Жерар т Хофт - Википедия - Gerard t Hooft

Это Голландское имя; то фамилия является 'т Хофт, нет Hooft.
Жерар т Хофт
Жерар Т Хофт.jpg
Ноябрь 2008 г.
Родившийся (1946-07-05) 5 июля 1946 г. (возраст 74)
Ден Хелдер, Нидерланды
Национальностьнидерландский язык
Альма-матерУтрехтский университет
ИзвестенКвантовая теория поля, Квантовая гравитация, Монополь 'т Хофта – Полякова, символ 't Hooft, Оператор 'т Хофта, Голографический принцип, Перенормировка, Размерная регуляризация
НаградыПремия Гейнемана (1979)
Приз Вольфа (1981)
Медаль Лоренца (1986)
Премия Спинозы (1995)
Франклин Медаль (1995)
Нобелевская премия по физике (1999)
Золотая медаль Ломоносова (2010)
Научная карьера
ПоляТеоретическая физика
УчрежденияУтрехтский университет
ДокторантМартинус Дж. Г. Велтман
ДокторантыРобберт Дейкграаф
Герман Верлинде
Макс Веллинг
Стандартная модель из физика элементарных частиц
Стандартная модель элементарных частиц.svg

Герард (Джерард) 'т Хоофт (Нидерландский язык:[ˈƔeːrɑrt ət ˈɦoːft]; родился 5 июля 1946 г.) нидерландский язык физик-теоретик и профессор в Утрехтский университет, Нидерланды. Он поделился 1999 Нобелевская премия по физике со своим научным руководителем Мартинус Дж. Г. Велтман "для выяснения квантовой структуры электрослабые взаимодействия ".

Его работа сосредоточена на калибровочная теория, черные дыры, квантовая гравитация и фундаментальные аспекты квантовой механики. Его вклад в физику включает доказательство того, что калибровочные теории перенормируемый, размерная регуляризация и голографический принцип.

Личная жизнь

Он женат на Альберте Шик (Бетеке) и имеет двух дочерей, Саскию и Эллен.

биография

Ранние годы

Жерар Т Хофт родился в Ден Хелдер 5 июля 1946 года, но вырос в Гаага. Он был средним ребенком в семье из трех человек. Он происходит из семьи ученых. Его двоюродный дедушка был лауреатом Нобелевской премии. Фриц Зернике, а его бабушка была замужем за Питером Николаасом ван Кампеном, профессором зоология в Лейденский университет. Его дядя Нико ван Кампен был (заслуженным) профессором теоретической физики в Утрехтском университете, а его мать вышла замуж за морского инженера.[1] Следуя по стопам своей семьи, он проявил интерес к науке в раннем возрасте. Когда учитель начальных классов спросил его, кем он хочет стать, когда вырастет, он ответил: «Человеком, который знает все».[1]

После начальной школы Джерард посещал лицей Далтона, школу, в которой применялись идеи План Далтона, метод обучения, который ему очень подходил. Он отличился на курсах естествознания и математики. В шестнадцать лет он выиграл серебряную медаль во втором голландском турнире. Математическая олимпиада.[1]

Образование

После того, как в 1964 году Джерард т Хофт сдал экзамены в средней школе, он поступил на физическую программу в Утрехтском университете. Он выбрал Утрехт, а не гораздо более близкий Лейден, потому что его дядя был там профессором, и он хотел посещать его лекции. Поскольку он был так сосредоточен на науке, его отец настоял на том, чтобы он присоединился к Utrechtsch Studenten Corps, студенческой ассоциации, в надежде, что он будет заниматься чем-то еще, помимо учебы. В какой-то степени это сработало, во время учебы он был рулевой со своим гребным клубом «Тритон» и организовали национальный конгресс для студентов естественных наук со своим дискуссионным научным клубом «Christiaan Huygens».

В ходе учебы он решил, что хочет проникнуть в то, что он считал сердцем теоретической физики. элементарные частицы. Его дядя не любил этот предмет и, в частности, его практиков, поэтому, когда в 1968 году пришло время писать его «Doctororaalscriptie» (голландский эквивалент магистерской диссертации), 'т Хоофт обратился к недавно назначенному профессору. Мартинус Вельтман, которые специализировались на Теория Янга – Миллса, относительно второстепенная тема в то время, потому что считалось, что это не может быть перенормированный. Его задачей было изучить Аномалия Адлера – Белла – Джекива, несоответствие теории распада нейтральных пионы; формальные аргументы запрещают распад на фотоны, а практические расчеты и эксперименты показали, что это первичная форма распада. В то время решение проблемы было совершенно неизвестно, и 'т Хоофт не смог его предоставить.

