Уильям А. Бардин

Уильям А. Бардин
Рожденный	( 1941-09-15 ) 15 сентября 1941 г. Вашингтон, Пенсильвания
Национальность	Американский
Альма-матер	Корнелльский университет Университет Миннесоты
Известный	Киральная аномалия ; Квантовая хромодинамика ; Конденсат топ-кварка ; Нарушение киральной симметрии .
Научная карьера
Учреждения	Университет Стоуни-Брук , Стэнфордский университет , Институт перспективных исследований , Фермилаб
Докторантура	Стивен Гасиорович

Уильям Аллан Бардин (родился 15 сентября 1941 года в Вашингтоне, штат Пенсильвания ) — американский физик-теоретик, работавший в Национальной ускорительной лаборатории имени Ферми .Он известен своей основополагающей работой покиральная аномалия (теорема Адлера-Бардина), Янга-Миллса и гравитационные аномалии, развитие квантовой хромодинамики и $\Lambda _{\overline {MS}}$ схема, часто используемая в пертурбативный анализ экспериментально наблюдаемых процессов, таких как глубоконеупругое рассеяние , столкновения при высоких энергиях и процессы изменения аромата.

Он также сыграл важную роль в разработке теориидинамическое нарушение электрослабой симметрии посредством конденсатов топ-кварков , что привело к появлению первых составных моделей Хиггса . Его работа по динамике нарушения киральной симметрии связанных состояний тяжелых и легких кварков правильно предсказала аномально долгоживущие резонансы, которые являются партнерами киральной симметрии основных состояний, таких как $D_{s}^{*}(2317)$. Он также разработал аналитический, непертурбативный подход для расчета нелептонных распадов каонов, известный как двойная КХД.

Бардин считается одним из ведущих мировых авторитетов в области квантовой теории поля в ее применении к реальным физическим явлениям.

Биография и семья

После окончания Корнеллского университета в 1962 году Бардин получил степень доктора философии. Получил степень по физике в Университете Миннесоты в 1968 году. После назначения на исследовательскую работу в Университете Стоуни-Брук и Институте перспективных исследований в Принстоне он был доцентом физического факультета Стэнфордского университета . В 1975 году Бардин присоединился к коллективу Национальной ускорительной лаборатории имени Ферми , где занимал должность заведующего отделом теоретической физики.1987–1993 и 1994–1996 годы. С 1993 по 1994 год он возглавлял отдел теоретической физики в лаборатории SSC, прежде чем проект был прекращен актом Конгресса.

Бардин живет в Уорренвилле, штат Иллинойс, со своей женой Мардж, которая работала менеджером отдела образования в Фермилабе. У него двое взрослых детей: Чарльз, бывший научный сотрудник Национального центра атмосферных исследований в Боулдере, штат Колорадо, и Карен, преподававшая химию в средней школе Оук-Парк и Ривер-Форест в Оук-Парке, штат Иллинойс.Он сын физика Джона Бардина. и Джейн Максвелл Бардин.

вклад

Бардин является соавтором теории киральной аномалии , которая имеет основополагающее значение в современной теоретической физике. он разработал Вместе со Стивеном Л. Адлером «теорему о неперенормировке» (известную как теорема Адлера-Бардина). Это доказывает, что коэффициент аномалии не подлежит перенормировке во все порядки теории возмущений, и предвосхищает тот факт, что он связан с топологическими теоремами об индексе.

Бардин, продемонстрировав силу, вычислил полную нетривиальную структуру киральной аномалии. в неабелевых калибровочных теориях Янга-Миллса. Это приводит к различию между «согласованной аномалией» и «ковариантной аномалией».Непротиворечивая аномалия — это определение петлевых интегралов, удовлетворяющее условию «Постоянство Весса-Зуминоусловия" и симметричен между левыми и правыми киральными фермионами в петле Фейнмана.Согласованная аномалия обычно связана с топологией, например, со структурой и полученными коэффициентами.по расчетам Бардина получаетсябыть эквивалентным тому, который генерируется топологическим термином Черна-Саймонса, построенным из полей Янга-Миллса в 5 измерениях.

В этой работе он ввел «контртермин Бардина», который утверждает сохранениевекторный ток в определении контурного интеграла,и помещает аномалию в осевой ток. Это известно как «ковариантная аномалия» иимеет отношение к физике, где векторный ток сохраняется (и возвращается к результату Адлера в КЭД с коэффициентом, увеличенным в 3 раза по сравнению с коэффициентом постоянной аномалии). Эти различия имеют решающее значение для Весс-Зумино-Виттена. термин, который является неотъемлемой частью киральных лагранжианов, описывающих аномальную физику псевдоскаляров и векторных мезонов, и топологические эффекты в калибровочных теориях Янга-Миллса, такие какинстантонная физика в КХД.Вместе с Бруно Зумино Бардин сформулировал теорию гравитационной аномалии.что имеет фундаментальное значение для теории струн.

В творческом отпуске, работая в ЦЕРНе в 1971 году, Бардин сотрудничал с Мюрреем Гелл-Манном , Харальдом Фричем и Генрихом Лейтвайлером . Они рассматривали калибровочную теориювзаимодействий кварков, в которых каждый кварк принадлежит к одной из трех разновидностей, называемых«цвета». Они записали теорию, ныне известную как квантовая хромодинамика. (КХД) и с помощью киральной аномалии установил существование трех цветов кварков по скорости $\pi ^{0}$ разлагаться.

