kernekræfter og ligningerne for relativistiske kvantefelter, der bærer hans navn ( Proca-ligningerne ) for massive vektormesoner med enhedsspin. Blev fransk statsborger i 1931.
I Rumænien var han en af de bedste elever på "George Lazar"-skolen og det polytekniske universitet i Bukarest. Han havde en stor interesse for teoretisk fysik . Med den hensigt at studere det, tog han til Paris , hvor han dimitterede fra Sorbonne Universitet med en grad i naturvidenskab og modtog en Bachelor of Science-grad fra hænderne på Marie Curie. Han tog derefter et job som forskningsfysiker ved Radiuminstituttet i 1925.
Han afsluttede sit doktorgradsarbejde i teoretisk fysik under vejledning af nobelpristageren Louis de Broglie . Han forsvarede med succes sin afhandling "Om Dirac's relativistiske teori om elektroner" for en attestationskomité ledet af en anden nobelpristager, Jean Perrin .
I 1929 blev han redaktør af det indflydelsesrige fysiske tidsskrift Annales, som blev udgivet af Institut Henri Poincaré . I 1934 tilbragte han et helt år hos Erwin Schrödinger i Berlin, besøgte i flere måneder nobelpristageren Niels Bohr i København, hvor han også mødtes med Heisenberg og Gamow .
Blev kendt som en af de mest indflydelsesrige rumænske teoretiske fysikere i det sidste århundrede, udviklede vektormesonteorien om kernekræfter i 1936 foran Hideki Yukawa , der brugte Procas ligninger for vektormesonfelter som udgangspunkt. Yukawa modtog efterfølgende Nobelprisen for at forklare atomstyrker ved hjælp af pi-meson-felter og korrekt forudsige eksistensen af pioner , som først blev kaldt "mesotroner" af Yukawa. Pioner er de letteste mesoner og spiller en nøglerolle i at forklare egenskaberne af den stærke kernekraft i lavenergitilnærmelsen. I modsætning til de massive spin -1 bosoner i Procas ligninger, var pioner forudsagt af Yukawa spin-0 bosoner, som kun er forbundet med skalære felter. Massive vektormesoner med spin 1, betragtet af Proca i 1936-1941, er mærkelige og deltager i den elektrosvage interaktion og er kun blevet observeret i eksperimenter med højenergipartikler siden 1960, mens pioner forudsagt af Yukawas teori er blevet observeret i eksperimenter af Carl Anderson i 1937 med masser tæt nok på 100 MeV, i overensstemmelse med forudsigelsen af Yukawas pi meson teori offentliggjort i 1935; de følgende teorier betragtede kun masseskalarfelter som årsager til kernekræfter, såsom dem, der ville blive fundet inden for pi mesoner.
I tilfælde af store masser inkluderer vektormesoner også charme og op- kvarker i deres struktur. Spektret af tunge mesoner er forbundet af strålingsprocesser med vektormesoner, som således spiller en vigtig rolle i mesonspektroskopi . Interessant nok eksisterer lys-kvark vektor mesoner i næsten rene kvantetilstande .
Procas ligninger er Euler-Lagrange -ligninger af bevægelse , der fører til opfyldelsen af Lorentz gauge-betingelsen : .
I det væsentlige er Procas ligninger:
, hvor: .Her er 4-potentialet ; operatøren , der handler på potentialet, er d'Alembert-operatøren ; er 4- strømtætheden , og den kvadratiske nabla-operator (∇) er Laplace-operatoren , Δ. Da dette er en relativistisk ligning, er Einsteins summeringsregel over gentagne indekser underforstået. 4-potentialet er en kombination af et skalarpotentiale og et tredimensionelt vektorpotentiale A afledt af Maxwells ligninger :
I en forenklet notation ser ligningerne ud som:
.Således beskriver Procas ligninger feltet af massive partikler med masse m og spin 1, sammen med det tilhørende felt, som forplanter sig med lysets hastighed c i Minkowski-rummet ; et sådant felt er karakteriseret ved en reel vektor A , som manifesterer sig i den lagrangiske tæthed (spin-momentum) L . Ligningerne ligner Klein-Gordon-Fock- ligningen i form :
,men sidstnævnte er en skalar, ikke en vektor , ligning, der beskriver relativistiske elektroner, og gælder derfor kun for spin 1/2 fermioner. Desuden er løsningerne af Klein-Gordon-Fock-ligningen relativistiske bølgefunktioner, som kan repræsenteres som kvanteplanbølger, hvis ligningen er skrevet i naturlige enheder:
;denne skalære ligning er kun anvendelig for relativistiske fermioner, for hvilke energi-moment-relationen i Einsteins specielle relativitetsteori gælder . Yukawas intuition var baseret på Klein-Gordon-Fock-ligningen, som nobelpristageren Wolfgang Pauli skrev i 1941:
… Yukawa foreslog, at mesonen har et spin på 1 for at forklare spin-afhængigheden af kræfterne mellem protonen og neutronen. Teorien for denne sag blev givet af Proca. [fire]
Originaltekst (engelsk)[ Visskjule] … Yukawa antog, at mesonen havde spin 1 for at forklare spin-afhængigheden af kraften mellem proton og neutron. Teorien for denne sag er givet af Proca.
![]() | ||||
---|---|---|---|---|
|