В 1969 году 'т Хоофт начал свою докторскую работу под руководством Мартинуса Велтмана. Он будет работать над тем же предметом, над которым работал Велтман, - перенормировкой теорий Янга – Миллса. В 1971 году была опубликована его первая статья.[2] В нем он показал, как перенормировать безмассовые поля Янга – Миллса, и смог вывести соотношения между амплитудами, которые можно было бы обобщить следующим образом: Андрей Славнов и Джон С. Тейлор, и стал известен как Тождества Славнова – Тейлора.

Мир не обратил на это внимания, но Велтман был взволнован, потому что увидел, что проблема, над которой он работал, решена. Последовал период интенсивного сотрудничества, в течение которого они разработали технику размерная регуляризация. Вскоре к публикации была готова вторая статья 'т Хофта.[3] в котором он показал, что теории Янга – Миллса с массивными полями из-за спонтанного нарушения симметрии могут быть перенормированы. Эта работа принесла им всемирное признание и в конечном итоге принесла им Нобелевскую премию по физике 1999 года.

Эти две статьи легли в основу диссертации 'т Хоофта. Процедура перенормировки полей Янга – Миллса., и он получил кандидат наук степень в 1972 году. В том же году он женился на своей жене Альберте А. Шик, студентке лекарство в Утрехте.[1]

Карьера

Жерар т Хофт в Гарварде

После получения докторской степени 'т Хофт отправился в ЦЕРН в Женеве, где он учился. Далее он усовершенствовал свои методы теорий Янга – Миллса с Велтманом (который вернулся в Женеву). В это время он заинтересовался возможностью того, что сильное взаимодействие может быть описана как безмассовая теория Янга – Миллса, т.е. одна из тех, которые, как он только что доказал, перенормируемы и, следовательно, допускают подробные вычисления и сравнение с экспериментом.

Согласно расчетам 'т Хоофта, этот тип теории обладал как раз правильными масштабными свойствами (асимптотическая свобода ) что эта теория должна иметь согласно глубоконеупругое рассеяние эксперименты. Это противоречило распространенному мнению о Теории Янга – Миллса в то время, как гравитация и электродинамика, их интенсивность должна уменьшаться с увеличением расстояния между взаимодействующими частицами; такое обычное поведение с расстоянием не могло объяснить результаты глубоконеупругого рассеяния, в то время как расчеты 'т Хоофта могли.

Когда 'т Хоофт упомянул свои результаты на небольшой конференции в Марселе в 1972 году, Курт Симанзик призвал его опубликовать этот результат;[1] но 'т Хоофт этого не сделал, и в конечном итоге результат был открыт заново и опубликован Хью Дэвид Политцер, Дэвид Гросс, и Франк Вильчек в 1973 году, что привело к их заработку в 2004 году. Нобелевская премия по физике.[4][5]

В 1974 году 'т Хоофт вернулся в Утрехт, где стал доцентом. В 1976 году его пригласили на должность гостя в Стэнфорд и должность в Гарвард в качестве лектора Морриса Лёба. Его старшая дочь Саския Энн родилась в Бостон, а его вторая дочь, Эллен Марга, родилась в 1978 году после того, как он вернулся в Утрехт, где получил звание профессора.[1] В 1987-1988 учебном году 'т Хоофт провел творческий отпуск на физическом факультете Бостонского университета вместе с Говард Джорджи, Роберт Джаффе и другие, организованные тогдашним новым заведующим кафедрой Лоуренс Сулак.

В 2007 году Т Хофт стал главным редактором журнала Основы физики, где он стремился дистанцировать журнал от споров о Теория ЕЭК.[6] 'т Хоофт занимал эту должность до 2016 года.

1 июля 2011 года он был назначен Заслуженным профессором Утрехтского университета.[7]

Почести

В 1999 году 'т Хоофт разделил Нобелевскую премию по физике со своим научным руководителем Велтманом за «выяснение квантовой структуры электрослабых взаимодействий в физике».[8] До этого его работы уже были отмечены другими заметными наградами. В 1981 году он был награжден Приз Вольфа,[9] возможно, самая престижная премия по физике после Нобелевской премии. Через пять лет он получил Медаль Лоренца присуждается каждые четыре года за выдающийся вклад в теоретическую физику.[10] В 1995 году он был одним из первых получателей Спинозапремие, высшая награда, доступная ученым в Нидерландах.[11] В том же году он был удостоен награды Франклин Медаль.[12] В 2000 году 'т Хофт получил награду Golden Plate Award Американская академия достижений.[13]

