Julian Schwinger - Julian Schwinger
Julian Seymour Schwinger ( / ʃ ağırlık ɪ ŋ ər / ; 12 Şubat 1918 - Temmuz 1994 tarihinde 16) oldu Nobel Amerikan kazanan teorik fizikçi . En iyi kuantum elektrodinamiği (QED) üzerine yaptığı çalışmalarla, özellikle göreli olarak değişmez bir pertürbasyon teorisi geliştirmesiyle ve QED'yi bir döngü düzenine yeniden normalleştirmesiyle tanınır. Schwinger birkaç üniversitede fizik profesörüydü.
Schwinger, yirminci yüzyılın en büyük fizikçilerinden biri olarak kabul edilir ve varyasyonel bir yaklaşım da dahil olmak üzere modern kuantum alan teorisinin çoğundan ve kuantum alanları için hareket denklemlerinden sorumludur . İlk elektrozayıf modeli ve 1+1 boyutlarında ilk hapsetme örneğini geliştirdi . Çoklu nötrino teorisinden, Schwinger terimlerinden ve spin-3/2 alanı teorisinden sorumludur.
biyografi
erken yaşam ve kariyer
Julian Seymour Schwinger, New York'ta Aşkenazi Yahudi ebeveynleri Belle (kızlık soyadı Rosenfeld) ve Polonya'dan Amerika Birleşik Devletleri'ne göç etmiş bir giysi üreticisi olan Benjamin Schwinger'ın çocuğu olarak dünyaya geldi . 1929 Wall Street Çöküşünden sonra aile şirketi düşüşe geçmesine rağmen, hem babası hem de annesinin ebeveynleri zengin giyim üreticileriydi . Aile Ortodoks Yahudi geleneğini takip etti . Julian'ın ağabeyi Harold Schwinger, 1918'de doğan Julian'dan yedi yıl önce, 1911'de doğdu.
Schwinger erken gelişmiş bir öğrenciydi. 1932'den 1934'e kadar yetenekli öğrenciler için oldukça saygın bir lise olan Townsend Harris Lisesi'ne gitti . Julian lisedeyken, o zamanlar Townsend Harris'in kampüsünde bulunduğu New York City College kütüphanesinde Paul Dirac gibi yazarların Fiziksel İnceleme makalelerini okumaya başlamıştı .
1934 sonbaharında, Schwinger New York Şehir Koleji'ne lisans öğrencisi olarak girdi. CCNY, o sırada tüm Townsend Harris mezunlarını otomatik olarak kabul etti ve her iki kurum da ücretsiz eğitim verdi. Fizik ve matematiğe olan yoğun ilgisi nedeniyle, Julian sık sık dersleri atlamasına ve doğrudan kitaplardan öğrenmesine rağmen bu konularda çok iyi performans gösterdi. Öte yandan, İngilizce gibi diğer konulara ilgi duymaması, bu konuların öğretmenleriyle akademik çatışmalara yol açtı.
Julian CCNY'ye katıldıktan sonra, daha önce CCNY'den mezun olan kardeşi Harold, eski sınıf arkadaşı Lloyd Motz'dan "[Julian]'ı tanımasını" istedi . Lloyd, CCNY fizik eğitmeni ve Ph.D. idi. zamanda Columbia Üniversitesi'nde aday . Lloyd tanıştı ve çok geçmeden Julian'ın yeteneğini fark etti. Schwinger'ın akademik sorunlarını fark eden Lloyd , Columbia'da tanıdığı Isidor Isaac Rabi'den yardım istemeye karar verdi . Rabi ayrıca ilk toplantılarında Schwinger'ın yeteneklerini hemen fark etti ve ardından Schwinger'a Columbia'da öğrenim görmesi için burs vermek için düzenlemeler yaptı. İlk başta Julian'ın CCNY'deki bazı derslerdeki kötü notları burs ödülünü engelledi. Ancak Rabi ısrar etti ve Schwinger tarafından New York'tan geçmekte olan Hans Bethe'ye kuantum elektrodinamiği hakkında yayınlanmamış bir makale gösterdi . Bethe'nin makaleyi onaylaması ve bu alandaki itibarı, daha sonra Columbia'ya transfer olan Julian'ın bursunu güvence altına almak için yeterliydi. Columbia'daki akademik durumu CCNY'dekinden çok daha iyiydi. Phi Beta Kappa topluluğuna kabul edildi ve 1936'da BA derecesini aldı.
