Murray Gell-Mann - Polski Serwis Naukowy

Murray Gell-Mann

Murray Gell-Mann (ur. 15 września 1929 w Nowym Jorku) – amerykański fizyk teoretyk, laureat nagrody Nobla w dziedzinie fizyki z 1969 roku.

Od 1955 profesor California Institute of Technology w Pasadenie (Caltech – Politechnika Kalifornijska). Członek Narodowej Akademii Nauk w Waszyngtonie. Autor prac z zakresu teorii cząstek elementarnych. W 1953, niezależnie od K. Nishijimy, wprowadził liczbę kwantową – dziwność. Przewidział istnienie cząstki hiperonu Ω. W 1961 wprowadził symetrię unitarną. W 1964 zaproponował hipotezę istnienia kwarków (niezależnie od G. Zweiga). W 1969 otrzymał Nagrodę Nobla za całościowy wkład i odkrycia dotyczące klasyfikacji cząstek elementarnych i oddziaływań zachodzących pomiędzy nimi.

Stany Zjednoczone, Stany Zjednoczone Ameryki (ang.: United States, United States of America, US, USA) – państwo w Ameryce Północnej graniczące z Kanadą od północy, Meksykiem od południa, Oceanem Spokojnym od zachodu, Oceanem Arktycznym od północnego zachodu, Oceanem Atlantyckim od wschodu.
Pojęcie liczby kwantowej pojawiło się w fizyce wraz z odkryciem mechaniki kwantowej. Okazało się, że właściwie wszystkie wielkości fizyczne mierzone w mikroświecie atomów i cząsteczek podlegają zjawisku kwantowania, tzn. mogą przyjmować tylko pewne ściśle określone wartości. Na przykład elektrony w atomie znajdują się na ściśle określonych orbitach i mogą znajdować się tylko tam, z dokładnością określoną przez zasadę nieoznaczoności. Z drugiej strony każdej orbicie odpowiada pewna energia. Bliższe badania pokazały, że w podobny sposób zachowują się także inne wielkości np. pęd, moment pędu czy moment magnetyczny (kwantowaniu podlega tu nie tylko wartość, ale i położenie wektora w przestrzeni albo jego rzutu na wybraną oś). Wobec takiego stanu rzeczy naturalnym pomysłem było po prostu ponumerowanie wszystkich możliwych wartości np. energii czy momentu pędu. Te numery to właśnie liczby kwantowe.

Życiorys

Gell-Mann urodził się w Nowym Jorku, w dzielnicy Lower East Side, tradycyjnie zamieszkiwanej przez emigrantów, w żydowskiej rodzinie emigrantów z Czerniowców.[1]

Gell-Mann szybko okazał się być cudownym dzieckiem. Po ukończeniu z mianem prymusa najstarszej w USA prywatnej szkoły Columbia Grammar and Preparatory School, piętnastoletni Gell-Mann kierując się młodzieńczą ciekawością i zamiłowaniem do przyrody rozpoczął studia na Uniwersytecie Yale, który ukończył w roku 1948. W roku 1951 na Politechnice w Massachusetts uzyskał tytuł doktora fizyki. W wieku dwudziestu trzech lat, Gell-Mann zaczął publikować swoje prace, dotyczące cząstek elementarnych, czym rozpoczął wielką i znamienną w skutkach rewolucję w dziedzinie fizyki.

Hiperony (z gr. hyper "ponad") – grupa ciężkich cząstek (barionów), zawierających przynajmniej jeden kwark dziwny (s). Zaliczane są w związku z tym do cząstek dziwnych.
Fizyka teoretyczna – sposób uprawiania fizyki polegający na matematycznym opisie praw przyrody, tworzeniu i rozwijaniu teorii, z których wnioski mogą być sprawdzone doświadczalnie. Przykładem jest fizyka matematyczna opisująca zjawiska i teorie fizyczne korzystając z rozwiniętej aksjomatyki matematycznej i obiektów zdefiniowanych w podobny sposób, jak np. rozmaitości.

Jego teoretyczne prace pomogły w zrozumieniu i sklasyfikowaniu odkrytych w latach późniejszych cząstek elementarnych, nazwanych kaonami i hiperonami. Sklasyfikowanie tych cząstek doprowadziło w konsekwencji do wysnucia pomysłu nowej liczby kwantowej, nazwanej dziwnością. Jednym z wielkich sukcesów Gell-Manna jest także formuła Gell-Manna-Nishijimy, która została zaproponowana na podstawie wyników doświadczalnych, a następnie potwierdzona i wyjaśniona po wprowadzeniu teorii kwarków. Wiele aspektów dotyczących fizyki kaonów i hiperonów Gell-Mann wyjaśnił wspólnie z Abrahamem Pais'em.

Instytut Santa Fe (SFI) - placówka naukowo badawcza w Santa Fe, w Nowym Meksyku, USA, stworzona w 1984 r. celem badania systemów złożonych. Założyciele: George Cowan, David Pines, Stirling Colgate, Murray Gell-Mann, Nick Metropolis, Herb Anderson, Peter A. Carruthers oraz Richard Slansky. Wszyscy poza D. Pinesem oraz M. Gell-Mannem byli naukowcami Los Alamos National Laboratory.
Waszyngton, D.C., formalnie Dystrykt Kolumbii (ang. Washington, D.C. /ˈwɒʃɪŋtən ˌdiːˈsiː/, District of Columbia), potocznie nazywany Waszyngtonem, Dystryktem lub po prostu D.C. – założona 16 lipca 1790 stolica Stanów Zjednoczonych.

