Институт физики Ракаха
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( февраль 2012 г. ) |
 Институт физики Ракаха | |
Область исследований | Физика |
|---|---|
| Адрес | Кампус Эдмонда Дж. Сафры Гиват Рам , Иерусалим , 9190401 |
Операционное агентство | Еврейский университет Иерусалима |
| Веб-сайт | phys.huji.ac.il |
Институт физики Ракаха ( иврит : מכון רקח לפיסיקה ) — институт Еврейского университета в Иерусалиме , входящий в состав факультета математики и естественных наук кампуса Эдмунда Дж. Сафры в районе Гиват Рам в Иерусалиме . [1]
Институт является центром всех исследований и преподавания в различных областях физики Еврейского университета. К ним относятся астрофизика , физика высоких энергий , квантовая физика , ядерная физика , физика твердого тела , физика лазера и плазмы , биофизика , нелинейная и статистическая физика и нанофизика . В этих областях проводятся как экспериментальные, так и теоретические исследования.
История
[ редактировать ] | В данном разделе размещен текст, написанный в рекламном тоне . ( Август 2023 г. ) |
В 1913 году, еще до открытия Еврейского университета, первые шаги к физическим исследованиям в Иерусалиме сделал Хаим Вейцман . Вейцман, президент Сионистской организации и главная фигура в планировании и основании Еврейского университета, связался с Леонардом Орнштейном , известным физиком из Утрехта , Нидерланды, чтобы подготовить планы физических исследований в будущем университете. После официального открытия университета он на несколько лет стал председателем физической группы, действуя со своего места в Утрехте.В 1923 году, за два года до его официального открытия, Альберт Эйнштейн выступил на горе Скопус , в первом кампусе университета, с докладом о своей теории относительности . Многие считали эту речь вступительной речью Еврейского университета. [2] [3] Эйнштейн, активно поддерживавший основание и развитие Еврейского университета в Иерусалиме с 1919 года и на протяжении всей своей жизни, особенно активно содействовал созданию хорошего физического института. Известный математик Авраам Френкель , входивший в состав правления, а затем занимавший пост декана и ректора университета, приложил большие усилия в поисках отличного физика, который мог бы занять кафедру теоретической физики в Иерусалиме. Он много переписывался с Эйнштейном по этому поводу, ища совета относительно различных возможных кандидатов. [4]
Первым назначенным на эту должность физиком-экспериментатором (в 1928 году) был Шмуэль Самбурский . он проводил Свои эксперименты по атомной спектроскопии во время визитов в лабораторию Орнштейна в Утрехте. В его преподавательские обязанности входило чтение курсов классической экспериментальной физики. В последующие годы он стал известным историком физики.В 1933 году на кафедру экспериментальной физики поступил Эрнст Александер, а через год – Гюнтер Вольфсон. Оба были вынуждены покинуть свои посты в Германии из-за новых расовых законов, несмотря на то, что были там высоко оцененными физиками-экспериментаторами. Оба они внесли значительный вклад в создание экспериментальной инфраструктуры для физических исследований в Иерусалиме. уже известный физик-ядерщик Джордж Плачек В 1934 году на должность в отделе принял . Через несколько месяцев в Иерусалиме он уехал из-за отсутствия экспериментальной базы, которую он считал необходимой для своих исследований.
В 1935–38 годах кафедру теоретической физики предложили нескольким великим физикам. Феликс Блох , Юджин Вигнер и Фриц Лондон серьезно обдумали это предложение, каждый в свою очередь, после того, как им пришлось покинуть свои позиции в Европе. Все они отказались после длительных переговоров по разным личным причинам.Наконец, был назначен Джулио (Йоэль) Рака , молодой профессор из Пизы, Италия. Его высоко рекомендовал его учитель и наставник Энрико Ферми , а также Вольфганг Паули , Нильс Бор и другие. Будучи сионистом, он был полон решимости приехать и преподавать на иврите в Иерусалиме. Он превратил кафедру теоретической физики в Иерусалиме в мировой центр атомной спектроскопии. Он погиб в результате несчастного случая в 1965 году в возрасте 56 лет. Пять лет спустя, в 1970 году, кафедры экспериментальной и теоретической физики были объединены в один новый институт имени Ракаха.