Schwinger'in yüksek lisans eğitimi sırasında Rabi, Julian'ın ülke çapındaki diğer kurumları ziyaret etmesinin iyi olacağını hissetti ve Julian, Gregory Breit ve Eugene Wigner ile birlikte çalıştığı 37/38 yılı için bir gezici burs kazandı . Bu süre zarfında önceden gece geç saatlere kadar çalışma alışkanlığına sahip olan Schwinger, daha da ileri giderek gündüz/gece geçişini daha eksiksiz, gece çalışıp gündüz uyumayı tüm kariyeri boyunca sürdüreceği bir alışkanlık haline getirdi. Schwinger daha sonra, bu değişikliğin kısmen daha fazla entelektüel bağımsızlığı korumanın ve Breit ve Wigner tarafından "egemen olmaktan" kaçınmanın bir yolu olduğunu söyledi.
Schwinger, 1939'da 21 yaşındayken Rabi tarafından denetlenen doktora derecesini aldı.
1939 sonbaharında Schwinger , Berkeley'deki California Üniversitesi'nde J. Robert Oppenheimer altında çalışmaya başladı ve burada iki yıl boyunca NRC üyesi olarak kaldı .
Kariyer
Oppenheimer ile çalıştıktan sonra Schwinger'in ilk düzenli akademik ataması 1941'de Purdue Üniversitesi'ndeydi . Purdue'dan ayrılırken, II. Dünya Savaşı sırasında Los Alamos Ulusal Laboratuvarı yerine MIT Radyasyon Laboratuvarı'nda çalıştı . Radarın geliştirilmesine teorik destek verdi . Savaştan sonra Schwinger , 1945'ten 1974'e kadar ders verdiği Harvard Üniversitesi'ne gitmek için Purdue'dan ayrıldı . 1966'da Harvard'da Eugene Higgins fizik profesörü oldu.
Schwinger , radar çalışmasından Green'in işlevleri için bir yakınlık geliştirdi ve bu yöntemleri, kuantum alan teorisini yerel Green'in işlevleri açısından göreceli olarak değişmez bir şekilde formüle etmek için kullandı. Bu, kuantum elektrodinamiğinde elektron manyetik momentine yönelik ilk düzeltmeleri açık bir şekilde hesaplamasına izin verdi. Daha önceki kovaryant olmayan çalışma sonsuz yanıtlara ulaşmıştı, ancak yöntemlerindeki ekstra simetri, Schwinger'in doğru sonlu düzeltmeleri izole etmesine izin verdi.
Schwinger , kuantum elektrodinamiğini açık bir şekilde tek döngü düzenine formüle eden renormalizasyon geliştirdi .
Aynı çağda, elektron – pozitron çiftlerinin bir elektrik alanında tünelleme yoluyla oluşturulma hızını hesaplayarak, kuantum alan teorisine pertürbatif olmayan yöntemleri tanıttı , bu süreç şimdi "Schwinger etkisi" olarak biliniyor. Bu etki, pertürbasyon teorisinde herhangi bir sonlu düzende görülemezdi.
Schwinger'in kuantum alan teorisi üzerindeki temel çalışması, alan korelasyon fonksiyonlarının ve hareket denklemlerinin modern çerçevesini oluşturdu . Yaklaşımı bir kuantum eylemiyle başladı ve Grassman entegrasyonunun diferansiyel formunu kullanarak bozonların ve fermiyonların ilk kez eşit muamele görmesine izin verdi . Spin-istatistik teoremi ve CPT teoremi için zarif kanıtlar verdi ve alan cebirinin kısa mesafeli tekillikler nedeniyle çeşitli klasik kimliklerde anormal Schwinger terimlerine yol açtığına dikkat çekti. Bunlar, anomalilerin doğru anlaşılması için araçsal olan alan teorisindeki temel sonuçlardı .
