Кристофер Т. Хилл

Кристофер Т. Хилл
Рожденный	( 1951-06-19 ) 19 июня 1951 г. Нина, Висконсин
Национальность	Американский
Альма-матер	Массачусетский технологический институт ( BS , MS ) Калифорнийский технологический институт ( доктор философии )
Известный	Инфракрасная неподвижная точка топ -кварка ; Топколор ; Конденсат топ-кварка ; Размерная деконструкция ; Нарушение киральной симметрии в тяжелых и легких мезонах; Теория космических лучей УВЭ; Модель темной материи с мягким бозоном Намбу-Голдстоуна.
Научная карьера
Учреждения	Фермилаб
Диссертация	Скаляры Хиггса и нелептонные слабые взаимодействия   (1977)
Докторантура	Мюррей Гелл-Манн

Кристофер Т. Хилл (родился 19 июня 1951 г.) - американский физик-теоретик из Национальной ускорительной лаборатории Ферми , который работал на бакалавриате по физике в Массачусетском технологическом институте (бакалавр, магистратура, 1972 г.) и аспирантуре в Калифорнийском технологическом институте (доктор философии, 1977 г.). , Мюррей Гелл-Манн ). Доктор философии Хилла. диссертация «Скаляры Хиггса и нелептонные слабые взаимодействия» (1977) содержит одно из первых подробных обсуждений модели двух дублетов Хиггса.и его влияние на слабые взаимодействия. Его работа в основном сосредоточена на новой физике, которую можно исследовать с помощью лабораторных экспериментов или космологии.

является автором Хилл вместе с Уильямом А. Бардином и Манфредом Линднером идеи о том, что бозон Хиггса состоит изтоп- и антитоп-кварков. Это вытекает из концепции топ-кварка инфракрасная фиксированная точка , сХилл предсказал (1981), что топ-кварк будет очень тяжелым, вопрекинаиболее популярным идеям того времени. Прогноз фиксированной точкилежит в пределах 20% наблюдаемой массы топ-кварка (1995). Это подразумеваетчто топ-кварки могут быть сильно связаны за очень короткое время.расстояния и мог образовать составной бозон Хиггса, что привело к образованию конденсатов топ-кварков , верхний цвет , и размерная деконструкция , перенормируемое решеточное описание дополнительных измерений пространства. Исходная модель минимальной верхней конденсации предсказывала, что масса бозона Хиггса будет равнапримерно в два раза превышает наблюдаемое значение 125 ГэВ, но расширениеТеория достигает согласия как с массами бозона Хиггса, так и с массами топ-кварков.Несколько новых тяжелых бозонов Хиггса, таких как скалярное связанное состояние b-кварка, может быть доступен БАКу .

Хилл стал соавтором (вместе с Элизабет Х. Симмонс ) всеобъемлющего обзора сильных динамических теорий и нарушений электрослабой симметрии.это определило многие экспериментальные поиски новой физики на Тэватроне и БАК .

Тяжелые и легкие мезоны содержат тяжелый кварк и легкий антикварк и открывают окно в динамику киральной симметрии одного легкого кварка. Хилл и Бардин показали, что (вращение) ^{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, тот $D_{s0^{+}}^{*}(2317)$ (и теперь подтверждено $D_{s1^{+}}^{*}(2460)$), за десять лет до его открытия, и многочисленные режимы распада, которыеподтверждено экспериментом. Подобные явления следует наблюдать и в $B_{s}$ мезоны и $ccs,bcs,bbs$ (тяжелые-тяжелые-странные барионы).

Хилл внес вклад в теорию топологических взаимодействий и вместе с сотрудникамибыл первым, кто получил полный член Весса-Зумино-Виттена для стандартной модели, описывающей физику киральная аномалия в лагранжианах, включая псевдоскаляры, векторные мезоны со спином 1 и $W^{\pm }$ и $Z^{0}$. Термин WZW требует нетривиального контрчлена для отображения «согласованной» аномалии в «ковариантную» аномалию, какдиктуется сохраняющимися токами стандартной модели. С полным сроком WZW, были обнаружены новые аномальные взаимодействия, такие как $\gamma \omega Z^{0}$ вершина. Это приводит к $\nu +X\rightarrow \nu +\gamma +X$где $X$ является тяжелым ядром и может способствоватьк избыточным фотонам, наблюдаемым в экспериментах с нейтрино низкой энергии. Результат воспроизводит нарушение B+L из-за аномалии в стандартной модели и предсказывает множество других аномальных процессов.Хилл дал вывод коэффициентов непротиворечивых и ковариантных киральных аномалий (четных D) и членов Черна-Саймонса (нечетных D), не прибегая к фермионным петлям: от конструкции монополя Дирака и ее обобщения («Браны Дирака») к более высоким измерениям.