После получения Нобелевской премии 'т Хоофт получил множество наград, почетные доктора и почетные профессуры.[14] Он был посвящен в рыцари в Орден Нидерландского льва, и офицер на французском Почетный легион. Астероид 9491 Thooft был назван в его честь,[15] и он написал конституцию для его будущих жителей.[16]

Он является членом Королевская Нидерландская академия искусств и наук (KNAW) с 1982 года,[17] где он стал профессором академии в 2003 году.[18] Он также является иностранным членом многих других академий наук, в том числе французских. Академия наук, Американец Национальная Академия Наук и Американская академия искусств и наук и базирующиеся в Великобритании и Ирландии Институт Физики.[14]

Исследование

Научные интересы 'т Хоофта можно разделить на три основных направления: «калибровочные теории в физике элементарных частиц», «квантовая гравитация и черные дыры» и «фундаментальные аспекты квантовой механики».[19]

Калибровочные теории в физике элементарных частиц

'т Хоофт наиболее известен своим вкладом в развитие калибровочных теорий в физике элементарных частиц. Самым известным из них является доказательство в его докторской диссертации перенормируемости теорий Янга – Миллса, за что он получил Нобелевскую премию по физике 1999 года. Для этого доказательства он ввел (вместе со своим советником Вельтманом) технику размерной регуляризации.

После получения докторской степени он заинтересовался ролью калибровочных теорий в сильном взаимодействии.[1] ведущая теория которой называется квантовая хромодинамика или QCD. Большая часть его исследований была сосредоточена на проблеме ограничение цвета в КХД, т.е. наблюдательный факт, что при низких энергиях наблюдаются только цветные нейтральные частицы. Это привело его к открытию, что СОЛНЦЕ) калибровочные теории упрощаются в большой N предел,[20] факт, который оказался важным при рассмотрении предполагаемых переписка между теории струн в Анти-де Ситтер пространство и конформные теории поля в одном нижнем измерении. Решая теорию в одном пространстве и одном временном измерении, 'т Хоофт смог вывести формулу для масс мезоны.[21]

Он также изучал роль так называемых Немедленное включение вклады в КХД. Его расчет показал, что эти вклады приводят к взаимодействию между световыми кварки при низких энергиях, которых нет в нормальной теории.[22] Изучая инстантонные решения теорий Янга – Миллса, 'т Хоофт обнаружил, что самопроизвольно ломающийся теория с SU (N) -симметрией относительно U (1) симметрия приведет к существованию магнитные монополи.[23] Эти монополи называются Монополи 'т Хофта – Полякова, после Александр Поляков, которые независимо получили такой же результат.[24]

В качестве еще одной части пазла цветного ограничения 'Т Хоофт представил Операторы 'т Хофта, которые являются магнитный двойной из Петли Вильсона.[25] Используя эти операторы, он смог классифицировать различные фазы КХД, составляющих основу Фазовая диаграмма КХД.

В 1986 году он наконец смог показать, что инстантонные вклады решают Аномалия Адлера – Белла – Джекива, тема его кандидатской диссертации.[26]

Квантовая гравитация и черные дыры

Когда Велтман и 'т Хоофт переехали в ЦЕРН после того, как' т Хоофт получил докторскую степень, внимание Велтмана было привлечено к возможности использования их методов размерной регуляризации для проблемы квантования гравитации. Хотя было известно, что пертурбативный квантовая гравитация нельзя было полностью перенормировать, они считали, что важные уроки следует извлечь, изучая формальную перенормировку теории «порядок за порядком». Эта работа будет продолжена Стэнли Дезер и еще один аспирант Велтмана, Питер ван Ньивенхейзен, который позже обнаружил закономерности в перенормировке встречные условия, что привело к открытию супергравитация.[1]

В 1980-х внимание 'т Хофта было привлечено к теме гравитации в трех измерениях пространства-времени. Вместе с Дезером и Джекив он опубликовал в 1984 году статью, описывающую динамику плоского пространства, где единственными локальными степенями свободы были распространяющиеся точечные дефекты.[27] Его внимание возвращалось к этой модели в разные моменты времени, показывая, что Gott пары не вызовет причинность нарушение повременные петли,[28] и показывающий, как можно квантовать модель.[29] Совсем недавно он предложил обобщить эту кусочно-плоскую модель гравитации на четыре измерения пространства-времени.[30]

С Стивен Хокинг открытие Радиация Хокинга из черные дыры, оказалось, что испарение этих объектов нарушает фундаментальное свойство квантовой механики, унитарность. 'т Хоофт отказался принять эту проблему, известную как парадокс информации о черной дыре, и предположил, что это должно быть результатом полуклассической трактовки Хокинга, и что это не должно фигурировать в полной теории квантовой гравитации. Он предположил, что можно было бы изучить некоторые свойства такой теории, если предположить, что такая теория унитарна.

