Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Неміс-американдық физик, Нобель сыйлығының лауреаты (1921–2020)
German American physicist, Nobel laureate (1921–2020)
Джек Штайнбергер (туған аты Ханс Якоб Штайнбергер; 25 мамыр 1921 – 12 желтоқсан 2020) – нейтринолармен, материяның элементар құрамдас бөліктері саналатын субатомдық бөлшектермен жұмысымен танымал неміс-американдық физик. Ол 1988 жылы физика саласындағы Нобель сыйлығын Леон М. Ледерман мен Мелвин Шварцпен бірге мюон нейтриносын ашқаны үшін алды. Эксперименталды бөлшектер физигі ретінде Калифорния университетінде (Беркли), Колумбия университетінде (1950–68) және CERN-де (1968–86) қызмет етті. Ол сондай-ақ 1988 жылы АҚШ Ұлттық ғылым медалімен және 1990 жылы Италия ғылым академиясының Маттеуччи медалімен марапатталды.
Jack Steinberger (born Hans Jakob Steinberger; May 25, 1921December 12, 2020) was a German born American physicist noted for his work with neutrinos, the subatomic particles considered to be elementary constituents of matter. He was a recipient of the 1988 Nobel Prize in Physics, along with Leon M. Lederman and Melvin Schwartz, for the discovery of the muon neutrino. Through his career as an experimental particle physicist, he held positions at the University of California, Berkeley, Columbia University (1950–68), and the CERN (1968–86). He was also a recipient of the United States National Medal of Science in 1988, and the Matteucci Medal from the Italian Academy of Sciences in 1990.
Ерте өмір және білім
Штайнбергер 1921 жылы 25 мамырда Бавариядағы Бад-Киссинген қаласында еврей отбасында дүниеге келді. Оны елден шығарып жіберу үшін шаралар қабылданды. Штайнбергер 13 жасында ағасы Гербертпен бірге Атлантика океанын кесіп АҚШ-қа көшіп кетті. АҚШ-тағы еврей қайырымдылық қоғамдары Барнетт Фарроллға оны тәрбиелеуге көмектесті. Штайнбергер Иллинойс штатының Виннетка қаласындағы Нью-Трир қалашығындағы орта мектепте оқыды. 1938 жылы ол ата-анасымен және кіші інісімен қайта қосылды. G.I. Bill бағдарламасының көмегімен 1946 жылы Чикаго университетінде аспирантураға түсіп, Эдвард Теллер мен Энрико Фермиден дәріс алды.
Steinberger was born in the city of Bad Kissingen in Bavaria, Germany, on May 25, 1921 into a Jewish family. to send him out of the country. Steinberger emigrated to the United States at the age of 13, making the trans Atlantic trip with his brother Herbert. Jewish charities in the U. S. arranged for Barnett Farroll to care for him as a foster child. Steinberger attended New Trier Township High School, in Winnetka, Illinois. He was reunited with his parents and younger brother in 1938. With the help of the G. I. Bill, he returned to graduate studies at the University of Chicago in 1946, where he studied under Edward Teller and Enrico Fermi.
