Рольф Хагедорн
Рольф Хагедорн | |
|---|---|
 Рольф Хагедорн, 1981 год. | |
| Рожденный | 20 июля 1919 г. |
| Умер | 9 марта 2003 г. (83 года) |
| Национальность | немецкий |
| Альма-матер | Геттингенский университет |
| Известный | температура Хагедорна , статистическая бутстреп-модель , принцип самосогласования в физике высоких энергий |
| Научная карьера | |
| Поля | Теоретическая физика элементарных частиц , Статистическая физика |
| Учреждения | Институт физики Макса Планка , ЦЕРН |
| Докторантура | Ричард Беккер |
Рольф Хагедорн (20 июля 1919 — 9 марта 2003) — немецкий физик-теоретик, работавший в ЦЕРНе . [1] [2] Он известен своей идеей о том, что адронная материя имеет « точку плавления ». [3] температура Хагедорна . В его честь названа [4] [5]
Ранний период жизни
[ редактировать ]Юная жизнь Хагедорна была отмечена потрясениями Второй мировой войны в Европе. Он окончил среднюю школу в 1937 году и был призван в немецкую армию . После начала войны его отправили в Северную Африку в качестве офицера Роммеля Африканского корпуса . Он попал в плен в 1943 году и остаток войны провел в офицерском лагере для военнопленных в США . Большинство заключенных были молоды, и им нечего было делать. Хагедорн и другие основали свой собственный «университет», где учили друг друга всему, что знали. Там Хагедорн столкнулся с помощником Давида Гильберта , который преподавал ему математику. [6]
Стать физиком
[ редактировать ]Когда Хагедорн вернулся домой в январе 1946 года, большинство немецких университетов было разрушено. Благодаря обучению в лагере для военнопленных Кроссвилл, штат Теннесси , он был принят на четвертый семестр в Геттингенский университет — один из немногих оставшихся университетов.
После завершения учебы с обычным дипломом (1950 г.) и докторской степенью (1952 г.) и диссертацией под руководством профессора Рихарда Беккера по термической теории твердого тела, [7] его приняли на постдок в Физический институт Макса Планка (MPI), который в то время все еще находился в Геттингене. Пока он был там, он был среди группы физиков, в которую входили Бруно Зумино , Гарри Леманн , Вольфхарт Циммерманн , Курт Симанзик , Герхард Людерс , Рейнхард Оме , Владимир Глазер и Карл Фридрих фон Вайцзеккер . [6]
Жизнь в ЦЕРН
[ редактировать ]В 1954 году по рекомендации Вернера Гейзенберга, который в то время был директором MPI. [6] — Хагедорн назначил встречу в ЦЕРНе в Женеве , Швейцария . [8] Новую лабораторию собирались создать. [9] Новаторская работа по теории линейных орбит только что была завершена Герхардом Людерсом , который хотел вернуться в Геттинген . В первые годы Хагедорн помогал в разработке ускорителей частиц , в частности, в расчете нелинейных колебаний орбит частиц.
Когда в 1957 году теоретическая группа ЦЕРН приехала в Женеву из Копенгагена , [10] [11] где он находился изначально, к группе присоединился Хагедорн. Хагедорн привнес в Теоретический отдел необычный междисциплинарный опыт, который включал в себя физику элементарных частиц и ядра , а также физику тепла , твердого тела и ускорителей . Когда-то он работал в теоретическом отделе и занимался исключительно статистическими моделями образования частиц. [12]
Работа по производству частиц
[ редактировать ]
Работа Хагедорна началась, когда Бруно Ферретти (тогдашний руководитель отдела теории) попросил его попытаться предсказать выход частиц в столкновениях высоких энергий того времени. Он начал с Франса Церула . Поначалу было мало подсказок, но они максимально использовали « концепцию огненного шара », которая затем была подтверждена исследованиями космических лучей , и использовали ее для предсказания выхода частиц (и, следовательно, вторичных лучей, которые следует ожидать от главного луча, направленного на цель). В результате его исследований был разработан принцип самосогласования .