Вместе со своими коллегами Анджеем Бурасом , Деннисом Дьюком и Тайзо Мутой Бардин помог сформулировать теорию возмущений для квантовой хромодинамики , введя систематическую теорию возмущений. $\Lambda _{\overline {MS}}$ Схема теории возмущений на петлевом уровне, часто используемая при анализе процессов КХД в экспериментах при высоких энергиях. Вместе с Бурасом и Жан-Марком Жераром он разработал аналитическую, непертурбативную основу для расчета.нелептонных распадов К-мезонов и ${\overline {K}}K$ смешивание. Этот подход,на основе КХД с большими $-N_{color}$ привело к нескольким результатам,подтверждено численным расчетом решетки 30 лет спустя.Одним из таких результатов является идентификация доминирующей динамики КХД.ответственный за так называемую $\Delta I=1/2$ править в $K\rightarrow \pi \pi$ распадается, давняя головоломка с 1955 года. Вместе с соавторами Шервином Лавом и Чунг Нгок Люнгом Бардин также исследовал теоретические механизмы возникновения нарушения масштаба в квантовой теории поля в сочетании с нарушением киральной симметрии и ролью дилатона.

В начале 1990-х годов стало ясно, что топ-кварк оказался намного тяжелее, чем первоначально предполагалось, и что топ-кварки могут быть сильно связаны на очень коротких расстояниях. Это повысило возможностьчто пары топ-кварков могут образовывать составной бозон Хиггса, что приводит к образованию конденсатов топ-кварков , и новые динамические подходы к нарушению электрослабой симметрии . Теория, разработанная совместно с Кристофером Т. Хиллом и Манфредом Линднером , предсказала тяжелый топ-кварк, управляемый инфракрасной фиксированной точкой (примерно на 20% тяжелее наблюдаемой массы топ-кварка 175 ГэВ), ноон имел тенденцию предсказывать слишком тяжелый бозон Хиггса, почти вдвое превышающий наблюдаемую массу 125 ГэВ. Тем не менее, это была первая составная модель бозона Хиггса, и общая идея остается интригующей.

Бардин и Хилл в 1994 году признали, что тяжелые и легкие мезоны, содержащие тяжелый кварк и легкий антикварк, открывают уникальное окно в киральную динамику одного легкого кварка. Онипоказал, что (спин) ^{паритет} $(0^{-},1^{-})$ основные состояния отделяются от $(0^{+},1^{+})$ партнеров по паритету из-за всеобщего массового разрыва примерно $~\Delta M\approx 350{\text{ MeV,}}~$ лёгких кварков из-за нарушения киральной симметрии . Это правильно предсказало аномально долгоживущий резонанс за десять лет до того, как он был обнаружен коллаборацией BABAR: тот $D_{s}^{*}(2317)$. Дальнейшее развитие теории получили Бардин, Хилл и Эстиа Эйхтен .и были предсказаны различные режимы распада, которые имелиподтверждено экспериментом. Подобные явления следует наблюдать и в $B_{s}$ мезоны и $ccq,bcq,bbq$ (тяжелые-тяжелые-легкие барионы).

Почести

Уильям Бардин был избран членом Американского физического общества в 1984 году. В 1985 году Бардин был награжден стипендией Мемориального фонда Джона С. Гуггенхайма за исследования по применению квантовой теории поля к физике элементарных частиц. Ранее он получил премию старшего научного сотрудника Фонда Александра фон Гумбольдта и стипендию Фонда Альфреда П. Слоана за исследования в области теоретической физики. Бардин был награжден премией Дж. Дж. Сакурая Американского физического общества в 1996 году за свою работу по аномалиям и пертурбативной квантовой хромодинамике. он был избран членом Американской академии искусств и наук. В 1998 году и член Национальной академии наук в 1999 году.

Посещение встреч

• 1971-72: Приглашенный ученый, CERN-TH, Женева, Швейцария.
• 1974: приглашенный ученый, Национальная ускорительная лаборатория имени Ферми.
• 1977: приглашенный ученый, Физический институт Макса Планка, Мюнхен, ФРГ.
• 1985: Посетитель, Научно-исследовательский институт фундаментальной физики, Киото, Япония.
• 1985: Посетитель Академии Синика, Пекин, Китай.
• 1985-86: Посетитель, Институт фундаментальных исследований Тата, Мумбаи, Индия.
• 1986: Посетитель, Технион, Хайфа, Израиль
• 1986: Приглашенный научный сотрудник, Физический институт Макса Планка, Мюнхен, ФРГ.
• 1986: Приглашенный профессор, Парижский университет, Париж, Франция.
• 1997: Приглашенный научный сотрудник, Физический институт Макса Планка, Мюнхен, ФРГ.
• 2007: Приглашенный профессор, Институт теоретической физики Юкава, Киото, Япония.
• 2010: Приглашенный профессор, Университет Валенсии, Валенсия, Испания.
• 2013: Старший доктор-исследователь, Университет Валенсии, Валенсия, Испания.
• 2015: Приглашенный ученый, Университет Валенсии, Валенсия, Испания.

См. также

• Аномалия
• Конденсаты топ-кварков
• Составные модели Хиггса
• Нарушение киральной симметрии

Избранные публикации

• Публикации Бардина доступны в INSPIRE-HEP литературной базе данных [2] .

Внешние ссылки

• Препринты arXiv.org для У. Бардина
• поиск по автору Уильяму Бардину из Google Scholar