Schwinger, Julian

Julian Schwinger
engelsk  Julian Seymour Schwinger

Julian Schwinger, 1965
Fødselsdato 12. februar 1918( 12-02-1918 ) [1] [2] [3] […]
Fødselssted New York , USA
Dødsdato 16. juli 1994( 1994-07-16 ) [1] [2] [3] […] (76 år)
Et dødssted Los Angeles , USA
Land  USA
Videnskabelig sfære fysik
Arbejdsplads Berkeley (1939-1941)
Purdue (1941)
MIT (1941-1945)
Harvard (1945-1972)
UCLA (1972-1994)
Alma Mater City College
Columbia University
videnskabelig rådgiver Isidore Rabi
Studerende Roy Glauber
Sheldon Glashow
Bryce DeWitt
Walter Cohn
Ben Mottelson
Samuel Edwards
Priser og præmier US National Medal of Science ( 1964 ) Nobelprisen i fysik ( 1965 )
Nobel pris
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Julian Seymour Schwinger ( eng.  Julian Seymour Schwinger ; 12. februar 1918 , New York , USA  - 16. juli 1994 , Los Angeles , USA ) - amerikansk fysiker , vinder af Nobelprisen i fysik i 1965 "For grundlæggende arbejde med kvanteelektrodynamik , som havde dybtgående implikationer for partikelfysik" med Richard Feynman og Shinichiro Tomonaga .

Schwinger ydet et væsentligt bidrag til sådanne områder af teoretisk fysik som kernefysik , atomfysik , elementær partikelfysik , statistisk mekanik , klassisk elektrodynamik , kvantefeltteori , generel relativitetsteori .

Medlem af US National Academy of Sciences (1949) [4] , American Physical Society (1941).

Biografi

Tidlige år

Julian Seymour Schwinger blev født i New York til en familie af ashkenazi-jøder Belle (født Rosenfeld, engelsk  Belle Rosenfeld , 1892, Lodz  - 1974, New York) og Benjamin Schwinger ( engelsk  Benjamin Schwinger , 1882, Nowy Sanch  - 1953, New York) , en tøjproducent, der i en ung alder emigrerede fra Polen til USA [5] . Både hans far og hans mors forældre var succesrige tøjproducenter, selvom familievirksomheden faldt efter Wall Street-krakket i 1929 . Familien var en tilhænger af ortodokse jødiske traditioner [6] . Julians ældre bror Harold Schwinger blev født  i 1911, syv år før Julian, der blev født i 1918 [7] .

Schwinger var et tidligt barn - i en alder af tre kunne han læse [6] . Han gik på Townsend Harris High School fra 1932 til 1934, som på det tidspunkt blev betragtet som en højskole for talentfulde elever. I gymnasiet var Julian allerede begyndt at læse videnskabelige artikler fra Physical Review af forfattere som Paul Dirac på biblioteket i City College of New York (CCNY), på hvis campus hans skole dengang lå [8] .

I efteråret 1933 gik Schwinger ind på City College i New York som bachelorstuderende [9] . På det tidspunkt accepterede CCNY automatisk alle Townsend Harris-alumner, og begge institutioner tilbød gratis undervisning [10] . På grund af sin stærke interesse for fysik og matematik klarede Julian sig meget godt i disse fag, på trods af at han ofte hoppede over klasser og studerede direkte fra bøger. På den anden side førte hans manglende interesse for andre emner som engelsk til akademiske konflikter med lærere i disse fag [11] .