Многие ключевые ингредиенты, полученные вскоре после этого в результате эксперимента, помогли усовершенствовать подход. Среди них — ограниченный поперечный импульс, с которым рождается подавляющее большинство вторичных частиц. Они демонстрируют экспоненциальное падение по отношению к поперечной массе. Существует также экспоненциальное падение упругого рассеяния под большими углами в зависимости от падающей энергии. Такое экспоненциальное поведение убедительно свидетельствует о тепловом распределении всего, что в конечном итоге выходит из реакции. [13] Основываясь на этом, Хагедорн предложил свою термическую интерпретацию и использовал ее для построения моделей производства, которые оказались удивительно точными при предсказании выхода множества различных типов вторичных частиц. В то время было высказано много возражений, особенно относительно того, что на самом деле могло быть «термализовано» при столкновениях; применение простой статистической механики к образующимся пионам давало неверные результаты, а температура системы, по-видимому, была постоянной, хотя она должна была повышаться с ростом температуры. с падающей энергией или с массой возбужденного огненного шара (согласно закону Больцмана ).
Для энергий столкновений выше примерно 10 ГэВ наивная статистическая модель нуждалась в улучшении.
Температура Хагедорна и статистическая бутстреп-модель (SBM)
[ редактировать ]Увидев результаты экспериментов, Хагедорн изобрел новую теоретическую основу, названную статистической бутстреп-моделью (SBM). [14] [15] [16] [17] [18] [19]
Модель сильных взаимодействий SBM основана на наблюдении, что адроны состоят из адронов в бесконечной цепочке. Это приводит к представлению о последовательности все более и более тяжелых частиц, каждая из которых является возможной составной частью еще более тяжелой, но в то же время сама состоит из более легких частиц. В рамках этой концепции SBM будет постоянно возрастать производство частиц при температуре Хагедорна . [20] Хагедорн представил обширное изложение исторического пути 50-летних исследований в области физики элементарных частиц на своей последней двухчасовой публичной лекции в Дивонне в 1994 году, которая была записана и позже размещена в Интернете. [21] [22] Хагедорн интерпретировал эту предельную температуру, видимую в то время и в поперечном массовом распределении вторичных частиц, как наклон экспоненциального спектра всех сильно взаимодействующих частиц, возникающих в SBM; величина порядка ~150—160 МэВ. [23] [16] [24] [25] [26] Более поздние работы позволили интерпретировать температуру Хагедорна как температуру, при которой адроны плавятся в новую фазу материи — кварк-глюонную плазму. [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33]
Награды и наследие
[ редактировать ]Почетная книга (или festschrift ) была написана профессором Иоганном Рафельски в 2016 году как дань уважения Хагедорну. В книгу вошли статьи современных друзей и коллег Хагедорна: Тамаша Биро, Игоря Дремина, Торлейфа Эриксона , Марека Гадзицки , Марка Горенштейна, Ганса Гутброда, Мориса Якоба , Иштвана Монтвея, Берндта Мюллера , Гражины Одинец, Эмануэле Кверциг , Кшиштофа Редлиха, Хельмута Саца. , Луиджи Серторио, Людвик Турко и Габриэле Венециано .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Эриксон, Торлейф; Рафельски, Иоганн (сентябрь 2003 г.). «Люди: Рольф Хагедорн» . ЦЕРН Курьер . 43 (7): 45.
- ^ Рафельски, Иоганн (2004). «Рольф Хагедорн (1919–2003)» . Журнал физики G: Ядерная физика и физика элементарных частиц . 30 (1). дои : 10.1088/0954-3899/30/1/E02 . ISSN 0954-3899 .
- ^ Эриксон, Торлейф; Рафельски, Иоганн (сентябрь 2003 г.). «Сказка о температуре Хагедорна» . ЦЕРН Курьер . 43 (7): 30–33.
