Его открытия углубили понимание основных сил, действующих во Вселенной, и в своей книге «Первые три минуты» он вернул обычных читателей к ее истокам.

blank

Стивен Вайнберг, физик-теоретик, который обнаружил, что две силы Вселенной на самом деле одинаковы, за что ему была присуждена Нобелевская премия, и который помог заложить основу для развития Стандартной модели, теории, которая классифицирует все известные элементарные частицы. во Вселенной, что сделало ее одним из самых важных открытий в физике 20-го века, умер в пятницу в больнице в Остине, штат Техас. Ему было 88.

Его дочь, доктор Элизабет Вайнберг, подтвердила смерть, но не указала причину.

Позиция доктора Вайнберга в физике трудно переоценить.

В 2015 году доктор Брайан Грин, физик-теоретик из Колумбийского университета, пригласил доктора Вайнберга выступить в качестве первого докладчика на новой серии лекций в университете под названием «На плечах гигантов». Представляя своего гостя, доктор Грин рассказал, как в начале 1980-х он работал в I.B.M., когда его пригласили прочитать лекцию в Техасском университете в Остине, где доктор Вайнберг был профессором. Когда он сказал своему начальнику, Джону Коку, пионеру информатики, что доктор Вайнберг будет на выступлении, доктор Кок предупредил его: «Знай, есть нобелевские лауреаты, а есть нобелевские лауреаты». Доктор Вайнберг относился ко второй категории.

Хотя он пользовался уважением, почти трепетом своих коллег за его научные способности и проницательность, он также обладал редкой среди ученых способностью сообщать и объяснять непонятные научные идеи общественности. Он был востребованным оратором и написал несколько популярных книг о науке, в частности «Первые три минуты: современный взгляд на происхождение Вселенной» (1977).

Работа, за которую доктор Вайнберг был удостоен Нобелевской премии, оказала преобразующее влияние на физику, в частности на развитие квантовой механики, которая пытается понять и объяснить, что происходит в субатомном мире.

Во Вселенной есть четыре известных силы: гравитация; электромагнетизм; сильная сила, связывающая ядра атомов вместе; и слабая сила, вызывающая радиоактивный распад. Первые две силы были известны веками, но две другие были открыты только в первые два десятилетия ХХ века.

В течение следующих десятилетий физики изо всех сил пытались найти теорию, которая объяснила бы все силы, или то, что Эйнштейн называл теорией всего. Хотя были значительные открытия, особенно новых частиц с экзотическими названиями, такими как кварки (компоненты протонов и нейтронов в ядре) и лептоны (которые включают электроны, но также и более эзотерические частицы, называемые мюонами и таусом), единой теории или модели так и не удалось достичь.

В 1967 году доктор Вайнберг начал использовать так называемую калибровочную теорию для изучения взаимодействий в слабых силах, которые до того момента не были успешно объяснены.

Калибровочная теория была разработана в 19 веке Джеймсом Клерком Максвеллом, британским физиком, в его основополагающей работе по объяснению электромагнетизма. В 1950-х годах его использовали Роберт Миллс и Чен Нин Ян, американский физик китайского происхождения, позже получивший Нобелевскую премию, для понимания взаимодействия сильных сил.

Но применение доктором Вайнбергом калибровочной теории к слабому взаимодействию вскоре столкнулось с проблемой.

Электромагнетизм. это сила, которая действует на больших расстояниях, но слабая сила действует только на очень коротких расстояниях. меньших, чем ядро ​​атома. В электромагнетизме, когда две частицы, скажем, электроны, сталкиваются, они обмениваются безмассовой нейтральной частицей, называемой фотоном, которая также известна как калибровочный бозон. Если две частицы сталкиваются из-за слабого взаимодействия, калибровочная теория требует. из-за коротких расстояний взаимодействия. чтобы калибровочные бозоны, которыми обмениваются, были массивными и, возможно, электрически заряженными.

READ  Она Жила В Караване, Тренировалась В Asda, Теперь Лорен Уильямс - Серебряный Призер Олимпийских Игр.

К счастью, несколькими годами ранее физики придумали способ генерировать массу калибровочных бозонов, названный механизмом Хиггса. Он был назван в честь Питера Хиггса, британского физика, и предсказал существование ранее неизвестной частицы, ответственной за придание другим частицам их массы. Частице было дано название бозон Хиггса, и ее открытие в 2012 году принесло д-ру Хиггсу и его коллеге Франсуа Энглерту Нобелевскую премию 2013 года.

К единой теории

Используя эту новую идею, доктор Вайнберг смог создать модель, в которой слабые взаимодействия производят массивные, по крайней мере, по атомным стандартам, калибровочные бозонные частицы. Он назвал их W- и Z-бозонами.