Efter at Julian sluttede sig til CCNY, bad hans bror Harold, som også tidligere var uddannet fra CCNY, sin tidligere klassekammerat Lloyd Motz om at "lære [Julian] at kende". Lloyd var fysinstruktør ved CCNY på det tidspunkt og kandidatstuderende ved Columbia University [12] . Lloyd mødte og genkendte snart Julians talent. Da han lagde mærke til Schwingers akademiske problemer, besluttede Lloyd at bede om hjælp fra Isidor Isaac Raby , som han kendte fra sit arbejde ved Columbia University. Rabi genkendte også straks Schwingers evner ved deres første møde og flyttede derefter for at give Schwinger et stipendium for at studere ved Columbia University. Til at begynde med forhindrede Julians dårlige karakterer i nogle fag på CCNY, at stipendiet blev uddelt. men Rabi insisterede og viste et upubliceret papir om kvanteelektrodynamik , skrevet af Schwinger til Hans Bethe , som tilfældigvis var på vej gennem New York. Godkendelsen af ​​Bethes artikel og hans ry på området var nok til at sikre et stipendium til Julian, som derefter flyttede til Columbia. Hans akademiske præstationer på universitetet var meget bedre end på CCNY. Han blev optaget i Phi Beta Kappa samfundet og modtog sin bachelorgrad i 1936 [13] .

Under Schwingers kandidatstudier følte Rabi, at det ville være gavnligt for Julian at besøge andre institutioner rundt om i landet, og Julian blev tildelt et rejsestipendium for det 37/38 år, han brugte på at arbejde sammen med Gregory Breit og Eugene Wigner . I løbet af denne tid gik Schwinger, som tidligere havde en vane med at arbejde til langt ud på natten, længere og gjorde skiftet dag/nat mere komplet, arbejde om natten og sove om dagen, en vane han fastholdt gennem hele sin karriere [14] . Schwinger bemærkede senere, at denne overgang til dels var en måde at bevare større intellektuel uafhængighed og undgå Breit og Wigners "dominans", blot ved at forkorte varigheden af ​​kontakten med dem ved at arbejde på forskellige tidspunkter [15] .

Schwinger modtog sin doktorgrad (PhD) fra Rabi i 1939 i en alder af 21 [16] .

I efteråret 1939 begyndte Schwinger at arbejde ved University of California, Berkeley under J. Robert Oppenheimer , hvor han tilbragte to år som NRC Fellow [17] .

Karriere og bidrag til videnskaben

Efter at have arbejdet med Oppenheimer, var Schwingers første regelmæssige akademiske ansættelse ved Purdue University i 1941. Mens han havde orlov fra Purdue, arbejdede han på MIT's Radiation Laboratory i stedet for Los Alamos National Laboratory under Anden Verdenskrig. Givet teoretisk støtte til udvikling af radar . Efter krigen forlod Schwinger Purdue til Harvard University , hvor han underviste fra 1945 til 1974 [16] . I 1966 blev han Eugene Higgins professor i fysik ved Harvard.

Schwinger udledte Greens funktioner, mens han arbejdede med radar, og brugte disse metoder til at formulere kvantefeltteori i form af lokale Greens funktioner på en relativistisk invariant måde. Dette gjorde det muligt for ham utvetydigt at beregne de første korrektioner til det magnetiske moment af en elektron i kvanteelektrodynamik. Tidligere arbejde brugte ikke-kovariante metoder, der førte til uendelige svar, men den ekstra symmetri i hans metoder tillod Schwinger at udtrække de korrekte endelige korrektioner.

Schwinger udviklede renormalisering ved at formulere kvanteelektrodynamik unikt til én-løkke-rækkefølgen af ​​forstyrrelsesteori.

I samme æra introducerede han ikke-perturbative metoder til kvantefeltteori ved at beregne den hastighed, hvormed elektron  - positron-par skabes ved tunnelering i et elektrisk felt, en proces, der nu er kendt som "Schwinger-effekten". Denne effekt kunne ikke ses i nogen endelig rækkefølge i perturbationsteorien.