- ^ Питер Тайсон. «Абсолютное горячее» . НОВА . ПБС . Проверено 23 сентября 2009 г.
- ^ Эриксон, Торлейф; Джейкоб, Морис ; Рафельски, Иоганн; Сац, Хельмут (1995), «Дань Рольфу Хагедорну», в Летессье, Жан; Гутброд, Ганс Х.; Рафельски, Иоганн (ред.), Горячая адронная материя , том. 346, Springer США, стр. 1–12, номер документа : 10.1007/978-1-4615-1945-4_1 , ISBN. 978-1-4613-5798-8
- ^ Jump up to: а б с Эриксон, Торлейф (2016). «Рольф Хагедорн: годы, ведущие к TH » . В Рафельски, Иоганн (ред.). Плавление адронов и кипение кварков: от температуры Хагедорна до ультрарелятивистских столкновений тяжелых ионов в ЦЕРНе . Международное издательство Спрингер. стр. 21–26. Бибкод : 2016mhbq.book...21E . дои : 10.1007/978-3-319-17545-4_2 . ISBN 978-3-319-17544-7 .
- ^ Хагедорн, Р. (1952). «Статическая модель титаната бария при комнатной температуре». Журнал физики (PhD) (на немецком языке). 133 (3): 394–421. Бибкод : 1952ZPhy..133..394H . дои : 10.1007/BF01333389 . ISSN 1434-6001 . S2CID 121152950 .
- ^ Кришнасвами, Аллади (2019). Дневник Аллади: Мемуары Аллади Рамакришнана . Всемирная научная. п. 330. ИСБН 978-981-12-0289-6 .
- ^ Криге, Герхард Джон (1985). От временной организации к постоянной ЦЕРН, май 1952 г. — сентябрь 1954 г.; 1, обзор событий . Исследования по истории ЦЕРН: CERN-CHS-14. Женева: ЦЕРН. Женева. Группа по изучению истории.
- ^ Годовой отчет ЦЕРН за 1957 год: Теоретические исследования . Женева: ЦЕРН. 1958. стр. 19–22.
- ^ «Закрытие отдела теоретических исследований ЦЕРН в Копенгагене | timeline.web.cern.ch» . timeline.web.cern.ch . Проверено 24 марта 2020 г.
- ^ Криге, Дж. (1996). История ЦЕРН, III . Эльзевир. п. 304. ИСБН 978-0-08-053403-9 .
- ^ Гроте, Х.; Хагедорн, Рольф; Ранфт, Дж. (1970). Атлас спектров рождения частиц . Женева: ЦЕРН.
- ^ Хагедорн, Рольф (1965). «Статистическая термодинамика сильных взаимодействий при высоких энергиях» . Дополнение к новому сыру . 3 : 147–186.
- ^ Фраучи, Стивен (1971). «Статистическая бутстрап-модель адронов» . Физический обзор D . 3 (11): 2821–2834. Бибкод : 1971PhRvD...3.2821F . дои : 10.1103/PhysRevD.3.2821 . ISSN 0556-2821 .
- ^ Jump up to: а б Хагедорн, Рольф (1971). Термодинамика сильных взаимодействий . ЦЕРН-71-12. ЦЕРН. Женева. Женева: ЦЕРН. п. 70. doi : 10.5170/CERN-1971-012 .
- ^ Хамер, CJ; Фраучи, Южная Каролина (1971). «Определение асимптотических параметров в статистической бутстрап-модели» . Физический обзор D . 4 (7): 2125–2137. Бибкод : 1971PhRvD...4.2125H . дои : 10.1103/PhysRevD.4.2125 . ISSN 0556-2821 .
- ^ Хамер, Кристофер Джон (26 мая 1972 г.). Статистическая бутстреп-модель (PhD). Калифорнийский технологический институт. дои : 10.7907/W6Y3-4E90 .
