Александр Прока

Александр Прока
Рожденный	( 1897-10-16 ) 16 октября 1897 г. Бухарест , Королевство Румыния
Умер	13 декабря 1955 г. (1955-12-13) (58 лет) Париж , Франция
Национальность	румынский
Гражданство	Румыния Франция
Альма-матер	Политехнический университет Бухареста Университет Париж-Сорбонна
Известный	Уравнения Прока
Награды	Почетный член Румынской академии (избран посмертно в 1990 г.)
Научная карьера
Поля	Теоретическая физика
Диссертация	О релятивистской теории электрона Дирака   (1933 г.)
Докторантура	Луи де Бройль

Александру Прока (16 октября 1897 — 13 декабря 1955) — румынский физик, учился и работал во Франции . Он разработал векторную мезонную теорию ядерных сил и релятивистские квантовые уравнения поля , носящие его имя ( уравнения Прока ), для массивных векторных мезонов со спином 1.

Биография

Он родился в Бухаресте в семье инженера-строителя. Он был одним из выдающихся студентов средней школы Георгия Лазара и Политехнического университета в Бухаресте. Имея очень сильный интерес к теоретической физике, он отправился в Париж, где окончил факультет естественных наук Университета Париж-Сорбонна , получив из рук Марии Кюри диплом бакалавра наук . После этого в 1925 году он работал исследователем/физиком в Радиевом институте в Париже.

Прока стал гражданином Франции в 1931 году. Он защитил докторскую диссертацию. исследования по теоретической физике под руководством нобелевского лауреата Луи де Бройля . В 1933 году он успешно защитил кандидатскую диссертацию. диссертацию на тему «К релятивистской теории электрона Дирака» перед экзаменационной комиссией под председательством нобелевского лауреата Жана Перрена .

В 1939 его пригласили на Сольвеевскую конференцию , которая не состоялась из-за начала Второй мировой войны . Во время войны он некоторое время был старшим инженером Радио Франции . В 1943 году он ненадолго остановился в Португалии , где (заменив Гвидо Бека ) руководил семинаром по теоретической физике, организованным Руем Луишем Гомесом в Центре математических исследований Университета Порту . С 1943 по 1945 год он находился в Соединенном Королевстве по приглашению Королевского общества и Британского Адмиралтейства , чтобы оказать помощь в военных действиях. После этого он вернулся в Париж, где вел семинар по физике элементарных частиц. Он пытался получить кафедру в Сорбонне или Коллеж де Франс , но безуспешно. С 1950 организовал коллоквиум по теоретической физике для CNRS с П. Оже , а в 1951 был представителем Франции в Международном союзе теоретической и прикладной физики .

В 1937 году Прока был избран членом-корреспондентом Румынской академии наук , а в 1990 году он был избран посмертно почётным членом Румынской академии .

Он умер в Париже в 1955 году после двухлетней борьбы с раком гортани .

Научные достижения

В 1929 году Прока стал редактором влиятельного физического журнала Les Annales de l'Institut Henri Poincaré . Затем, в 1934 году, он провел целый год с Эрвином Шредингером в Берлине и на несколько месяцев посетил нобелевского лауреата Нильса Бора в Копенгагене, где он также встретился с Вернером Гейзенбергом и Георгием Гамовым .

Прока стал известен как один из самых влиятельных румынских физиков-теоретиков прошлого века. разработав векторную мезонную теорию ядерных сил в 1936 году, опередив первые сообщения Хидеки Юкавы , который использовал уравнения Прока для векторного мезонного поля в качестве отправной точки. Впоследствии Юкава получил Нобелевскую премию за объяснение ядерных сил с помощью пи-мезонного поля и правильное предсказание существования пиона , первоначально названного Юкавой «мезотроном». Пионы, являющиеся легчайшими мезонами, играют ключевую роль в объяснении свойств сильных ядерных взаимодействий в их нижнем энергетическом диапазоне. В отличие от массивных бозонов со спином 1 в уравнениях Прока, пионы, предсказанные Юкавой, представляют собой бозоны со спином -0, с которыми связаны только скалярные поля. Однако существуют также мезоны со спином 1, подобные тем, которые рассматриваются в уравнениях Прока. Векторные мезоны со спином 1, рассмотренные Прока в 1936—1941 годах, имеют нечетную четность , участвуют в электрослабых взаимодействиях и наблюдались в экспериментах при высоких энергиях только после 1960 года, тогда как пионы, предсказанные теорией Юкавы, экспериментально наблюдались Карл Андерсон Юкавы, в 1937 году с массами, весьма близкими по значению к 100 МэВ, предсказанным теорией пи-мезонов опубликованной в 1935 году; последняя теория рассматривала только массивное скалярное поле как причину ядерных сил, подобных тем, которые можно было бы ожидать в поле пи-мезона.