Schwingers arbejde med felters korrelationsfunktioner og deres bevægelsesligninger dannede grundlaget for kvantefeltteorien. Hans tilgang er baseret på kvantehandling og tillod for første gang at bosoner og fermioner blev behandlet på samme måde ved at bruge Grassmanns differentielle integrationsform . Han gav elegante beviser for spinstatistiksætningen og CPT-sætningen og bemærkede, at feltoperatøralgebraen fører til unormale Schwinger-bidrag i forskellige klassiske identiteter på grund af singulariteter på korte afstande. Disse var de grundlæggende resultater inden for feltteori, der var nødvendige for korrekt at forstå anomalier .

I et andet berømt tidligt værk formulerede Rarita og Schwinger den abstrakte teori om Pauli og Firtz spin 3/2 felt i konkret form som Dirac spinor vektoren, Rarita-Schwinger ligningen . For at et spin 3/2-felt kan interagere konsekvent, kræves der en form for supersymmetri , og Schwinger fortrød senere, at han ikke var kommet langt nok i dette arbejde til at opdage supersymmetri.

Schwinger opdagede, at neutrinoer findes i flere varianter, en for elektronen og en for myonen . Tre lette neutrinoer kendes i øjeblikket; den tredje er partneren til tau leptonen .

I 1960'erne formulerede og analyserede Schwinger det, der nu er kendt som Schwinger-modellen , kvanteelektrodynamik i én rum- og én tidsdimension, det første eksempel på en teori med indeslutning . Han var også den første til at foreslå en elektrosvag gauge-teori baseret på en gauge-gruppe med spontant brudt symmetri til elektromagnetisk på lange afstande. Hans elev Sheldon Glashow udvidede denne model til den konventionelle elektrosvage enhedsmodel. Han forsøgte at formulere en teori om kvanteelektrodynamik med punktmagnetiske monopoler , et program, der mødte begrænset succes, fordi monopolerne interagerer stærkt, når ladningskvanten er lille.

Med 73 doktorafhandlinger [18] er Schwinger kendt som en af ​​de mest produktive konsulenter inden for fysik. Fire af hans elever har modtaget Nobelpriser: Roy Glauber , Benjamin Roy Mottelson , Sheldon Glashow og Walter Cohn (i kemi).

Senere år

Schwinger havde et blandet forhold til sine kolleger, fordi han altid lavede uafhængig forskning, som var anderledes end den nuværende trend. Schwinger udviklede især teorien om kilder [19] , en fænomenologisk teori for elementarpartikelfysik, som er forløberen for den moderne effektive feltteori [16] . Den behandler kvantefelter som fænomener over lange afstande og bruger hjælpe "kilder", der ligner strømninger i klassiske feltteorier. Kildeteori er en matematisk konsistent feltteori med klart udledte fænomenologiske resultater. Kritik fra hans kolleger ved Harvard tvang Schwinger til at forlade fakultetet i 1972 og flytte til UCLA . En meget udbredt historie er, at Steven Weinberg , der arvede Schwingers panelede kontor i Lymans laboratorium , fandt et par gamle støvler der med forslaget "tror du kan passe i dem?". Ved UCLA og indtil slutningen af ​​sin karriere fortsatte Schwinger med at udvikle kildeteori og dens forskellige anvendelser [16] .

Efter 1989 viste Schwinger stor interesse for ikke-traditionel koldfusionsforskning . Han skrev otte teoretiske artikler om det. Han trak sig fra American Physical Society efter at de nægtede at offentliggøre hans papirer [20] . Han følte, at kold fusionsforskning blev undertrykt, og den akademiske frihed blev krænket. Han skrev: "Konformitet er forfærdeligt. Det oplevede jeg på første hånd, da indsendte papirer blev afvist af redaktører baseret på omfattende kritik fra anonyme anmeldere. Erstatningen af ​​upartisk gennemgang med censur vil være videnskabens død .

I sine seneste publikationer foreslog Schwinger teorien om sonoluminescens som et fænomen af ​​langrækkende kvantestråling, der ikke er forbundet med atomer, men med hurtigt bevægende overflader i en kollapsende boble, hvor der er diskontinuiteter i permittiviteten. Mekanismen for sonoluminescens , som i øjeblikket bekræftes af eksperimenter, er baseret på den overophedede gas inde i boblen som lyskilde [21] .