Алғашқы зерттеулер
Докторлық дәрежесін алғаннан кейін Штайнбергер Принстон қаласындағы Жоғары оқу институтында бір жыл оқыды. 1949 жылы ол кванттық өріс теориясындағы аномалияларды зерттеуге жол ашқан, нейтралды пионның өмір сүру мерзімін есептеуді жариялады. Принстоннан кейін, 1949 жылы Штайнбергер Берклидегі Калифорния университетінің радиациялық зертханасына барып, онда бейтарап пиондардың өндірілуін және олардың фотондар жұптарына ыдырауын көрсеткен тәжірибе жүргізді. Бұл тәжірибеде 330 МэВ синхротроны және жаңадан ойлап табылған сцинтилляциялық санауыштар қолданылды. Осы және басқа да жетістіктеріне қарамастан, 1950 жылы ол «коммунизмге қарсы ант» деп аталатын антқа қол қоюдан бас тартқаны үшін Берклидегі радиациялық зертханадан кетуге мәжбүр болды. Сұйық сутегі нысанында пиондардың өндірілуін тікелей өлшеу – сол кезде кең таралған құрал емес еді, бірақ пионның спині нөлге тең екенін көрсету үшін қажетті деректерді қамтамасыз етті. Сол нысан нейтралды пиондардың фотонға, электрондарға және позитрондарға салыстырмалы түрде сирек ыдырауын бақылау үшін де пайдаланылды. Бұл тәжірибеге байланысты, зарядталған және бейтарап пиондардың арасындағы масса айырмашылығы сутек ядросындағы протонның теріс пионды ұстауы кезінде пайда болатын нейтралды пиондардың бұрыштық корреляциясына негізделген. Басқа маңызды тәжірибелер нейтралды пиондардың ыдырауындағы электрон-позитрон жұптарының бұрыштық корреляциясын зерттеді және зарядталған пионның электрон мен нейтриноға сирек ыдырауын анықтады; соңғысы сұйық сутегі көпіршік камерасын пайдалануды талап етті.
After receiving his doctorate, Steinberger attended the Institute for Advanced Study in Princeton for a year. In 1949 he published a calculation of the lifetime of the neutral pion, which anticipated the study of anomalies in quantum field theory. Following Princeton, in 1949, Steinberger went to the Radiation Lab at the University of California at Berkeley, where he performed an experiment which demonstrated the production of neutral pions and their decay to photon pairs. This experiment utilized the 330 MeV synchrotron and the newly invented scintillation counters. Despite this and other achievements, he was asked to leave the Radiation Lab at Berkeley in 1950, due to his refusal to sign the so called non Communist Oath. A direct measurement of the production of pions on a liquid hydrogen target, then not a common tool, provided the data needed to show that the pion has spin zero. The same target was used to observe the relatively rare decay of neutral pions to a photon, an electron, and a positron. A related experiment measured the mass difference between the charged and neutral pions based on the angular correlation between the neutral pions produced when the negative pion is captured by the proton in the hydrogen nucleus. Other important experiments studied the angular correlation between electron–positron pairs in neutral pion decays, and established the rare decay of a charged pion to an electron and neutrino; the latter required use of a liquid hydrogen bubble chamber.
Бейтаныс бөлшектерді зерттеу
1954–1955 жылдары Штайнбергер Брукхейвен ұлттық зертханасындағы Космотронда пайдалану үшін 15 см-лік құрылғыны жасап, көпіршік камерасын жетілдіруге үлес қосты. Экспериментте пиондық сәуле арқылы ерекше кварктары бар адрон жұптарын жасау арқылы осы бөлшектердің туындауы мен ыдырауының түсініксіз қасиеттерін анықтауға көмектесті. 1956 жылы ол үш камерамен жабдықталған 30 см-лік камераны қолданып, бейтарап Сигма гиперонын ашты және оның массасын өлшеді. Бұл байқау ерекше кварктың бар екенін болжайтын SU(3) дәмдік симметрияның болуын растау үшін маңызды болды. Әлсіз өзара әрекеттесудің маңызды ерекшелігі – оның паритет симметриясын бұзуы. Бұл ерекшелік көптеген гиперонның спиндері мен паритеттерін өлшеу арқылы анықталды. Штайнбергер және оның әріптестері Брукхейвенде үлкен (75 см) сұйық сутегі көпіршік камераларын және бөлінген адрондық сәулелерді пайдалана отырып, мұндай бірнеше өлшемдерге үлес қосты. Мысалы, Сигма-нөл гиперондары Ламбда-нөл гиперондарына ыдыраған кезде пайда болатын электрон-позитрон жұптарының инвариантты массалық таралуын өлшеу.