Его теория также предсказывала, что при некоторых столкновениях. например, между двумя электрически нейтральными частицами, такими как нейтрон и нейтрино. будет создан нейтральный ток, в отличие от заряженного, что указывает на обмен Z-бозоном.

Доктор Вайнберг предположил, что существует связь между фотоном и бозонами W и Z, предполагая, что они были созданы одной и той же силой. Был сделан вывод, что на очень высоких уровнях энергии электромагнитное и слабое взаимодействия. одно и то же. Это был шаг на пути к единой теории, которую искали физики.

Доктор Вайнберг опубликовал свои открытия в 1967 году в новаторской статье «Модель лептонов» в журнале Physical Review Letters. Статья является одной из самых цитируемых исследовательских работ в истории.

Работая отдельно, д-р Абдус Салам, пакистанский физик-теоретик, пришел к тем же выводам, что и д-р Вайнберг. Их модель стала известна как теория Вайнберга-Салама. Она была революционной не только потому, что предлагала объединение электромагнитных и слабых взаимодействий, но и для создания системы классификации масс и зарядов для всех фундаментальных частиц, тем самым сформировав основу Стандартной модели, которая включает в себя все силы, кроме гравитации.

Существование нейтрального тока было экспериментально подтверждено в 1973 г. Карло Руббиа и Симон ван дер Меер на суперколлайдере ЦЕРН в Швейцарии недалеко от Женевы подтвердили существование бозонов W и Z еще через десять лет. Эта работа принесла доктору Руббиа и доктору ван дер Мееру Нобелевскую премию 1984 года.

Доктор Вайнберг, доктор Салам и доктор Шелдон Ли Глэшоу, школьный одноклассник доктора Вайнберга, решивший критическую проблему с помощью модели Вайнберга-Салама, были совместно удостоены Нобелевской премии 1979 года «за их вклад в теорию. единого слабого и электромагнитного взаимодействия между элементарными частицами ».

Узнав, что доктор Вайнберг умер, Джон Карлос Баэз, физик-теоретик из Калифорнийского университета в Риверсайде, написал в : «Несмотря на все разговоры об объединении, есть несколько примеров. Ньютон объединил земную и небесную гравитацию. яблоки и планеты. Максвелл объединил электричество и магнетизм. Вайнберг, Глэшоу и Салам объединили электромагнетизм и слабое взаимодействие ».

Потрясающие результаты д-ра Вайнберга выходят далеко за рамки его вклада в Стандартную модель.

В середине 1960-х годов, после открытия космического фонового излучения, тепловой сигнатуры, оставшейся от Большого взрыва в начале Вселенной, доктор Вайнберг начал изучать космологию, что привело к его книге «Гравитация и космология» в 1972 году.

READ  Лучшие Кулинарные Курсы И Наборы, Чтобы Занять Детей В Эти Летние Каникулы

Вскоре после этого его пригласили выступить с докладом на эту тему в научном центре бакалавриата в Гарварде. Во время лекции доктор Вайнберг описал эволюцию Вселенной в первые три минуты после Большого взрыва, когда все остыло достаточно для того, чтобы атомные ядра слились вместе. Затем он прокомментировал: «После этого в истории Вселенной не произойдет ничего интересного».

Как все начиналось, объяснения

Эта шутка побудила издателя книги нанять доктора Вайнберга для написания «Первые три минуты», которые приобрели широкую читательскую аудиторию и сделали космологию респектабельной областью для физиков. В своей книге он описал Землю как «крошечную часть чрезвычайно враждебной вселенной» и, как известно, мрачно заключил: «Чем больше вселенная кажется постижимой, тем больше она кажется бессмысленной».

Он написал много других книг, в том числе одну по истории науки «Объяснить мир: открытие современной науки» (2015) и три тома общим объемом 1500 страниц по квантовой теории поля, которая объединяет классическую физику, специальную теорию относительности и квантовая механика. Эта серия широко известна как исчерпывающий текст по этой теме.

Доктор Вилли Фишлер, физик-теоретик, которого доктор Вайнберг нанял на факультет Техасского университета в Остине в 1982 году, сказал, что величайшая работа доктора Вайнберга, возможно, заключалась в разработке эффективной теории поля, которая обеспечивает математический метод. для использования в экспериментах с относительно низкими энергиями для обнаружения эффектов частиц более высоких энергий, которые нельзя увидеть или измерить напрямую. Доктор Фишлер назвал его отцом эффективной теории поля.

