Рольф Хагедорн - Rolf Hagedorn

Рольф Хагедорн
Рольф Хагедорн.jpg
Рольф Хагедорн, 1981
Родившийся20 июля 1919 г.
Бармены
Умер9 марта 2003 г. (2003-03-10) (83 года)
Женева
НациональностьНемецкий
Альма-матерГеттингенский университет
ИзвестенТемпература Хагедорна, Статистическая модель начальной загрузки
Научная карьера
ПоляТеоретическая физика элементарных частиц, Статистическая физика
УчрежденияИнститут физики Макса Планка, ЦЕРН
ДокторантРичард Беккер

Рольф Хагедорн (20 июля 1919 г. - 9 марта 2003 г.) Немецкий физик-теоретик кто работал в ЦЕРН.[1][2] Он известен идеей, что адронная материя имеет "температура плавления ".[3] В Температура Хагедорна назван в его честь.[4][5]

Ранние годы

Младшая жизнь Хагедорна была отмечена потрясениями Вторая Мировая Война в Европе. Он окончил среднюю школу в 1937 году и был призван в Немецкая армия. После начала войны его отправили в Северная Африка как офицер в Роммель Африканский корпус. Он попал в плен в 1943 году и провел остаток войны в офицерской службе. лагерь для военнопленных в Соединенные Штаты. Большинство заключенных были молоды и им нечего было делать, Хагедорн и другие основали свой собственный «университет», где учили друг друга всему, что знали. Там Хагедорн столкнулся с помощником Дэвид Гильберт, который научил его математике.[6]

Стать физиком

Когда Хагедорн вернулся домой в январе 1946 года, большинство немецких университетов было разрушено. Из-за его обучения в Кроссвилл, Теннесси лагеря для военнопленных, он был принят на четвертый семестр в Геттингенский университет - один из немногих оставшихся университетов.

После завершения учебы с обычным дипломом (1950 г.) и докторской степенью (1952 г.), защитив диссертацию по Профессор Ричард Беккер по тепловой теории твердого тела[7], он был принят как постдок на Институт физики Макса Планка (MPI), в то время еще в Геттингене. Пока он был там, он был среди группы физиков, в том числе Бруно Зумино, Гарри Леманн, Вольфхарт Циммерманн, Курт Симанзик, Герхард Людерс, Рейнхард Оэме, Владимир Глейзер, и Карл Фридрих фон Вайцзеккер.[6]

Жизнь в ЦЕРНе

В 1954 г. - по рекомендации Вернер Гейзенберг кто был директором MPI в то время[6]- Хагедорн записался на прием в ЦЕРН в Женева, Швейцария.[8] Готовилась новая лаборатория.[9] Новаторская работа по теории линейной орбиты была только что завершена Герхард Людерс, кто хотел вернуться в Гёттинген. В первые годы Хагедорн помогал с ускоритель частиц конструкции, особенно для расчета нелинейный колебания орбит частиц.

Когда теоретическая группа ЦЕРН Женева из Копенгаген в 1957 г.[10][11]Хагедорн присоединился к группе, где он находился сначала. Хагедорн привнес в Теоретический отдел необычный междисциплинарный опыт, в том числе: частица и ядерный а также тепловой, твердое состояние и ускоритель физика. Когда-то входивший в Теоретический отдел, он занимался исключительно статистическими моделями производства частиц.[12]

Производство частиц

Леон Ван Хов и Рольф Хагедорн смотрят результаты на компьютерном терминале в ЦЕРН, 1968.

Работа Хагедорна началась, когда Бруно Ферретти (тогдашний глава Теоретического отдела) попросил его попытаться предсказать выход частиц при столкновениях высоких энергий того времени. Он начал с Франс Церулус. Для начала было мало подсказок, но они сделали лучшее из "концепция огненного шара "который затем был поддержан космический луч изучал и использовал его для прогнозирования выхода частиц (и, следовательно, вторичных лучей, которые следует ожидать от основного луча, направленного на цель). В результате его исследований принцип самосогласованности был развит.

