Фрэнк Вильчек – американ физигі, 2004 ж. физикадан Нобель сыйлығының лауреаты. Асимптотикалық еркіндік ашқандығы үшін марапатталған. Квант физигі, математик.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Американдық физик және Нобель сыйлығының лауреаты (1951 жылы туған)
American physicist and Nobel laureate (born 1951)
Фрэнк Энтони Вилчек (15 мамыр 1951 жылы туған) – американдық теориялық физик, математик және Нобель сыйлығының лауреаты. Ол Массачусетс технология институтының (МТИ) Герман Фешбах атындағы физика профессоры, Т. Д. Ли институтының негізін қалаушы директоры және Шанхай Цзяо Тонг университетінің (SJTU) Вилчек кванттық орталығының бас ғалымы, Аризона мемлекеттік университетінің (ASU) еңбек сіңірген профессоры және Стокгольм университетінің толық профессоры. Вилчек Дэвид Гросс пен Х. Дэвид Политцермен бірге 2004 жылы "күшті өзара әрекеттесу теориясындағы асимптотикалық еркіндіктің ашылуы үшін" физика саласындағы Нобель сыйлығымен марапатталды. 2022 жылдың мамырында ол табиғаттың негізгі заңдарын зерттегені үшін Темплтон сыйлығын алды, бұл зерттеулер ғаламымды басқаратын күштер туралы біздің түсінігімізді өзгертіп, математикалық сұлулықты бейнелейтін әлемнің шабыттандыратын көрінісін ашты.
Frank Anthony Wilczek ('/v//ɪ//l//tʃ//ɛ//k/ or '/w//ɪ//l//tʃ//ɛ//k/; born May 15, 1951) is an American theoretical physicist, mathematician and Nobel laureate. He is the Herman Feshbach Professor of Physics at the Massachusetts Institute of Technology (MIT), Founding Director of T. D. Lee Institute and Chief Scientist at the Wilczek Quantum Center, Shanghai Jiao Tong University (SJTU), distinguished professor at Arizona State University (ASU) and full professor at Stockholm University. Wilczek, along with David Gross and H. David Politzer, was awarded the Nobel Prize in Physics in 2004 "for the discovery of asymptotic freedom in the theory of the strong interaction". In May 2022, he was awarded the Templeton Prize for his investigations into the fundamental laws of nature, that have transformed our understanding of the forces that govern our universe and revealed an inspiring vision of a world that embodies mathematical beauty.
Ерте өмір және білім
Нью-Йорк штатының Минеола қаласында туған Вилчек поляк және итальян тегінен шыққан. Вилчектің әкесі "өздігінен білім алған инженер" болды, оның технология мен ғылымға деген қызығушылығы ұлына үлгі болды. Вилчек Куинстің мемлекеттік мектептерінде білім алды, Мартин Ван Бюрен орта мектебінде оқыды. Осы шақта Вилчектің ата-анасы оның ерекше екенін байқады, бұл Фрэнк Вилчекке IQ тестісі тапсырылуының нәтижесінде болды. Екі сыныпты өткізіп оқығаннан кейін, Вилчек 13 жасында 10-сыныпта орта мектепке қабылданды. Оған ерекше әсер еткендердің қатарында жоғары сыныптағы физика пәнінің екі ұстазы болды, олардың бірі студенттерге ұлттық Вестингхаус ғылым таланттарын іздеуде көмектесетін курс оқыды. Вилчек 1967 жылы финалист атанды және топтар теориясына қатысты математикалық жобасы бойынша төртінші орынды жеңіп алды. 1970 жылы Чикаго университетінде математика ғылымдарының бакалавры және Phi Beta Kappa мүшесі болды. Чикагода математика мамандығы бойынша соңғы курсында ол Питер Фрёйндтің физикадағы топтар теориясы бойынша курсына қатысты, кейін Вилчек оны "негізінен бөлшектер физикасы" деп сипаттап, оның өте ықпалды болғанын айтты.