Schwinger blev tildelt Nobelprisen i fysik i 1965 for sit arbejde med kvanteelektrodynamik (QED) sammen med Richard Feynman og Shinichiro Tomonaga . Schwingers priser og hædersbevisninger var talrige, allerede før han modtog Nobelprisen. Blandt dem er den første Albert Einstein-pris (1951), US National Medal of Science (1964), en æresdoktor i naturvidenskab. grader fra Purdue University (1961) og Harvard University (1962), samt Nature of Light Award fra US National Academy of Sciences (1949). I 1987 modtog Schwinger American Academy of Achievement 's Gold Plate Award [22] .

Schwinger og Feynman

Som en berømt fysiker blev Schwinger ofte sammenlignet med en anden legendarisk fysiker i sin generation, Richard Feynman . Schwinger var mere formalistisk og foretrak symbolske manipulationer i kvantefeltteorien . Han arbejdede med lokale feltoperatører, fandt forbindelser mellem dem og mente, at fysikere må forstå lokale felters algebra, hvor paradoksalt det end måtte være. I modsætning hertil var Feynman mere intuitiv og troede, at fysik fuldt ud kunne udvindes fra Feynman-diagrammer , som gav et billede af partikler. Schwinger kommenterede Feynman-diagrammer som følger [23] [24] :

Ligesom de seneste års mikrochip har Feynman-diagrammet demokratiseret databehandling.

Originaltekst  (engelsk)[ Visskjule] Ligesom de senere års siliciumchips, bragte Feynman-diagrammet beregning til masserne.

Schwinger kunne ikke lide Feynman-diagrammer, fordi han følte, at de fik eleven til at fokusere på partikler og glemme alt om lokale felter, som han mente hindrede forståelsen. Han gik så langt som at udelukke dem fra sin klasse helt, selv om han forstod dem perfekt. Men den sande forskel ligger dybere, hvilket blev udtrykt af Schwinger i følgende passage [25] :

Til sidst førte disse ideer til, at kvantemekanik, udtrykt i form af lagrangisk eller handling, optrådte i to distinkte, men beslægtede former, som jeg skelner som "differentiel og integral". Sidstnævnte, ledet af Feynman, fik en del presseomtale, men jeg tror fortsat på, at det differentielle synspunkt er mere generelt, mere elegant og mere brugbart.

Originaltekst  (engelsk)[ Visskjule] Til sidst førte disse ideer til lagrangiske eller kvantemekaniske handlingsformuleringer, der optrådte i to forskellige, men beslægtede former, som jeg skelner som differentielle og integrale . Sidstnævnte, med Feynman i spidsen, har haft al pressedækning, men jeg tror fortsat på, at det differentielle synspunkt er mere generelt, mere elegant, mere nyttigt.

Selvom de delte Nobelprisen, nærmede Schwinger og Feynman sig til kvanteelektrodynamik og kvantefeltteori generelt på forskellige måder. Feynman brugte regularisering , og Schwinger var i stand til formelt at renormalisere one-loop teorien uden en eksplicit controller. Schwinger troede på formalismen i lokale felter, mens Feynman troede på partikelbaner. De fulgte nøje hinandens arbejde og respekterede hinanden. Efter Feynmans død beskrev Schwinger ham som [26]

En ærlig mand, vor tids fremtrædende intuitionist og et glimrende eksempel på, hvad der kan forventes af enhver, der vover at følge en bestemt vej.

Originaltekst  (engelsk)[ Visskjule] En ærlig mand, vor tids enestående intuitionist og et godt eksempel på, hvad der kan ligge i vente for enhver, der vover at følge takten fra en anden tromme.