Многие ключевые ингредиенты, полученные вскоре после эксперимента, помогли усовершенствовать подход. Среди них - ограниченный поперечный импульс, с которым случается рождение подавляющего большинства вторичных частиц. Они показывают экспоненциальный падение относительно поперечной массы. Также наблюдается экспоненциальное падение упругое рассеяние под большими углами в зависимости от падающей энергии. Такое экспоненциальное поведение убедительно свидетельствует о тепловом распределении всего, что в конечном итоге выходит из реакции.[13] Основываясь на этом, Хагедорн представил свою термическую интерпретацию и использовал ее для построения моделей добычи, которые оказались чрезвычайно точными при прогнозировании выхода для множества различных типов вторичных частиц. В то время было высказано много возражений, особенно относительно того, что на самом деле могло быть «термализовано» в столкновениях, применяя простую статистическую механику к полученным материалам. пионы дали неверные результаты, и температура системы была, по-видимому, постоянной, хотя она должна была повыситься с падающей энергией или с массой возбужденного огненного шара (согласно Закон Больцмана ).

Для энергий столкновения выше примерно 10 ГэВ наивная статистическая модель нуждалась в улучшении.

Температура Хагедорна и статистическая модель начальной загрузки (SBM)

Увидев экспериментальные результаты, Хагедорн изобрел новую теоретическую основу, названную статистической бутстраповой моделью (SBM).[14][15][16][17][18][19]

Модель сильных взаимодействий SBM основана на наблюдении, что адроны состоят из адронов в бесконечной цепочке. Это приводит к концепции последовательности более тяжелых и более тяжелых частиц, каждая из которых может быть составной частью еще более тяжелой частицы, и в то же время сама состоит из более легких частиц. В рамках этой структуры SBM производство частиц будет постоянно увеличиваться. Температура Хагедорна.[20] Хагедорн представил это обширное изложение исторического пути на протяжении 50 лет исследований в области физики элементарных частиц на своей последней двухчасовой публичной лекции в Дивонне в 1994 году, которая была записана и позже размещена в Интернете.[21][22] Хагедорн интерпретировал эту предельную температуру, видимую в то время также в поперечном распределении масс вторичных частиц, в терминах наклона экспоненциального спектра всех сильно взаимодействующих частиц, появляющихся в SBM; величина порядка ~ 150–160 МэВ.[23][16][24][25][26] Более поздние работы позволили интерпретировать температуру Хагедорна как температуру, при которой адроны плавятся в новую фазу вещества, кварк-глюонная плазма.[27][28][29][30][31][32][33]

Награды и наследие

Почетная книга (или фестивальный сбор ) был написан профессором Иоганн Рафельски в 2016 году как дань уважения Хагедорну. В книгу вошли работы друзей и коллег Хагедорна: Тамаша Биро, Игоря Дремина, Торлейфа Эриксона, Марек Гауджицки, Марк Горенштейн, Ганс Гутброд, Морис Джейкоб, Иштван Монтвей, Берндт Мюллер, Гражина Одынец, Эмануэль Кверчи, Кшиштоф Редлих, Гельмут Сац, Луиджи Серторио, Людвик Турко и Габриэле Венециано.