Born in Mineola, New York, Wilczek is of Polish and Italian origin. Wilczek's father became a "self taught engineer", whose interests in technology and science inspired his son. Wilczek was educated in the public schools of Queens, attending Martin Van Buren High School. It was around this time Wilczek's parents realized that he was exceptional—in part as a result of Frank Wilczek having been administered an IQ test. After skipping two grades, Wilczek started high school in the 10th grade, when he was 13 years old. He was particularly inspired by two of his high school physics teachers, one of whom taught a course that helped students with the national Westinghouse Science Talent Search. Wilczek was a finalist in 1967 and ultimately won fourth place, based on a mathematical project involving group theory. He received his Bachelor of Science in Mathematics and membership in Phi Beta Kappa at the University of Chicago in 1970. During his last year as a math major at Chicago, he attended a course taught by Peter Freund on group theory in physics, which Wilczek later described as being "basically particle physics", and very influential:
Жеке өмір
Уилчек Бетси Девайнмен Принстонда танысты, екеуі де 1972 жылы Фишер – Спасский шахмат матчын телеарнадан тамашалады. Олар 1973 жылы үйленді және екеуінің екі қызы бар.
Wilczek met Betsy Devine at Princeton, when both watched the televised 1972 Fisher Spassky chess matches. They married in 1973, and together they have two daughters.
Діни көзқарастар
Вилчек католик болып өсті, бірақ кейіннен "дәстүрлі дінге сенімінен айырылды". Ол агностик деп сипатталған, бірақ 2013 жылы Twitter-де "пантеист" термині "шынға жақын" екенін жазды. Вилчек "әлемде көркем идеялар жатыр" деді, бірақ "мұндай жағдай рухани түсіндіруге шабыттандырғанымен, оның қажеттілігі жоқ".
Wilczek was raised Catholic but later "lost faith in conventional religion" He has been described as an agnostic but tweeted in 2013 that "pantheist" is "closer to the mark". Wilczek said that "the world embodies beautiful ideas" but "although this may inspire a spiritual interpretation, it does not require one".
Ғылымға қатысты аудит және белсенділік
Вилчек – Өмірдің болашағы институтының ғылыми кеңесші кеңесінің мүшесі, бұл институт адамзатқа қатысты өмірлік қауіптерді, әсіресе дамыған жасанды интеллекттен туындайтын қауіптерді азайтумен айналысады. 2014 жылы Вилчек Стивен Хокинг және тағы екі ғалыммен бірлесіп хат жазып, «Жасанды интеллектті құрудағы сәттілік – адамзат тарихындағы ең маңызды оқиға болар еді. Алайда, егер біз қауіптерден қалай сақтануды білмесек, бұл соңғы оқиғамыз болуы мүмкін» деп ескерткен. Вилчек Біріккен Ұлттар Ұйымының Парламенттік Ассамблеясын құру науқанының да қолдаушысы, бұл ұйым Біріккен Ұлттар Ұйымында демократиялық реформаны және жауапкершілігі жоғары халықаралық саяси жүйені құруды жақтайды. Вилчек – «Ғылым және қоғам» қоғамының кеңесінде. Ол Польша текті және Польшадан шыққан ата-аналары бар көрнекті ғалымдар кеңесінің Костюшко қорының негізін қалаушы мүшесі. Вилчек Penn & Teller: Bullshit! бағдарламасының бір эпизодында пайда болды, онда Пенн оны «шоуда болған ең зиялы адам» деп атады.
Wilczek is a member of the Scientific Advisory Board for the Future of Life Institute, an organization that works to mitigate existential risks facing humanity, particularly existential risk from advanced artificial intelligence. In 2014, Wilczek penned a letter, along with Stephen Hawking and two other scholars, warning that "Success in creating AI would be the biggest event in human history. Unfortunately, it might also be the last, unless we learn how to avoid the risks." Wilczek is also a supporter of the Campaign for the Establishment of a United Nations Parliamentary Assembly, an organization which advocates for democratic reform in the United Nations, and the creation of a more accountable international political system. Wilczek is on the board for Society for Science & the Public. He is a co founding member of the Kosciuszko Foundation of the Collegium of Eminent Scientists of Polish Origin and Ancestry. Wilczek has appeared on an episode of Penn & Teller: Bullshit!, where Penn referred to him as "the smartest person [they have] ever had on the show".