Хилл является создателем космологических моделей темной энергии и темной материи, основанных на псевдобозонах Намбу-Голдстоуна сверхмалой массы, связанных с симметрии масс нейтрино. Он предположил, что космологическая постоянная равнасвязан с массой нейтрино, так как $\Lambda \sim m_{\nu }^{4}$ и разработал современные теории происхождения нуклонов и нейтрино сверхвысоких энергий из реликтов Великого объединения. Он показал, что космическое аксионное поле вызывает эффективный осциллирующий электрический дипольный момент для любого магнита.

В неопубликованном выступлении на Ванкуверском семинаре по квантовой космологии (май 1990 г.)Хилл обсудил возможную роль бозонов Намбу-Голдстоуна в космологии и предположил, что псевдо-бозон Намбу-Голдстоуна может обеспечить «естественный инфлатон».частица, ответственная за космическую инфляцию . Он отметил, что для этого требуется спонтанное нарушение глобальной симметрии, такой как U (1), вблизи масштаба Планка, и явное нарушение симметрии вблизи масштаба Великого объединения. Идея казалась специальной, однако в последующем работа над теориями инвариантов Вейля предложила лучшее обоснование сценария естественной инфляции.связано с физикой масштаба Планка. Хилл сотрудничал с Грэмом Россом и Педро Дж. Феррейрой и сосредоточился на спонтанно нарушенной масштабной симметрии (или симметрии Вейля ), где масштаб гравитации ( планковская масса ) и инфляционная фаза ультраранней Вселенной генерируются вместе как часть единой Вселенной. явление, получившее название «нарушение инерционной симметрии». Нарушение симметрии Вейля происходит потому, что ток Нётера является производной скалярного оператора, называемого «ядром». В течениепериод допланковского расширения, любой сохраняющийся ток должен сместиться в красную сторонук нулю, следовательно, ядро ​​приближается к постоянному значениюкоторая определяет массу Планка и действие Эйнштейна-Гильберта общей теории относительности. Теория находится в хорошем согласии с космологическими наблюдениями.

Хилл вернулся к вопросу о составных скалярах в релятивистской области.теория, развивающая новый аналитический подход к связанным состояниям киральных фермионовпутем обобщения модели Намбу--Ионы-Лазинио на неточечные взаимодействия. Он считает, что самая важная задача программы БАК ЦЕРН состоит в том, чтобы определить, является ли бозон Браута-Энглерта-Хиггсаточечная фундаментальная частица или сложное связанное состояние вблизи шкалы энергий ТэВ. Предыдущий случай может свидетельствовать о какой-то еще не разработанной версии суперсимметрии; последний случай будет подразумевать новую динамику.

Академические должности и награды

• Заслуженный учёный Фермилаб ;
• Заведующий отделом теоретической физики лаборатории Фермилаб (2005 – 2012);
• Приглашенный ученый, ЦЕРН-Т, Женева, Швейцария (1987–1988 годы);
• Член Американского физического общества (избран в 1989 г.);
• Артур Х. Комптон, преподаватель Чикагского университета, весна (1979 г.);
• Приглашенный научный сотрудник Оксфордского университета (1980 г.);
• Профессор физики (адъюнкт), Чикагский университет (1996–2000 гг.);
• научный сотрудник Гамбринуса, Дортмундский университет (2005 г.);
• ван Винтер, преподаватель, Университет Кентукки (2009 г.);
• Приглашенный профессор, Институт корпускулярной физики, Валенсия, Испания (2019)
• Почетный член Университета Висконсина, Мэдисон (с 2024 г. по настоящее время).

Книги и статьи

Хилл написал три популярные книги вместе с нобелевским лауреатом Леоном Ледерманом. о физике и космологии, а также о вводе в эксплуатацию Большого адронного коллайдера .

• Симметрия и прекрасная Вселенная, Кристофер Т. Хилл и Леон М. Ледерман , Prometheus Books (2005) [1]
• Квантовая физика для поэтов, Кристофер Т. Хилл и Леон М. Ледерман , Prometheus Books (2010) [2]
• За пределами частицы Бога, Кристофер Т. Хилл и Леон М. Ледерман , Prometheus Books (2013) [3]
• Профиль Кристофера Т. Хилла в Google Scholar [4]

Внешние ссылки

• Отдел теоретической физики Фермилаб