Murray Gell-Mann w trakcie wykładu, 2007

Praca Gell-Manna (i K. Nishijimy) przyniosła również efekt w 1961 roku, a było to usystematyzowanie i sklasyfikowanie cząstek elementarnych, nazywanych hadronami (podobną statystykę w mniej więcej tym samym czasie zaprezentował Yuval Ne'eman). Obecnie pomocna w wyjaśnieniu tej klasyfikacji jest teoria istnienia kwarków.

Formuła Gell-Manna-Nishijimy to równanie, które opisuje własności hadronów, łącząc liczby kwantowe, czyli liczbę barionową B, dziwność S i izospin Iz z ładunkiem elektrycznym Q. Formuła przedstawia się w następujący sposób:
Kwark – cząstka elementarna, fermion, posiadający ładunek koloru (czyli podlegający oddziaływaniom silnym). Według obecnej wiedzy cząstki elementarne będące składnikami materii można podzielić na dwie grupy. Pierwszą grupę stanowią kwarki, drugą grupą są leptony. Każda z tych grup zawiera po sześć cząstek oraz ich antycząstki. Istnieje więc sześć rodzajów kwarków oraz odpowiednio sześć rodzajów ich antycząstek – antykwarków.

Stworzonej przez siebie klasyfikacji Gell-Mann zaproponował w 1961 r. nazwę Ścieżka ośmiokrotna, a powodem tego był fakt, iż w jego klasyfikacji było dokładnie osiem cząstek. (W istocie taki sam schemat został zaproponowany w tym samym czasie niezależnie przez Yuvala Neemana z Imperial College w Londynie).

Gell-Mann, i niezależnie George Zweig, w roku 1964 wysunęli hipotezę istnienia kwarków, czyli cząstek, z których zbudowane są hadrony. Ostatecznie przyjęła się nazwa kwarki (choć G. Zweig zaproponował swoją nazwę - "asy"), którą zaproponował Gell-Mann. Słowo "quark" wyczytał on w zdaniu "Three quarks for Muster Mark!" w powieści Finnegans Wake autorstwa Jamesa Joyce'a. Teoria istnienia kwarków choć na początku była niechętnie przyjmowana, została ostatecznie uznana.

Enron Creditors Recovery Corporation (dawniej Enron Corporation, NYSE ENE) – amerykańskie przedsiębiorstwo energetyczne z siedzibą w Houston w Teksasie. Pod koniec 2001 roku przedsiębiorstwo ogłosiło bankructwo, po skandalu związanym z fałszowaniem dokumentacji finansowej firmy. Przed ogłoszeniem bankructwa Enron zatrudniał około 22 000 pracowników i był jednym z czołowych światowych przedsiębiorstw branży energetycznej.
Uniwersytet Yale (Yale University) – prywatny uniwersytet w Stanach Zjednoczonych, w mieście New Haven, w stanie Connecticut. Jeden z najbardziej prestiżowych uniwersytetów amerykańskich, należący do tzw. Ligi Bluszczowej (Ivy League). Yale University przoduje m.in. w rankingach kierunków prawniczych.

W roku 1972 Gell-Mann wraz z Haraldem Fritzschem wprowadzili nową liczbę kwantową nazwaną kolorem (lub ładunkiem kolorowym), a w latach późniejszych, wraz z Heinrichem Leutwylerem zaprezentowali pełną teorię chromodynamiki kwantowej QCD.

Gell-Mann i pracujący z nim Richard Feynman jako pierwsi zaproponowali i wyjaśnili zasadę oddziaływania słabego w fizyce. Równolegle z nimi prace prowadziła konkurencyjna grupa badawcza kierowana przez George Sudarshana i Roberta Marshaka.

W latach 90. XX wieku, Gell-Mann zajął się badaniami Systemów złożonych. Wówczas był blisko związany z Instytutem Santa Fe. Owocem jego pracy i zainteresowania tym tematem była napisana przez niego książka popularnonaukowa The Quark and the Jaguar: Adventures in the Simple and the Complex.

Chromodynamika kwantowa (ang. QCD – Quantum Chromo Dynamics) – teoria oddziaływań silnych czyli kwantowa teoria pola opisująca oddziaływanie silne, najsilniejsze z oddziaływań podstawowych.
George Zweig (ur. w roku 1937 w Moskwie, w rodzinie żydowskiej) - fizyk, był początkowo uczniem Richarda Feynmana, lecz z czasem poświęcił się neurobiologii. W roku 1959 ukończył Uniwersytet Michigan, a w roku 1964 Politechnikę Kalifornijską. Wiele lat spędził jako pracownik naukowy prowadząc badania naukowe w amerykańskim Narodowym Laboratorium Los Alamos i Politechnice w Massachusetts. Od roku 2004 zajął się pracą w przemyśle finansowym.

Pisarz George Johnson napisał biografią Gell-Manna, zatytułowaną Strange Beauty: Murray Gell-Mann and the Revolution in 20th-Century Physics.[2]

Murray Gell-Mann jest również kolekcjonerem wschodnioazjatyckich antyków i gorliwym lingwistą.

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)