Diğer kayda değer erken çalışmalarda, Rarita ve Schwinger spin-3/2 alanının soyut Pauli ve Fierz teorisini somut bir biçimde Dirac spinörlerinin bir vektörü, Rarita-Schwinger denklemi olarak formüle ettiler . Spin-3/2 alanının tutarlı bir şekilde etkileşime girmesi için bir tür süpersimetri gereklidir ve Schwinger daha sonra bu çalışmayı süpersimetriyi keşfedecek kadar takip etmediği için pişman oldu.
Schwinger, nötrinoların , biri elektron için diğeri müon için olmak üzere birden çok çeşidi olduğunu keşfetti . Günümüzde üç hafif nötrino olduğu bilinmektedir; üçüncüsü tau leptonunun ortağıdır .
1960'larda Schwinger, şimdi Schwinger modeli olarak bilinen şeyi formüle etti ve analiz etti , bir uzay ve bir zaman boyutunda kuantum elektrodinamiği, sınırlayıcı bir teorinin ilk örneği . Aynı zamanda, uzun mesafelerde kendiliğinden elektromanyetik olarak bozulan bir ayar grubu olan bir elektrozayıf ayar teorisini öneren ilk kişiydi . Bu, öğrencisi Sheldon Glashow tarafından kabul edilen elektrozayıf birleştirme modeline genişletildi . Nokta manyetik monopoller ile bir kuantum elektrodinamiği teorisi formüle etmeye çalıştı , bu program sınırlı bir başarı ile karşılandı, çünkü monopoller yük kuantumu küçük olduğunda güçlü bir şekilde etkileşime girdi.
73 doktora tezini yöneten Schwinger, fizikteki en üretken lisansüstü danışmanlardan biri olarak biliniyor. Dört öğrencisi Nobel ödülü kazandı: Roy Glauber , Benjamin Roy Mottelson , Sheldon Glashow ve Walter Kohn (kimyada).
Schwinger'in meslektaşlarıyla karışık bir ilişkisi vardı, çünkü ana akım modadan farklı olarak her zaman bağımsız araştırmalar yürüttü. Özellikle Schwinger, modern etkin alan teorisinin öncülü olan temel parçacıkların fiziği için fenomenolojik bir teori olan kaynak teorisini geliştirdi . Kuantum alanlarını uzun mesafeli fenomenler olarak ele alır ve klasik alan teorilerindeki akımlara benzeyen yardımcı 'kaynaklar' kullanır. Kaynak teorisi, açıkça türetilmiş fenomenolojik sonuçlara sahip, matematiksel olarak tutarlı bir alan teorisidir. Harvard'daki meslektaşlarının eleştirileri, Schwinger'in 1972'de UCLA için fakülteden ayrılmasına neden oldu . Bu yaygın söylendi bir hikaye Steven Weinberg de Schwinger en panelli ofis miras, Lyman Laboratuvarı , zımni mesajla, eski bir çift ayakkabı orada bulunan, "bu doldurabilir mi?" UCLA'da ve kariyerinin geri kalanında Schwinger, kaynak teorisini ve çeşitli uygulamalarını geliştirmeye devam etti.
1989'dan sonra Schwinger, soğuk füzyonun ana akım olmayan araştırmalarına büyük ilgi gösterdi . Bu konuda sekiz teori makalesi yazdı. Makalelerini yayınlamayı reddetmelerinin ardından Amerikan Fizik Derneği'nden istifa etti . Soğuk füzyon araştırmalarının bastırıldığını ve akademik özgürlüğün ihlal edildiğini hissetti. "Uyum için baskı çok büyük. Bunu, editörlerin, anonim hakemlerin zehirli eleştirilerine dayanarak gönderilen makaleleri reddetmesinde deneyimledim. Tarafsız incelemenin sansürle değiştirilmesi bilimin ölümü olacak."
Son yayınlarında, Schwinger atomlarla değil, dielektrik sabitinde süreksizliklerin olduğu çöken balondaki hızlı hareket eden yüzeylerle ilişkili uzun mesafeli kuantum ışınımsal bir fenomen olarak bir sonolüminesans teorisi önerdi . Sonoluminescence mekanizması artık deneylerle desteklenmektedir ışık kaynağı olarak kabarcığın içinde aşırı ısıtılmış gaz odaklanmaktadır.