Død

Schwinger døde af kræft i bugspytkirtlen . Han er begravet på Mount Auburn Cemetery ; , hvor  er den fine struktur konstant , indgraveret over hans navn på hans gravsten. Disse symboler henviser til hans beregning af korrektionen til elektronens magnetiske moment [16] .

Priser

Udvalgte værker

Noter

  1. ↑ 1 2 MacTutor History of Mathematics Archive
  2. ↑ 1 2 Julian Schwinger // Solomon Guggenheim Museum - 1937.
  3. ↑ 1 2 Julian Seymour Schwinger // Brockhaus Encyclopedia  (tysk) / Hrsg.: Bibliographisches Institut & FA Brockhaus , Wissen Media Verlag
  4. ↑ Julian  Schwinger . nasonline.org. Dato for adgang: 15. maj 2019.
  5. ↑ Mehra & Milton, 2000 , s. en.
  6. ↑ 1 2 Mehra & Milton, 2000 , s. 2.
  7. ↑ Schweber, 1994 , s. 275.
  8. ↑ Schweber, 1994 , s. 276.
  9. ↑ Mehra & Milton, 2000 , s. 7.
  10. ↑ Mehra & Milton, 2000 , s. 5.
  11. ↑ Schweber, 1994 , s. 278-279.
  12. ↑ Mehra & Milton, 2000 , s. 11-12.
  13. ↑ Schweber, 1994 , s. 277-279.
  14. ↑ Mehra & Milton, 2000 , s. 41.
  15. ↑ Schweber, 1994 , s. 285.
  16. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Lobanov, A. E. Julian Schwinger - en funktion, der ikke kan fjernes (2018). Hentet: 14. juli 2022.
  17. ↑ Schweber, 1994 , s. 288.
  18. ↑ Julian Schwinger Foundation . nus.edu.sg _ Hentet 1. maj 2018. Arkiveret fra originalen 26. marts 2016.
  19. ↑ Schwinger, Julian. Partikler, kilder og felter. - CRC Press, 2018. - Vol. I. - S. 444. - ISBN 9780738200538 .
  20. ↑ Jagdish Mehra , K. A. Milton, Julian Seymour Schwinger (2000), Oxford University Press , red., Climbing the Mountain: The Scientific Biography of Julian Schwinger (illustreret udg.), New York: Oxford University Press, s. 550, ISBN 978-0-19-850658-4 , < https://books.google.com/books?id=9SmZSN8F164C&pg=PA550 >  , Also Close, 1993 , s. 197-198
  21. ↑ Brenner, MP (2002). "Sonoluminescens med en enkelt boble". Anmeldelser af moderne fysik . 74 (2): 425-484. Bibcode : 2002RvMP...74..425B . CiteSeerX  10.1.1.6.9407 . DOI : 10.1103/RevModPhys.74.425 .
  22. ↑ Golden Plate Awardees fra American Academy of Achievement . www.achievement.org . American Academy of Achievement .
  23. ↑ Schwinger, J. (1982). "Kvanteelektrodynamik - en individuel visning" . Le Journal de Physique Colloques . 43 (C-8): 409. Bibcode : 1982JPhys..43C.409S . doi : 10.1051/ jphyscol :1982826 .
  24. ↑ Schwinger, J. (1983) "Renormalization Theory of Quantum Electrodynamics: An Individual View", i The Birth of Particle Physics , Cambridge University Press, s. 329. ISBN 0521240050
  25. ↑ Schwinger, J. (1973). "En rapport om kvanteelektrodynamik". I J. Mehra (red.), Physicist's Conception of Nature. Dordrecht: Reidel. ISBN 978-94-010-2602-4
  26. ↑ Beaty, Bill. Dr. Richard P. Feynman (1918-1988) . amasci.com. Hentet 21. maj 2007. Arkiveret fra originalen 7. maj 2007. ; "A Path to Quantum Electrodynamics," Physics Today, februar 1989

Litteratur

På russisk På engelsk

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Tematiske steder
Ordbøger og encyklopædier
Slægtsforskning og nekropolis