During 1954–1955, Steinberger contributed to the development of the bubble chamber with the construction of a 15 cm device for use with the Cosmotron at Brookhaven National Laboratory. The experiment used a pion beam to produce pairs of hadrons with strange quarks to elucidate the puzzling production and decay properties of these particles. In 1956, he used a 30 cm chamber outfitted with three cameras to discover the neutral Sigma hyperon and measure its mass. This observation was important for confirming the existence of the SU(3) flavor symmetry which hypothesizes the existence of the strange quark. An important characteristic of the weak interaction is its violation of parity symmetry. This characteristic was established through the measurement of the spins and parities of many hyperons. Steinberger and his collaborators contributed several such measurements using large (75 cm) liquid hydrogen bubble chambers and separated hadron beams at Brookhaven. One example is the measurement of the invariant mass distribution of electron–positron pairs produced in the decay of Sigma zero hyperons to Lambda zero hyperons.
Нейтринолар мен әлсіз бейтарап тоқ
1960 жылдары әлсіз өзара әрекеттесуді зерттеудегі назар ерекше бөлшектерден нейтриноларға ауыстырылды. Леон Ледерман, Штайнбергер және Шварц Невис зертханасында үлкен шығыршық камераларын (spark chambers) құрастырып, 1961 жылы оларды зарядталған пиондар мен каондардың ыдырауы кезінде мюондармен бірге пайда болатын нейтриноларға ұшыратты. Олар Брукхейвендегі ауыспалы градиенттік синхротронды (AGS) қолданып, мюондардың пайда болғанын, бірақ электрондардың пайда болмағанын көрсететін көптеген нақты оқиғаларды тіркеді. Осы нәтиже үшін олар 1988 жылы Нобель сыйлығын алды, бұл нәтиже бета-ыдырау кезінде пайда болатын нейтринодан өзгеше мюонға байланысты нейтриноның бар екенін дәлелдеді.
In the 1960s, the emphasis in the study of the weak interaction shifted from strange particles to neutrinos. Leon Lederman, Steinberger and Schwartz built large spark chambers at Nevis Labs and exposed them in 1961 to neutrinos produced in association with muons in the decays of charged pions and kaons. They used the Alternating Gradient Synchrotron (AGS) at Brookhaven, and obtained a number of convincing events in which muons were produced, but no electrons. This result, for which they received the Nobel Prize in 1988, proved the existence of a type of neutrino associated with the muon, distinct from the neutrino produced in beta decay.
CP бұзушылықты зерттеу
CP бұзылуы (жүк конъюгациясы және паритет) 1964 жылы бейтарап каон жүйесінде анықталды. Штайнбергер CP бұзылуының дәрежесін сипаттайтын феноменологиялық параметр эпсилонды (ε) интерференциялық құбылыстарда өлшеуге болатынын түсінді (CP бұзылуына қараңыз). Карло Руббиямен бірлесіп, ол 1965 жылы CERN-де демалыста жүрген кезінде күтілгендей интерференциялық эффектіні нақты көрсеткен, сондай-ақ қысқа және ұзақ өмір сүретін бейтарап каондардың массаларының айырмашылығын дәл өлшеген эксперимент жүргізді. АҚШ-қа оралғаннан кейін Штайнбергер Брукхейвенде бейтарап каондардың жартылай лептондық ыдырауында CP бұзылуын байқау үшін эксперимент өткізді. Заряд асимметриясы тікелей эпсилон параметрімен байланысты, осылайша ол дәл өлшенді. Бұл эксперимент эпсилонның фазасын анықтауға және CPT табиғаттың жақсы симметриясы екенін растауға мүмкіндік берді.
The CP violation (charge conjugation and parity) was established in the neutral kaon system in 1964. Steinberger recognized that the phenomenological parameter epsilon (ε) which quantifies the degree of CP violation could be measured in interference phenomena (See CP violation). In collaboration with Carlo Rubbia, he performed an experiment while on sabbatical at CERN during 1965 which demonstrated robustly the expected interference effect, and also measured precisely the difference in mass of the short lived and long lived neutral kaon masses. Back in the United States, Steinberger conducted an experiment at Brookhaven to observe CP violation in the semi leptonic decays of neutral kaons. The charge asymmetry relates directly to the epsilon parameter, which was thereby measured precisely. This experiment also allowed the deduction of the phase of epsilon, and confirmed that CPT is a good symmetry of nature.
