Джеймс Бьоркен

Джеймс Бьоркен
Рожденный	( 1934-06-22 ) 22 июня 1934 г. Чикаго, Иллинойс , США
Национальность	Американский
Альма-матер	Массачусетский технологический институт ( BS ) Стэнфордский университет ( доктор философии )
Известный	Масштабирование Бьоркена Внутрилучевое рассеяние Струйная закалка Совместное предсказание очарования кварка
Награды	Товарищ Патнэма (1954) Премия Хейнемана (1972) Премия Э.О. Лоуренса (1977) Премия Померанчука (2000). Медаль Дирака МЦТФ (2004 г.) Премия Вольфа по физике (2015) EPS Премия в области высоких энергий и физики элементарных частиц (2015)
Научная карьера
Поля	Теоретическая физика
Учреждения	Фермилаб , СЛАК
Докторанты	Джон Когут Дэвисон Сопер Хелен Куинн

Джеймс Дэниэл « Би Джей » Бьоркен (род. 1934) — американский физик-теоретик . он был стипендиатом Патнэма . В 1954 году получил степень бакалавра физики в Массачусетском технологическом институте в 1956 году и докторскую степень в Стэнфордском университете он был приглашенным научным сотрудником в Институте перспективных исследований . в 1959 году . Осенью 1962 года Бьоркен — почетный профессор теоретической группы SLAC в Стэнфордском центре линейных ускорителей и член теоретического отдела Национальной ускорительной лаборатории имени Ферми (1979–1989).

В 2004 году он был награжден медалью Дирака МЦТФ ; а в 2015 году — премия Вольфа по физике и премия EPS по физике высоких энергий и элементарных частиц .

Молодость

Отец Джеймса Бьоркена, Дж. Даниэль Бьоркен, был иммигрантом из Швеции недалеко от озера Сильян . По прибытии в США он изменил свою фамилию с «Бьоркен» на Бьоркен; он переехал в Чикаго, чтобы работать инженером-электриком, где и встретил свою будущую жену Эдит. Джеймс Бьоркен вырос в Чикаго и любил математику, химию, игру на валторне и смотрел команды «Чикаго Кабс» игру на стадионе «Ригли Филд» . После окончания средней школы Восточного штата Мэн в 1952 году он решил поступить в Массачусетский технологический институт (MIT) вместо Чикагского университета . Несмотря на то, что ему предложили дополнительную финансовую помощь для обучения в Чикагском университете, его родители посоветовали ему переехать дальше, чтобы обрести независимость.

В Массачусетском технологическом институте он быстро решил специализироваться на физике; одной из главных причин было удовольствие от лекций, которые читал Ганс Мюллер . Еще одним человеком, оказавшим на него влияние в Массачусетском технологическом институте, был Сидни Дрелл , который стал его наставником. После окончания учебы в 1956 году он поступил в Стэнфордский университет , получил докторскую степень в 1959 году и несколько лет оставался постдокторантом-исследователем.

Работа

В 1968 году Бьоркен обнаружил так называемое светового конуса масштабирование (или масштабирование Бьоркена ), явление глубоконеупругого рассеяния света на сильно взаимодействующих частицах, известных как адроны (такие как протоны и нейтроны ):Экспериментально наблюдаемые адроны при исследовании при высоких энергиях ведут себя как совокупности практически независимых точечных составляющих.

Свойства этих адронов масштабные, то есть они определяются не абсолютной энергией эксперимента, а безразмерными кинематическими величинами, такими как угол рассеяния или отношение энергии к переданному импульсу. Поскольку увеличение энергии подразумевает потенциально улучшенное пространственное разрешение, масштабирование подразумевает независимость от шкалы абсолютного разрешения и, следовательно, фактически точечную подструктуру.

Это наблюдение имело решающее значение для признания кварков реальными элементарными частицами (а не просто удобными теоретическими конструкциями) и привело к созданию теории сильных взаимодействий, известной как квантовая хромодинамика , где она была понята в терминах свойства асимптотической свободы . В картине Бьоркена кварки становятся точечными, наблюдаемыми объектами на очень коротких расстояниях (высокие энергии), короче размера адронов.

Бьоркен также открыл Бьёркена правило сумм . прототипное правило спиновых сумм КХД. что в масштабной области Бьоркена интеграл от спиновой структурной функции протона В нем минус спиновая структурная функция нейтрона пропорционален аксиальному заряду нуклона говорится , . Специально: $\int _{0}^{1}dx(g_{1}^{p}(x)-g_{1}^{n}(x))=g_{A}/6$, где $x$ — масштабирующая переменная Бьоркена, $g_{1}^{p(n)}(x)$ – первая спиновая структурная функция протона (нейтрона), а $g_{A}$ – осевой заряд нуклона, характеризующий β-распад нейтрона . Правило сумм было экспериментально проверено с точностью лучше 10%.

Бьоркен также был одним из первых, кто указал на явление тушения струи при столкновении тяжелых ионов в 1982 году.

Ричард Фейнман впоследствии переформулировал эту концепцию в партонную модель , используемую для понимания кваркового состава адронов при высоких энергиях. Предсказания скейлинга Бьёркена были подтверждены в экспериментах по электророждению в начале 1960-х годов в SLAC , в которых кварки были впервые обнаружены. Общая идея с небольшими логарифмическими модификациями объясняется в квантовой хромодинамике « асимптотической свободой ».

Бьоркен вместе с Сидни Дреллом является соавтором классического сопутствующего учебника по релятивистской квантовой механике и квантовым полям .

Публикации

Книги

• Дж. Д. Бьоркен, С. Дрелл (1964). Релятивистская квантовая механика . МакГроу-Хилл . ISBN  0-07-005493-2 .
• Дж. Д. Бьоркен, С. Дрелл (1965). Релятивистские квантовые поля . МакГроу-Хилл . ISBN  0-07-005494-0 .

Избранные статьи

• Джей Ди Бьоркен (1968). «Современная алгебра на малых расстояниях», в Трудах Международной школы физики, курс XLI Энрико Ферми , изд. Дж. Стейнбергера, Academic Press, Нью-Йорк, стр. 55–81. Онлайн, SLAC-PUB-338
• Джей Ди Бьоркен (1969). «Правила асимптотических сумм при бесконечном импульсе» (PDF) . Физический обзор . 179 (5): 1547–1553. Бибкод : 1969PhRv..179.1547B . дои : 10.1103/PhysRev.179.1547 . ОСТИ   1444603 .

• Джей Ди Бьоркен (1982). «Потери энергии энергичных партонов в кварк-глюонной плазме: возможное возбуждение струй с высоким pT в адроно-адронных столкновениях». ФЕРМИЛАБ-Пуб-82/59-THY .

Полный список статей

INSPIRE-HEP -- Бьоркен

Ссылки

• Стенограмма устного исторического интервью с Джеймсом Бьоркеном 1 апреля 2020 г., Американский институт физики, Библиотека и архив Нильса Бора.
• СЛАК Био
• кинотеатр АПС
• Ву-Ки Тунг, «Масштабирование Бьоркена» в Scholarpedia (2009).
• Премия Вольфа

Внешние ссылки

СМИ, связанные с Джеймсом Бьоркеном, на Викискладе?