Рекомендации

  1. ^ Эриксон, Торлейф; Рафельски, Иоганн (Сентябрь 2003 г.). "Люди: Рольф Хагедорн". ЦЕРН Курьер. 43 (7): 45.
  2. ^ Рафельски, Иоганн (2004). "Рольф Хагедорн (1919–2003)". Журнал физики G: Ядерная физика и физика элементарных частиц. 30 (1). Дои:10.1088 / 0954-3899 / 30/1 / E02. ISSN  0954-3899.
  3. ^ Эриксон, Торлейф; Рафельски, Иоганн (Сентябрь 2003 г.). "Сказка о температуре Хагедорна". ЦЕРН Курьер. 43 (7): 30–33.
  4. ^ Питер Тайсон. "Абсолютно горячий". НОВАЯ ЗВЕЗДА. PBS. Получено 2009-09-23.
  5. ^ Эриксон, Торлейф; Джейкоб, Морис; Рафельский, Иоганн; Сац, Хельмут (1995), «Дань Рольфу Хагедорну», Летесье, Жан; Gutbrod, Hans H .; Рафельски, Иоганн (ред.), Горячая адронная материя, 346, Springer, США, стр. 1–12, Дои:10.1007/978-1-4615-1945-4_1, ISBN  978-1-4613-5798-8
  6. ^ а б c Эриксон, Торлейф (2016). "Рольф Хагедорн: годы, ведущие к TЧАС". У Рафельского, Иоганна (ред.). Плавящиеся адроны, кипящие кварки - от температуры Хагедорна до ультрарелятивистских столкновений тяжелых ионов в ЦЕРНе. Издательство Springer International. С. 21–26. Bibcode:2016mhbq.book ... 21E. Дои:10.1007/978-3-319-17545-4_2. ISBN  978-3-319-17544-7.
  7. ^ Хагедорн, Р. (1952). Statisches Modell von Bariumtitanat bei Zimmertemperatur. Zeitschrift für Physik (PhD) (на немецком языке). 133. С. 394–421. Дои:10.1007 / BF01333389. ISSN  1434-6001.
  8. ^ Кришнасвами, Аллади (2019). Дневник Аллади, Мемуары Аллади Рамакришнана. World Scientific. п. 330. ISBN  978-981-12-0289-6.
  9. ^ Криг, Герхард Джон (1985). От временной организации до постоянного ЦЕРН, май 1952 - сентябрь 1954; 1, обзор разработок. Исследования по истории ЦЕРН: CERN-CHS-14. Женева: ЦЕРН. Женева. Группа изучения истории.
  10. ^ Годовой отчет ЦЕРН за 1957 год: теоретические исследования. Женева: ЦЕРН. 1958. С. 19–22.
  11. ^ "Закрытие Отдела теоретических исследований ЦЕРН в Копенгагене | timeline.web.cern.ch". timeline.web.cern.ch. Получено 2020-03-24.
  12. ^ Криге, Дж. (1996). История ЦЕРН, III. Эльзевир. п. 304. ISBN  978-0-08-053403-9.
  13. ^ Grote, H .; Хагедорн, Рольф; Ранфт, Дж. (1970). Атлас спектров образования частиц. Женева: ЦЕРН.
  14. ^ Хагедорн, Рольф (1965). «Статистическая термодинамика сильных взаимодействий при высоких энергиях». Nuovo Cimento, Suppl. 3: 147–186.
  15. ^ Фраучи, Стивен (1971). «Статистическая бутстрап-модель адронов». Физический обзор D. 3 (11): 2821–2834. Bibcode:1971ПхРвД ... 3.2821Ф. Дои:10.1103 / PhysRevD.3.2821. ISSN  0556-2821.
  16. ^ а б Хагедорн, Рольф (1971). Термодинамика сильных взаимодействий. ЦЕРН-71-12. ЦЕРН. Женева. Женева: ЦЕРН. п. 70. Дои:10.5170 / CERN-1971-012.
  17. ^ Hamer, C.J .; Фраучи, С. К. (1971). «Определение асимптотических параметров в статистической модели начальной загрузки». Физический обзор D. 4 (7): 2125–2137. Bibcode:1971PhRvD ... 4.2125H. Дои:10.1103 / PhysRevD.4.2125. ISSN  0556-2821.
  18. ^ Хамер, Кристофер Джон (26 мая 1972 г.). Статистическая модель бутстрапа (Кандидат наук). Калифорнийский технологический институт. Дои:10.7907 / W6Y3-4E90.