Құрметтер
1982 жылы ол МакАртур стипендиясын алды. Уилчек 1990 жылы Ұлттық ғылым академиясының мүшесі, 1993 жылы Америка өнер және ғылым академиясының мүшесі, ал 2005 жылы Америка философиялық қоғамының мүшесі болып сайланды. 2000 жылы Уилчек Нидерланды Корольдік өнер және ғылым академиясының шетелдік мүшесі атанды. 2002 жылы Лоренц медалімен марапатталды. 2003 жылы Уилчек Америка физикалық қоғамының Лилиенфельд сыйлығын жеңіп алды. Сол жылы ол Прагадағы Карл университетінің математика және физика факультетінің естелік медалін алды. Ол 2003 жылы Еуропалық физика қоғамының Жоғары Энергиялық және Бөлшектер Физикасы сыйлығының бірлескен иегері болды. 2004 жылғы Физика саласындағы Нобель сыйлығы Дэвид Дж. Гросс, Х. Дэвид Политцер және Фрэнк Уилчекке "күшті өзара әрекеттесу теориясындағы асимптотикалық еркіндіктің ашылуы үшін" бірлесіп берілді. Уилчек 2005 жылы Король Фейсалдың халықаралық ғылым сыйлығының да бірлескен иегері атанды. Сол жылы ол Америка жетістіктері академиясының Алтын тақта сыйлығын алды. 2013 жылдың 25 қаңтарында Уилчек Швецияның Уппсала университетінің Ғылым және Технология факультетінен құрметті докторлық дәрежесін алды. Ол сонымен қатар 2009 жылдан 2011 жылға дейін "Инфосис" сыйлығының физикалық ғылымдар жюриінің мүшесі болды. 2011 жылы Уилчек Колорадо Боулдер университетінде Джордж Гамовқа арналған естелік лекциясын оқыды. 2022 жылы ол "математикалық сұлулықты зор және көзге көрінбейтін масштабта бейнелейтін ғалам туралы көзқарасын" ашатын жұмысы үшін Темплтон сыйлығымен марапатталды. Уилчек МТИ Теориялық физика орталығында Герман Фешбах атындағы физика профессоры қызметін атқарады. Ол сонымен қатар Принстон Жоғары оқу орнында және Санта-Барбарадағы Калифорния университетінің Теориялық физика институтында жұмыс істеді, сондай-ақ NORDITA-да қонақ профессор болып жұмыс істеді.
In 1982, he was awarded a MacArthur Fellowship. Wilczek was elected as a member of the National Academy of Sciences in 1990, a member of the American Academy of Arts and Sciences in 1993, and the American Philosophical Society in 2005. Wilczek became a foreign member of the Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences in 2000. He was awarded the Lorentz Medal in 2002. Wilczek won the Lilienfeld Prize of the American Physical Society in 2003. In the same year he was awarded the Faculty of Mathematics and Physics Commemorative Medal from Charles University in Prague. He was the co recipient of the 2003 High Energy and Particle Physics Prize of the European Physical Society. The Nobel Prize in Physics 2004 was awarded jointly to David J. Gross, H. David Politzer and Frank Wilczek "for the discovery of asymptotic freedom in the theory of the strong interaction". Wilczek was also the co recipient of the 2005 King Faisal International Prize for Science. In that same year, he received the Golden Plate Award of the American Academy of Achievement. On January 25, 2013, Wilczek received an honorary doctorate from the Faculty of Science and Technology at Uppsala University, Sweden. He also served on the Physical Sciences jury for the Infosys Prize from 2009 to 2011. In 2011, Wilczek gave the George Gamow Memorial Lecture at the University of Colorado Boulder. In 2022 he was awarded the Templeton Prize for work that reveals "a vision of a universe that he regards as embodying mathematical beauty at the scales of the magnificently large and unimaginably small". Wilczek holds the Herman Feshbach Professorship of Physics at MIT Center for Theoretical Physics. He has also worked at the Institute for Advanced Study in Princeton and the Institute for Theoretical Physics at the University of California, Santa Barbara and was also a visiting professor at NORDITA.