В области более высоких масс векторные мезоны включают также шарм- и нижние кварки в свою структуру . Спектр тяжелых мезонов посредством радиационных процессов связан с векторными мезонами, которые поэтому играют важную роль в мезонной спектроскопии. Векторные мезоны легких кварков появляются почти в чистых квантовых состояниях .

Уравнения Прока представляют собой уравнения движения типа Эйлера – Лагранжа , которые приводят к условиям калибровочного поля Лоренца : $\partial _{\mu }A^{\mu }=0\!$. По сути, уравнения Прока таковы:

$\Box A^{\nu }-\partial ^{\nu }(\partial _{\mu }A^{\mu })+m^{2}A^{\nu }=j^{\nu }$, где:

$\Box =\left({\frac {1}{c^{2}}}{\frac {\partial ^{2}}{\partial t^{2}}}\right)-\nabla ^{2}$.

Здесь $A^{\mu }$ – 4-потенциал, оператор $\Box$ перед этим потенциалом стоит оператор Даламбера , $j^{\nu }$ — плотность тока, а квадрат оператора наблы (∇) — это оператор Лапласа , ∆. Поскольку это релятивистское уравнение, соглашение Эйнштейна о суммировании предполагается по повторяющимся индексам. 4-потенциал $A^{\nu }$ представляет собой комбинацию скалярного потенциала $\phi$ и 3-векторный потенциал A , полученный из уравнений Максвелла :

$A^{\nu }=\left({\frac {\phi }{c}},\mathbf {A} \right)$

$\mathbf {E} =-\mathbf {\nabla } \phi -{\frac {\partial \mathbf {A} }{\partial t}}$

$\mathbf {B} =\mathbf {\nabla } \times \mathbf {A} .$

В упрощенных обозначениях они принимают вид:

$\partial _{\mu }(\partial ^{\mu }A^{\nu }-\partial ^{\nu }A^{\mu })+\left({\frac {mc}{\hbar }}\right)^{2}A^{\nu }=0$.

Таким образом, уравнения Прока описывают поле массивной частицы со спином -1 массы m с соответствующим полем, распространяющимся со скоростью света c в пространстве-времени Минковского ; такое поле характеризуется действительным вектором A, приводит к релятивистской лагранжевой плотности L. что Формально они могут напоминать уравнение Клейна – Гордона :

${\frac {1}{c^{2}}}{\frac {\partial ^{2}}{\partial t^{2}}}\psi -\nabla ^{2}\psi +{\frac {m^{2}c^{2}}{\hbar ^{2}}}\psi =0$,

но последнее представляет собой скалярное, а не векторное уравнение, которое было выведено для релятивистских электронов , и, следовательно, оно применимо только к фермионам со спином 1/2. Более того, решения уравнения Клейна – Гордона представляют собой релятивистские волновые функции , которые можно представить в виде квантовых плоских волн, если уравнение записано в натуральных единицах:

$-\partial _{t}^{2}\psi +\nabla ^{2}\psi =m^{2}\psi$;

это скалярное уравнение применимо только к релятивистским фермионам, которые подчиняются соотношению энергия-импульс в Альберта Эйнштейна специальной теории относительности . Интуиция Юкавы была основана на таком скалярном уравнении Клейна-Гордона, и нобелевский лауреат Вольфганг Паули писал в 1941 году: «... Юкава предположил, что мезон имеет спин 1 , чтобы объяснить спиновую зависимость силы между протоном и нейтроном. Теорию для этого случая дал Прока».

См. также

• Эйлера – Лагранжа Уравнения движения
• Прока действие
• Векторный мезон
• Уравнение Клейна – Гордона
• релятивистский электрон
• Специальная теория относительности
• Ядерные силы
• Теория Юкавы
• Пешки
• Мезоны
• Кварки

Ссылки

• Поэнару, Дорин Н .; Калборяну, Александру (2006). «Александру Прока (1897–1955) и его уравнение поля массивных векторных бозонов» (PDF) . Новости еврофизики . 37 (5): 24–26. Бибкод : 2006ENews..37e..24P . дои : 10.1051/epn:2006504 .
• Поэнару, Дорин Н. (2005). «Александру Прока (1897–1955) Великий физик». arXiv : физика/0508195 .

Внешние ссылки

• Краткая история IFIN-HH: предшественники Достопочтенный. Акад. Александру Прока (1897–1955) и проф. доктор Хория Хулубей (1896–1972).