Ранние исследования
[ редактировать ]В серии новаторских работ Рака разработал математические методы, которые сейчас являются учебниками, для расчета спектров сложных атомов. Эта работа проводилась в Иерусалиме в полной научной изоляции в годы Второй мировой войны. В этой работе он впервые применил симметрию и теорию групп для этих вычислений. Теоретическая атомная спектроскопия также была предметом изучения большинства его учеников и посетителей. Однако некоторые из его лучших учеников начали применять его сложные методы в молодой науке ядерной спектроскопии . В Иерусалиме Ниссан Зелдес, ставший мировым экспертом в теории ядерных масс, и Гидеон Ракави. Двое учеников Рака, Амос де-Шалит и Игаль Талми , стали мировыми лидерами в области теоретической ядерной спектроскопии. Они основали отдел ядерной физики в Институте Вейцмана в Реховоте .Как уже упоминалось, экспериментальная физика проводилась с конца 1920-х годов сначала Самбурским в области атомной спектроскопии, затем Александром и Вольфсоном в области атомной спектроскопии. Рентгеновская спектроскопия , кристаллография и оптика .В 1950 году к экспериментальной физике приобщился Уильям Лоу (Зеев Лев), студент Чарльза Таунса в США. Он начал новые области исследований в Иерусалиме. Начав работать с микроволнами, он затем организовал лабораторию магнитно-резонансных исследований. Он также был пионером криогеники и лазерной физики в Иерусалиме. Затем последовал ядерный магнитный резонанс, включая его медицинское применение. Авраам Гальперин и Авраам Мани, двое первых выпускников Рака, начали новые направления исследований в физике твердого тела. Они проводили экспериментальные исследования оптических и электрических свойств изоляторов и полупроводников, а также свойств поверхности твердых тел. Эти области исследований только начали процветать вместе с рождением транзистора. Важным дополнением к экспериментальной группе стал Солли Г. Коэн из Англии. Он присоединился к физике в 1949 году и стал первым ядерным экспериментатором, измеряющим очень долгоживущие радионуклиды, а также чрезвычайно короткоживущие ядерные состояния. В начале шестидесятых годов его интересы сместились к недавно открытому эффекту Мессбауэра, и он основал исследовательскую группу, которая превратила Иерусалим в мировой центр в этой области.
Многие выпускники Института Рака (и предшествовавших ему физических факультетов) стали ведущими профессорами и учёными (в том числе лауреатами Нобелевской премии ) в Израиле и во всём мире.За время своего существования институт посетили многие выдающиеся физики со всего мира. Нильс Бор, Поль Дирак , Вольфганг Паули, Роберт Оппенгеймер , Джон Уиллер и Стивен Хокинг , и это лишь некоторые из них. Среди посетителей были все лауреаты премии Вольфа и большое количество нобелевских лауреатов. [5]
Текущие исследования
[ редактировать ]Текущие исследования в Институте Рака охватывают области астрофизики, физики высоких энергий, ядерной физики, физики конденсированного состояния, статистической физики, нелинейной физики, биофизики, квантовой оптики, квантовой информации и вычислительной нейробиологии.
Физика конденсированного состояния
[ редактировать ]Физика конденсированного состояния в Институте Рака включает в себя как сильные теоретические, так и экспериментальные усилия. Большинство исследований проводится в обширной области физики многих тел, с особым упором на неравновесные явления, эффекты декогеренции и диссипации, изучение низкоразмерных систем и стеклообразных систем, и это лишь некоторые из тем. Другое направление исследований включает статистическую физику, применяемую, например, к реакционно-диффузионным системам, особенно в тех случаях, когда важное влияние оказывают флуктуации.
В области теории используемые методы варьируются от различных теоретико-полевых методов, как точных, так и пертурбативных, до численных методов и точных методов, основанных на теории как классической, так и квантовой интегрируемости. Эти концепции и методы применяются к различным физическим системам, таким как проблемы квантовых примесей (реализованные, например, в квантовых точках), дробный квантовый эффект Холла, одномерные фермионные газы, переходы Андерсона и сверхпроводимость, включая специальные аспекты, связанные с к высокотемпературной сверхпроводимости .
Что касается экспериментов, используя возможности Центра нанонауки и нанотехнологий Харви М. Крюгера , исследователи применяют современные методы измерения и изготовления для изучения физики наноструктур, их применения для квантовой обработки информации, взаимодействия света и материи. , высокотемпературная сверхпроводимость и физика электронных стекол. Говоря более конкретно и суммируя лишь некоторые из направлений исследований, исследователи изучают экситонные жидкости в полупроводниковых наноструктурах, стремясь как к лучшему физическому пониманию их макроскопических свойств квантовой когерентности, так и к возможным будущим применениям в электрооптических устройствах. Джозефсоновские переходы изучаются с целью выявить и оптимизировать условия, которые обеспечивают долгоживущую макроскопическую квантовую когерентность, а также прояснить процессы, которые приводят к шуму и декогеренции. Электронные стекла изучаются, чтобы понять основные механизмы, которые приводят к их особым свойствам, в частности, взаимодействию взаимодействий, беспорядку и неравновесию, а также тому, как они проявляются в транспортных свойствах.