Стивен Вайнберг родился в Нью-Йорке 3 мая 1933 года и был единственным ребенком Фредерика и Евы (Израиль) Вайнберг. Его отец был придворной стенографисткой, мать. домохозяйкой.

Как он рассказал Нобелевскому институту в интервью 2001 года, он впервые заинтересовался наукой, когда его двоюродный брат, которому подарили химический набор, передал его ему. Двоюродный брат решил вместо этого заняться боксом. «Возможно, ему следовало остаться в науке». сказал доктор Вайнберг.

Он ходил в Высшую научную школу Бронкса, где Шелдон Ли Глэшоу был среди его одноклассников и друзей. После окончания Корнельского университета в 1954 году он провел год в Институте теоретической физики в Копенгагене, который позже был переименован в Институт Нильса Бора в честь нобелевского лауреата. Доктор Вайнберг вернулся в Соединенные Штаты в 1955 году, чтобы работать над своей докторской диссертацией. в Принстонском университете под руководством Сэма Треймана, известного физика-теоретика.

Доктор Вайнберг работал в Колумбийском университете до 1959 года, а затем в Калифорнийском университете в Беркли до 1966 года, когда он стал лектором в Гарварде и приглашенным профессором в соседнем Массачусетском технологическом институте. до 1969. M.I.T. затем нанял его, но он вернулся в Гарвард в 1973 году, чтобы стать профессором физики Хиггинса, сменив Джулиана Швингера, получившего Нобелевскую премию в 1965 году за свой вклад в понимание физики элементарных частиц. Доктор Вайнберг также был назначен старшим научным сотрудником Смитсоновской астрофизической обсерватории, которая также находится в Кембридже, штат Массачусетс, вместе с Гарвардом и Массачусетским технологическим институтом.

READ  10 Правил Успешной Работы После Того, Как Вы Приступили К Новой Работе - И Чего Вам Никогда Не Следует Делать

Доктор Вайнберг женился на Луизе Гольдвассер в 1954 году; они познакомились еще во время учебы в Корнелле. В 1980 году г-жа Вайнберг поступила в Техасский университет в Остине в качестве профессора права. В течение следующих двух лет она и доктор Вайнберг ездили туда и обратно из Кембриджа, пока доктор Вайнберг завершал свою работу в Гарварде. Он присоединился к своей жене в Техасе в 1982 году, став профессором физики и астрономии, как и в Гарварде.

В рамках своего переезда доктору Вайнбергу было разрешено создать исследовательскую группу высокого уровня по теоретической физике в Техасском университете и нанять для нее профессоров. Он вырос до восьми профессоров и пяти доцентов и считается одним из ведущих центров физических исследований в Соединенных Штатах.

Доктор Фишлер, который продолжает работать с теоретической группой, сказал о докторе Вайнберге: «Он умел рассматривать важные проблемы, но не только то, что было важным, но и то, что можно было решить».

«Космического плана нет»

Доктор Вайнберг, который никогда не уходил на пенсию, продолжал преподавать до весны этого года.

Помимо Нобелевской премии, он получил множество наград и наград, в том числе Национальную медаль науки в 1991 году и медаль Бенджамина Франклина за выдающиеся достижения в науке в 2004 году. Он был избран членом Американской академии искусств и наук и Королевского общества Великобритании. В прошлом году он получил награду в размере 3 миллионов долларов за вклад в фундаментальную физику от фонда Breakthrough Prize Foundation, основанного, в частности, Марком Цукербергом из. Сергеем Брином из Google и Джеком Ма из Alibaba.

Помимо дочери, врача, у него остались жена и внучка.

Доктор Вайнберг выступал против религии, полагая, что она подрывает усилия по поиску и открытию истины. В «Первые три минуты» он писал: «Все, что мы, ученые, можем сделать, чтобы ослабить власть религии, должно быть сделано, и, возможно, в конечном итоге это станет нашим величайшим вкладом в цивилизацию».

В интервью Нобелевскому институту его спросили о его часто цитируемой фразе в конце «первых трех минут»: «Чем больше вселенная кажется постижимой, тем больше она кажется бессмысленной».

«Под этим утверждением я имел в виду то, что в самой природе нет смысла открывать; для нас нет космического плана ». сказал он. «Мы не актеры драмы, которая была написана с нами в главных ролях. Есть законы. мы открываем эти законы. но они безличны, они холодны ».

Он добавил: «Это не совсем счастливый взгляд на человеческую жизнь. Я считаю, что это трагедия, но для физиков это не новость. Многие поэты выражали трагический взгляд на жизнь. что мы находимся здесь без цели, пытаясь определить то, что нам небезразлично ».

Источник