Используя этот подход, он утверждал, что вблизи черной дыры квантовые поля могут быть описаны теорией более низкого измерения.[31] Это привело к появлению голографический принцип им и Леонард Сасскинд.[32]

Фундаментальные аспекты квантовой механики

'т Хоофт имеет "разные взгляды на физическое интерпретация из квантовая теория ".[19] Он считает, что может быть детерминированный объяснение, лежащее в основе квантовой механики.[33] Используя спекулятивную модель, он утверждал, что такая теория может избежать обычных Неравенство Белла аргументы, которые не позволили бы теория скрытых переменных.[34] В 2016 году он опубликовал книжное изложение своих идей.[35] который, по словам 'т Хофта, вызвал неоднозначную реакцию.[36]

Популярные публикации

  • 'т Хоофт, Джерард (2008). Играя с планетами. Дои:10.1142/6702. ISBN  978-981-279-307-2.
  • 'т Хоофт, Джерард (1996). В поисках лучших строительных блоков. Дои:10.1017 / CBO9781107340855. ISBN  9780521550833.
  • 'т Хоофт, Джерард (2014). Время в десятичных степенях. Дои:10.1142/8786. ISBN  978-981-4489-80-5.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час 'т Хоофт, Г. (1999). "Герардус т Хофт - Автобиография". Нобелевская паутина. Получено 2010-10-06.
  2. ^ 'т Хоофт, Г. (1971). «Перенормировка безмассовых полей Янга-Миллса». Ядерная физика B. 33 (1): 173–177. Bibcode:1971НуФБ..33..173Т. Дои:10.1016/0550-3213(71)90395-6.
  3. ^ 'т Хоофт, Г. (1971). "Перенормируемые лагранжианы массивных полей Янга-Миллса". Ядерная физика B. 35 (1): 167–188. Bibcode:1971НуФБ..35..167Т. Дои:10.1016/0550-3213(71)90139-8. HDL:1874/4733.
  4. ^ «Нобелевская премия по физике 2004 г.». Nobel Web. 2004 г.. Получено 2010-10-24.
  5. ^ Политцер, Х. Дэвид (2004). «Дилемма атрибуции» (PDF). Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. Nobel Web. 102 (22): 7789–93. Дои:10.1073 / pnas.0501644102. ЧВК  1142376. PMID  15911758. Получено 2010-10-24.
  6. ^ 'Т Хофт, Джерард (2007). «От редакции». Основы физики. 38 (1): 1–2. Bibcode:2008ФоФ ... 38 .... 1Т. Дои:10.1007 / s10701-007-9187-8. ISSN  0015-9018. S2CID  189843269.
  7. ^ «Профессор д-р Джерард Т Хофт назначен Заслуженным профессором». Утрехтский университет. Архивировано из оригинал на 2012-04-14. Получено 2012-04-19.
  8. ^ «Нобелевская премия по физике 1999 г.». Нобелевская паутина.
  9. ^ "Премия Фонда Вольфа по физике 1981 г.". Фонд Волка. Архивировано из оригинал 27 сентября 2011 г.
  10. ^ "Медаль Лоренца". Лейденский университет.
  11. ^ «Премия НВО Спинозы 1995». Нидерландская организация научных исследований. 3 сентября 2014 г.. Получено 2016-01-30.
  12. ^ "База данных лауреатов Франклина". Институт Франклина. Архивировано из оригинал на 01.06.2010.
  13. ^ "Золотые медали Американской академии достижений". www.achievement.org. Американская академия достижений.
  14. ^ а б "Биографическая справка Жерара т Хофта". Г. т Хоофт.
  15. ^ "Браузер базы данных малого тела JPL". НАСА.
  16. ^ «9491 THOOFT - Конституция и Устав». Дж. Т Хоофт.
  17. ^ "Жерар т Хофт". Королевская Нидерландская академия искусств и наук. Получено 2015-07-17.
  18. ^ «Программа профессоров Академии - 2003». Королевская Нидерландская академия искусств и наук. Архивировано из оригинал на 24.11.2010.
  19. ^ а б 'т Хоофт, Г. "Жерар т Хофт". Получено 2010-10-24.