Физика высоких энергий
[ редактировать ]Исследования в области физики высоких энергий (HEP) включают как теорию HEP, так и феноменологию элементарных частиц.
Одно из текущих направлений деятельности группы физики высоких энергий в Институте физики Рака связано с фундаментальными законами природы , затрагивая как квантовую теорию поля , так и общую теорию относительности (гравитацию Эйнштейна), а также геометрию и математику, которые лежат в их основе. Оценка диаграмм Фейнмана лежит в основе вычислительной основы квантовой теории поля, однако, несмотря на значительный прогресс за более чем 70 лет, общая и полная теория не доступна. Исследования группы посвящены этому вопросу. Это направление исследований выросло из подхода к решению проблемы двух тел в гравитации Эйнштейна в постньютоновском пределе с помощью (классической) эффективной теории поля , проблемы, которая важна для обнаружения интерпретации гравитационных волн . В этом подходе диаграммы Фейнмана используются для расчета эффективного действия двух тел.
Второе направление исследований сосредоточено на физике за пределами Стандартной модели электрослабых и сильных взаимодействий. Примеры включают модели нарушения суперсимметрии и его посредничество в суперсимметричных расширениях Стандартной модели с упором на модели, свойства которых могут позволить относительно раннее открытие на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН, модели дополнительных измерений и их потенциальные признаки на БАК. и будущие коллайдеры, а также их внедрение в теорию струн, динамику суперсимметричных теорий и нарушение суперсимметрии, взаимодействие между калибровочной теорией и ее внедрением в конструкции бран в теорию струн, физику черных дыр и раннюю Вселенную в теорию струн. и ее взаимодействие с динамикой бран и калибровочной теорией, например, через соответствие Анти-де-Ситтера/конформной теории поля , а также различные аспекты базовой структуры теории струн.
Третья область исследований касается квантовой запутанности в квантовой теории поля .
Нелинейная и статистическая физика
[ редактировать ]Группа нелинейной и статистической физики проводит обширные теоретические и экспериментальные исследования, пытаясь понять поведение сложных неравновесных систем. Тематика разнообразна и простирается от физики плазмы , лазера и атома до физики материалов и биофизики . Конкретные области исследований включают фундаментальную физику разрушения и фрикционного движения, упругость растущих объектов, теорию больших флуктуаций в системах, далеких от равновесия, теорию и приложения авторезонанса, неравновесную статистическую физику формирования ультракоротких лазерных импульсов и квазиклассическую волновую пакетную теорию полости. /схема квантовой электродинамики и физики холодного атома.
Квантовая информация
[ редактировать ]Квантовая информация исследуется как экспериментально, так и теоретически в институте Рака. Экспериментальные реализации включают атомные, фотонные, полупроводниковые и сверхпроводящие реализации. Запутывание и рождение одиночных фотонов активно исследуются. С теоретической стороны исследуются фундаментальные вопросы запутанности и ее характеристики. Еще одной темой исследований является теория динамического управления ионными ловушками и вакансиями азота в алмазе.
Известные профессора
[ редактировать ]- Натали К. Балабан , биофизика (эксперимент)
- Офер Бихам , статистическая физика, вычислительная физика и биофизика (теория)
- Авишай Декель , астрофизика (теория) физика (теория)
- Барак Кол , физика высоких энергий (теория)
- Цви Пиран , астрофизика (теория))
- Нир Шавив , астрофизика (теория)
- Хаим Сомполинский , нейробиология
- Амри Вандель , астрофизика (теория)
- Ханох Гутфройнд
- Элиэзер Рабинович
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Факультет математики и естественных наук
- ^ Унна, Иссахар, «Происхождение физики в Еврейском университете в Иерусалиме», Physis in Perspective 2, 336 (2000)
- ^ Розенкранц, Зеев, Эйнштейн до Израиля (Принстон, 2011)
- ^ Парзен, Х., Еврейский университет 1925–1935 (Нью-Йорк, 1974).
- ^ Зелдес, Ниссан, «Джулио Рака и теоретическая физика в Иерусалиме», Архивы истории точных наук 63, 289–323 (2009).