Таңдалған жарияланымдар
Штейнбергер, Дж. & A. S. Бишоп. "Жсанды түрде жасалған фотомезондарды санағыштармен анықтау", Калифорния Беркли университетінің Радиациялық зертханасы, АҚШ Энергетика департаменті (алдыңғы агенттік – Атом энергиясы жөніндегі комиссия арқылы), (1950 жылдың 8 наурызы). Штейнбергер, Дж., W. K. H. Панофский & J. Стеллер. "Фотондардың әсерінен бейтарап мезондардың пайда болуына дәлелдер", Калифорния Беркли университетінің Радиациялық зертханасы, АҚШ Энергетика департаменті (алдыңғы агенттік – Атом энергиясы жөніндегі комиссия арқылы), (1950 жылдың сәуір айы). Панофский, В. К. Х., Дж. Штейнбергер & J. Стеллер. "Фотондардың әсерінен бейтарап мезондардың пайда болуына қатысты қосымша нәтижелер", Калифорния Беркли университетінің Радиациялық зертханасы, АҚШ Энергетика департаменті (алдыңғы агенттік – Атом энергиясы жөніндегі комиссия арқылы), (1950 жылдың 1 қазаны). Штейнбергер, Дж. "Ерекше бөлшектердің ыдырауына қатысты тәжірибелік зерттеу", Колумбия университеті, Невис зертханалары, АҚШ Энергетика департаменті (алдыңғы агенттік – Атом энергиясы жөніндегі комиссия арқылы), (1964 жылдың маусымы).
Steinberger, J. & A. S. Bishop. "The Detection of Artificially Produced Photomesons with Counters", Radiation Laboratory, University of California Berkeley, United States Department of Energy (through predecessor agency the Atomic Energy Commission), (March 8, 1950). Steinberger, J., W. K. H. Panofsky & J. Steller. "Evidence for the Production of Neutral Mesons by Photons", Radiation Laboratory, University of California Berkeley, United States Department of Energy (through predecessor agency the Atomic Energy Commission), (April 1950). Panofsky, W. K. H., J. Steinberger & J. Steller. "Further Results on the Production of Neutral Mesons by Photons", Radiation Laboratory, University of California Berkeley, United States Department of Energy (through predecessor agency the Atomic Energy Commission), (October 1, 1950). Steinberger, J. "Experimental Survey of Strange Particle Decays", Columbia University, Nevis Laboratories, United States Department of Energy (through predecessor agency the Atomic Energy Commission), (June 1964).
Жеке өмір
Штайнбергердің Джоан Борегардпен алғашқы некесі ажырасумен аяқталды, содан кейін ол бұрынғы студенті, биолог Синтия Альффқа үйленді. Оның ұлы Нед Штайнбергер бассыз гитаралар мен бастарды шығаратын компанияның негізін қалаушы, ал қызы Джулия Штайнбергер Лозанна университетінде экологиялық экономист. Атеист және гуманист ретінде Штайнбергер Халықаралық гуманизм академиясының гуманистік лауреаты атанды. Өзінің айтуынша, ол теннис, тау шаруасы және желкен спортын ұнататын. 2020 жылдың 12 желтоқсанында Женевадағы үйінде 99 жасында қайтыс болды.
Steinberger's first marriage to Joan Beauregard ended in a divorce, after which he married his former student, biologist Cynthia Alff. His son Ned Steinberger is the founder of the eponymous company for headless guitars and basses, and his daughter Julia Steinberger is an ecological economist at the University of Lausanne. As an atheist and a humanist, Steinberger was a Humanist Laureate in the International Academy of Humanism. In his own words, he is noted to have enjoyed tennis, mountaineering and sailing. He died on December 12, 2020, at his home in Geneva. He was aged 99.