  20. ^ 'т Хоофт, Г. (1974). «Теория плоских диаграмм для сильных взаимодействий». Ядерная физика B. 72 (3): 461–470. Bibcode:1974НуФБ..72..461Т. Дои:10.1016/0550-3213(74)90154-0.
  21. ^ 'т Хоофт, Г. (1974). «Двумерная модель для мезонов». Ядерная физика B. 75 (3): 461–863. Bibcode:1974НуФБ..75..461Т. Дои:10.1016/0550-3213(74)90088-1.
  22. ^ 'т Хоофт, Г. (1976). «Вычисление квантовых эффектов за счет четырехмерной псевдочастицы». Физический обзор D. 14 (12): 3432–3450. Bibcode:1976ПхРвД..14.3432Т. Дои:10.1103 / PhysRevD.14.3432.
  23. ^ 'т Хоофт, Г. (1974). «Магнитные монополи в унифицированных калибровочных теориях». Ядерная физика B. 79 (2): 276–284. Bibcode:1974НуФБ..79..276Т. Дои:10.1016/0550-3213(74)90486-6. HDL:1874/4686.
  24. ^ Поляков, А. (1974). «Спектр частиц в квантовой теории поля». Журнал экспериментальной и теоретической физики Letters. 20: 194. Bibcode:1974JETPL..20..194P.
  25. ^ 'т Хоофт, Г. (1978). «О фазовом переходе к перманентному удержанию кварков». Ядерная физика B. 138 (1): 1–2. Bibcode:1978НуФБ.138 .... 1Т. Дои:10.1016/0550-3213(78)90153-0.
  26. ^ 'т Хоофт, Г. (1986). «Как инстантоны решают проблему U (1)». Отчеты по физике. 142 (6): 357–712. Bibcode:1986ФР ... 142..357Т. Дои:10.1016/0370-1573(86)90117-1.
  27. ^ Deser, S .; Jackiw, R .; 'т Хоофт, Г. (1984). «Трехмерная гравитация Эйнштейна: Динамика плоского пространства». Анналы физики. 152 (1): 220. Bibcode:1984АнФи.152..220Д. Дои:10.1016 / 0003-4916 (84) 90085-X. HDL:1874/4772.
  28. ^ 'т Хоофт, Г. (1992). «Причинность в (2 + 1) -мерной гравитации». Классическая и квантовая гравитация. 9 (5): 1335–1348. Bibcode:1992CQGra ... 9.1335T. Дои:10.1088/0264-9381/9/5/015. HDL:1874/4627.
  29. ^ 'т Хоофт, Г. (1993). «Каноническое квантование гравитирующих точечных частиц в 2 + 1 измерениях». Классическая и квантовая гравитация. 10 (8): 1653–1664. arXiv:gr-qc / 9305008. Bibcode:1993CQGra..10.1653T. Дои:10.1088/0264-9381/10/8/022. S2CID  119521701.
  30. ^ 'т Хоофт, Г. (2008). «Локально конечная модель гравитации». Основы физики. 38 (8): 733–757. arXiv:0804.0328. Bibcode:2008FoPh ... 38..733T. Дои:10.1007 / s10701-008-9231-3. S2CID  189844967.
  31. ^ Stephens, C. R .; 'т Хоофт, G .; Уайтинг, Б. Ф. (1994). «Испарение черной дыры без потери информации». Классическая и квантовая гравитация. 11 (3): 621–648. arXiv:gr-qc / 9310006. Bibcode:1994CQGra..11..621S. Дои:10.1088/0264-9381/11/3/014. S2CID  15489828.
  32. ^ Сасскинд, Л. (1995). «Мир как голограмма». Журнал математической физики. 36 (11): 6377–6396. arXiv:hep-th / 9409089. Bibcode:1995JMP .... 36.6377S. Дои:10.1063/1.531249. S2CID  17316840.
  33. ^ 'т Хоофт, Г. (2007). «Математическая теория для детерминированной квантовой механики». Journal of Physics: Серия конференций. 67 (1): 012015. arXiv:Quant-ph / 0604008. Bibcode:2007JPhCS..67a2015T. Дои:10.1088/1742-6596/67/1/012015. S2CID  15908445.
  34. ^ Жерар т Хофт (2009). «Запутанные квантовые состояния в локальной детерминистической теории». arXiv:0908.3408 [Quant-ph ].
  35. ^ Жерар т Хофт, 2016, Интерпретация квантовой механики клеточным автоматом, Springer International Publishing, DOI10.1007 / 978-3-319-41285-6, Открытый доступ -[1]
  36. ^ Болдуин, Мелинда (2017-07-11). «Вопросы и ответы: Жерар т Хофт о будущем квантовой механики». Физика сегодня. Дои:10.1063 / pt.6.4.20170711a.

внешняя ссылка