- ^ Сац, Хельмут (2003), «Состояния сильно взаимодействующей материи» , в Трампетиче, Йосип; Весс, Джулиус (ред.), Физика элементарных частиц в новом тысячелетии , Конспект лекций по физике, том. 616, Springer Berlin Heidelberg, стр. 126–137, doi : 10.1007/3-540-36539-7_10 , ISBN 978-3-540-00711-1
- ^ Хагедорн, Рольф (2016) [1995], «Долгий путь к статистической модели начальной загрузки: 1994», в Рафельски, Иоганн (ред.), Плавление адронов, кипение кварков - от температуры Хагедорна до ультрарелятивистских столкновений тяжелых ионов в CERN , Springer International Publishing, стр. 139–178, Bibcode : 2016mhbq.book..139H , doi : 10.1007/978-3-319-17545-4_17 , ISBN 978-3-319-17544-7
- ^ «Долгий путь к статистической модели начальной загрузки - часть I» на YouTube
- ^ «Долгий путь к статистической модели начальной загрузки - часть II» на YouTube
- ^ Хагедорн, Р. (1968). «Адронная материя вблизи точки кипения» . Иль Нуово Чименто А. 56 (4): 1027–1057. Бибкод : 1968NCimA..56.1027H . дои : 10.1007/BF02751614 . ISSN 0369-3546 . S2CID 119545565 .
- ^ Зац, Хельмут (2012), «Пределы адронной физики», Экстремальные состояния материи в физике сильных взаимодействий , Конспект лекций по физике, том. 841, Springer Berlin Heidelberg, стр. 29–43, doi : 10.1007/978-3-642-23908-3_3 , ISBN 978-3-642-23907-6
- ^ Джордж, Томас Ф.; Арнольдус, Хенк Ф. (2003). Теоретическая физика 2002 . Издательство Нова. стр. 134–136. ISBN 978-1-59033-722-6 .
- ^ Зац, Хельмут (2013), «Кварковая материя», Ultimate Horizons , The Frontiers Collection, Springer Berlin Heidelberg, стр. 103–124, doi : 10.1007/978-3-642-41657-6_6 , ISBN 978-3-642-41656-9
- ^ Кабиббо, Н.; Паризи, Г. (1975). «Экспоненциальный адронный спектр и освобождение кварков». Буквы по физике Б. 59 (1): 67–69. Бибкод : 1975PhLB...59...67C . дои : 10.1016/0370-2693(75)90158-6 .
- ^ Хагедорн, Р.; Рафельски, Дж. (1980). «Горячая адронная материя и ядерные столкновения» . Буквы по физике Б. 97 (1): 136–142. Бибкод : 1980PhLB...97..136H . дои : 10.1016/0370-2693(80)90566-3 .
- ^ Сац, Х. (1981). Статистическая механика кварков и адронов: материалы международного симпозиума, состоявшегося в Университете Билефельда, ФРГ, 24-31 августа 1980 г. Северная Голландия. ISBN 978-0-444-86227-3 .
- ^ «Новое состояние материи, созданное в ЦЕРН» . ЦЕРН . 10 февраля 2000 г. Проверено 25 марта 2020 г.
- ^ « Идеальная жидкость, достаточно горячая, чтобы быть творожным супом» . Брукхейвенская национальная лаборатория . 15 февраля 2010 года . Проверено 25 марта 2020 г.
- ^ Рафельски, Иоганн (2015). «Плавление адронов, кипение кварков». Европейский физический журнал А. 51 (9): 114. arXiv : 1508.03260 . Бибкод : 2015EPJA...51..114R . дои : 10.1140/epja/i2015-15114-0 . ISSN 1434-6001 . S2CID 119191818 .
- ^ Вайнер, Ричард М. (2008). Аналогии в физике и жизни: Научная автобиография . Всемирная научная. стр. 123–128. дои : 10.1142/6350 . ISBN 978-981-279-082-8 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]| Международный | |
|---|---|
| Национальный | |
| академики | |
| Люди | |
| Другой | |