Schwinger, 1965 yılında, Richard Feynman ve Shin'ichirō Tomonaga ile birlikte kuantum elektrodinamiği (QED) konusundaki çalışmaları nedeniyle Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü . Schwinger'in ödülleri ve onurları, Nobel kazanmasından önce bile sayısızdı. Bunlar arasında ilk Albert Einstein Ödülü (1951), ABD Ulusal Bilim Madalyası (1964), onursal D.Sc. Purdue Üniversitesi (1961) ve Harvard Üniversitesi'nden (1962) dereceleri ve ABD Ulusal Bilimler Akademisi'nin Işığın Doğası Ödülü (1949). 1987'de Schwinger, Amerikan Başarı Akademisi'nin Altın Plaka Ödülü'nü aldı .
Schwinger ve Feynman
Ünlü bir fizikçi olarak Schwinger, sıklıkla kendi kuşağının bir başka efsanevi fizikçisi olan Richard Feynman ile karşılaştırıldı . Schwinger daha resmi olarak eğimliydi ve kuantum alan teorisinde sembolik manipülasyonları tercih etti . Yerel alan operatörleri ile çalıştı ve aralarında ilişkiler buldu ve fizikçilerin yerel alanların cebirini, ne kadar paradoksal olursa olsun anlamaları gerektiğini hissetti. Buna karşılık, Feynman daha sezgiseldi, fiziğin tamamen bir parçacık resmi veren Feynman diyagramlarından çıkarılabileceğine inanıyordu . Schwinger, Feynman diyagramlarını şu şekilde yorumlamıştır:
Daha yakın yılların silikon çipleri gibi, Feynman diyagramı da hesaplamayı kitlelere getiriyordu.
Schwinger, Feynman diyagramlarından hoşlanmadı, çünkü bunların öğrencinin parçacıklara odaklanmasını ve kendi görüşüne göre anlamayı engelleyen yerel alanları unutmasını sağladıklarını hissetti. Onları çok iyi anlamasına rağmen, onları sınıfından tamamen yasaklayacak kadar ileri gitti. Ancak gerçek fark daha derindir ve Schwinger tarafından aşağıdaki pasajda ifade edilmiştir:
Sonunda, bu fikirler, benim diferansiyel ve integral olarak ayırdığım iki farklı ama birbiriyle ilişkili biçimde ortaya çıkan Lagrange veya kuantum mekaniğinin eylem formülasyonlarına yol açtı . Feynman'ın öncülük ettiği ikincisi tüm basında yer aldı, ancak farklı bakış açısının daha genel, daha zarif ve daha faydalı olduğuna inanmaya devam ediyorum.
Nobel Ödülü'nü paylaşmalarına rağmen, Schwinger ve Feynman'ın kuantum elektrodinamiğine ve genel olarak kuantum alan teorisine farklı bir yaklaşımı vardı. Feynman bir regülatör kullanırken, Schwinger açık bir regülatör olmadan resmi olarak bir döngüye yeniden normalleştirmeyi başardı. Schwinger yerel alanların formalizmine inanırken, Feynman parçacık yollarına inanıyordu. Birbirlerinin çalışmalarını yakından takip ettiler ve birbirlerine saygı duydular. Feynman'ın ölümü üzerine Schwinger onu şöyle tanımladı:
Dürüst bir adam, çağımızın seçkin sezgicisi ve farklı bir davulun ritmini takip etmeye cesaret eden herkesi neler bekleyebileceğinin en iyi örneği.
Ölüm
Schwinger pankreas kanserinden öldü . O gömüldü ve Mount Auburn Mezarlığı'na ; İnce yapı sabitinin nerede olduğu, mezar taşında adının üzerine kazınmıştır. Bu semboller , elektronun manyetik momentine yönelik düzeltme ("anormal") hesaplamasını ifade eder .
Ayrıca bakınız
Seçilmiş Yayınlar
- Schwinger, J (1948). "Kuantum-Elektrodinamik ve Elektronun Manyetik Momenti Üzerine" . Fizik Rev . 73 (4): 416–417. Bibcode : 1948PhRv...73..416S . doi : 10.1103/PhysRev.73.416 .