  19. ^ Сац, Хельмут (2003), «Состояния сильно взаимодействующих веществ», в Trampetić, Josip; Весс, Юлиус (ред.), Физика элементарных частиц в новом тысячелетии, Конспект лекций по физике, 616, Springer Berlin Heidelberg, стр. 126–137, Дои:10.1007/3-540-36539-7_10, ISBN  978-3-540-00711-1
  20. ^ Хагедорн, Рольф (2016) [1995], «Долгий путь к статистической модели начальной загрузки: 1994», в Rafelski, Johann (ed.), Плавящиеся адроны, кипящие кварки - от температуры Хагедорна до ультрарелятивистских столкновений тяжелых ионов в ЦЕРНе, Springer International Publishing, стр. 139–178, Bibcode:2016mhbq.book..139H, Дои:10.1007/978-3-319-17545-4_17, ISBN  978-3-319-17544-7
  21. ^ «Долгий путь к статистической модели начальной загрузки - часть I» на YouTube
  22. ^ «Долгий путь к статистической модели начальной загрузки - часть II» на YouTube
  23. ^ Хагедорн, Р. (1968). «Адроновая материя около точки кипения». Il Nuovo Cimento A. 56 (4): 1027–1057. Bibcode:1968NCimA..56.1027H. Дои:10.1007 / BF02751614. ISSN  0369-3546. S2CID  119545565.
  24. ^ Сац, Хельмут (2012), "Пределы физики адронов", Экстремальные состояния вещества в физике сильного взаимодействия, Конспект лекций по физике, 841, Springer Berlin Heidelberg, стр. 29–43, Дои:10.1007/978-3-642-23908-3_3, ISBN  978-3-642-23907-6
  25. ^ Джордж, Томас Ф .; Арнольдус, Хенк Ф. (2003). Теоретическая физика 2002. Nova Publishers. С. 134–136. ISBN  978-1-59033-722-6.
  26. ^ Сац, Хельмут (2013), «Кварковая материя», Ultimate Horizons, Коллекция Frontiers, Springer Berlin Heidelberg, стр. 103–124, Дои:10.1007/978-3-642-41657-6_6, ISBN  978-3-642-41656-9
  27. ^ Cabibbo, N .; Паризи, Г. (1975). «Экспоненциальный адронный спектр и освобождение кварков». Письма по физике B. 59 (1): 67–69. Bibcode:1975ФЛБ ... 59 ... 67С. Дои:10.1016/0370-2693(75)90158-6.
  28. ^ Hagedorn, R .; Рафельски, Дж. (1980). «Горячая адронная материя и ядерные столкновения». Письма по физике B. 97 (1): 136–142. Bibcode:1980ФЛБ ... 97..136Н. Дои:10.1016/0370-2693(80)90566-3.
  29. ^ Сац, Х. (1981). Статистическая механика кварков и адронов: материалы международного симпозиума, проходившего в Университете Билефельда, F.R.G., 24-31 августа 1980 г.. Северная Голландия. ISBN  978-0-444-86227-3.
  30. ^ «Новое состояние материи создано в ЦЕРНе». ЦЕРН. 10 февраля 2000 г.. Получено 2020-03-25.
  31. ^ "'Идеальная жидкость, достаточно острая, чтобы быть творожным супом ». Брукхейвенская национальная лаборатория. 15 февраля 2010 г.. Получено 2020-03-25.
  32. ^ Рафельский, Иоганн (2015). «Плавящиеся адроны, кипящие кварки». Европейский физический журнал A. 51 (9): 114. arXiv:1508.03260. Bibcode:2015EPJA ... 51..114R. Дои:10.1140 / epja / i2015-15114-0. ISSN  1434-6001. S2CID  119191818.
  33. ^ Вайнер, Ричард М. (2008). Аналогии в физике и жизни: научная автобиография. World Scientific. С. 123–128. Дои:10.1142/6350. ISBN  978-981-279-082-8.

внешняя ссылка