- Schwinger, J (1948). "Kuantum Elektrodinamiği. I. Bir Kovaryant Formülasyonu". Fizik Rev . 74 (10): 1439–1461. Bibcode : 1948PhRv...74.1439S . doi : 10.1103/PhysRev.74.1439 .
- Schwinger, J (1949). "Kuantum Elektrodinamiği. II. Vakum Polarizasyonu ve Kendi Enerjisi". Fizik Rev . 75 (4): 651-679. Bibcode : 1949PhRv...75..651S . doi : 10.1103/PhysRev.75.651 .
- Schwinger, J (1949). "Kuantum Elektrodinamiği. III. Saçılmaya Karşı Elektron Işınım Düzeltmelerinin Elektromanyetik Özellikleri". Fizik Rev . 76 (6): 790-817. Bibcode : 1949PhRv...7..790S . doi : 10.1103/PhysRev.76.790 .
- Feshbach, H., Schwinger, J. ve JA Harr. "Efefect of Tensor Range in Nuclear Two-body Problems" , Harvard Üniversitesi Hesaplama Laboratuvarı , Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanlığı (önceki kurum Atom Enerjisi Komisyonu aracılığıyla ) (Kasım 1949).
- Schwinger, J (1951). "Ölçer Değişmezliği ve Vakum Polarizasyonu Üzerine". Fizik Rev . 82 (5): 664-679. Bibcode : 1951PhRv...82..664S . doi : 10.1103/PhysRev.82.664 .
- Schwinger, J. "On Angular Momentum" , Harvard Üniversitesi , Nuclear Development Associates, Inc., Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanlığı (önceki kurum Atom Enerjisi Komisyonu aracılığıyla ) (26 Ocak 1952).
- Schwinger, J. "The Theory of Quantized Fields. II" , Harvard Üniversitesi , Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanlığı (önceki kurum Atom Enerjisi Komisyonu aracılığıyla ) (1951).
- Schwinger, J. "The Theory of Quantizied Fields. Part 3" , Harvard Üniversitesi , Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanlığı (önceki kurum Atom Enerjisi Komisyonu aracılığıyla ) (Mayıs 1953).
- Schwinger, J. Einstein'ın Mirası (1986). Scientific American Kütüphanesi. 2012 e-kitap
Referanslar
daha fazla okuma
- Mehra, Jagdish ve Milton, Kimball A. (2000) Dağa Tırmanmak: Julian Schwinger'ın bilimsel biyografisi . Oxford Üniversitesi Yayınları.
- Milton, Kimball (2007). "Julian Schwinger: Nükleer Fizik, Radyasyon Laboratuvarı, Renormalize QED, Kaynak Teorisi ve Ötesi". Perspektifte Fizik . 9 (1): 70–114. arXiv : fizik/0610054 . Bibcode : 2007PhP.....9...70M . doi : 10.1007/s00016-007-0326-6 . S2CID 684471 .Gözden geçirilmiş versiyon (2007) "Julian Schwinger: From Nuclear Physics and Quantum Electrodynamics to Source Theory and Beyond," Perspektifte Fizik 9 : 70–114 olarak yayınlandı.
- Schweber, Silvan S. (1994). QED ve Bunu Yapan Adamlar: Dyson, Feynman, Schwinger ve Tomonaga . Princeton Üniversitesi Yayınları. ISBN'si 978-0-691-03327-3.
- Ng, Y. Jack, ed. (1996) Julian Schwinger: Fizikçi, Öğretmen ve Adam . Singapur: Dünya Bilimsel. ISBN 981-02-2531-8 .
- Julian Seymour Schwinger (2000), Kimball A. Milton (ed.), Kuantum mirası: Julian Schwinger'in ufuk açıcı makaleleri , 20. yüzyıl fiziğinde World Scientific serisi, 26 , World Scientific, Bibcode : 2000qlsp.book.....K , ISBN'si 978-981-02-4006-6
Dış bağlantılar
-
Julian Schwinger
, Nobel Konferansı da dahil olmak üzere Nobelprize.org'da , 11 Aralık 1965 Göreli Kuantum Alan Teorisi
- O'Connor, John J .; Robertson, Edmund F. , "Julian Schwinger" , MacTutor Matematik Tarihi arşivi , St Andrews Üniversitesi