Зерттеу
Уилчектің 2004 жылғы Нобель сыйлығы асимптотикалық бостандық үшін тағайындалды, бірақ ол аксиондар, аниондар, асимптотикалық бостандық, кварк материясының түсті суперөткізгіш фазалары және кванттық өріс теориясының басқа да салаларын ашуға және дамытуға үлкен үлес қосты. Ол конденсирленген зат физикасы, астрофизика және бөлшектер физикасы салаларында жұмыс істеді.
Wilczek's 2004 Nobel Prize was for asymptotic freedom, but he has helped reveal and develop axions, anyons, asymptotic freedom, the color superconducting phases of quark matter, and other aspects of quantum field theory. He has worked on condensed matter physics, astrophysics, and particle physics.
Асимптотикалық еркіндік
1973 жылы Принстон университетінде Дэвид Гросспен жұмыс істейтін аспирант кезінде Вилчек (Гросспен бірге) асимптотикалық еркіндікті ашты, яғни кварктар бір-біріне қаншалықты жақын болса, олардың арасындағы күшті өзара әсерлесу (немесе түс заряды) соншалықты төмендейді; кварктар өте жақын болғанда, олардың арасындағы ядролық күш соншалықты әлсіз болады, олар дерлік еркін бөлшектердей болып қана қоймай, осылай әрекет етеді. Бұл теорияны Х. Дэвид Политцер де тәуелсіз түрде ашқан болатын, және ол кванттық хромодинамиканың дамуы үшін өте маңызды болды. 2002 жылы Вилчекке Лоренц медалін табыс еткен Нидерланд Корольдік өнер және ғылым академиясы былай деді: Бұл [асимптотикалық еркіндік] – атом ядросын құрайтын құрылыс бөліктері – 'кварктар' бір-біріне жақын келгенде еркін бөлшектердей мінез-құлық танытады, ал арақашықтық артқан сайын бір-біріне күштірек тартылады. Бұл теория қазіргі заманғы бөлшектер үдеткіштерін пайдаланатын барлық дерлік тәжірибелік зерттеулерді түсіндірудің негізгі кілті болып табылады.
In 1973, while a graduate student working with David Gross at Princeton University, Wilczek (together with Gross) discovered asymptotic freedom, which holds that the closer quarks are to each other, the less the strong interaction (or color charge) between them; when quarks are in extreme proximity, the nuclear force between them is so weak that they behave almost as free particles. The theory, which was independently discovered by H. David Politzer, was important for the development of quantum chromodynamics. According to the Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences when awarding Wilczek its Lorentz Medal in 2002, This [asymptotic freedom] is a phenomenon whereby the building blocks which make up the nucleus of an atom – 'quarks' – behave as free particles when they are close together, but become more strongly attracted to each other as the distance between them increases. This theory forms the key to the interpretation of almost all experimental studies involving modern particle accelerators.
Аксиондар
Аксион – гипотетикалық элементар бөлшек. Егер аксиондар бар болса және белгілі бір диапазон ішінде төмен массаға ие болса, олар суық қара материяның мүмкін компоненті ретінде қызығушылық тудырады. 1977 жылы Роберто Пеццей мен Хелен Куинн мықты CP проблемасын шешу үшін Пеццей-Куинн механизмін ұсынды. Бұл жаңа жаһандық симметрияны (Пеццей-Куинн симметриясы деп аталады) қосу арқылы іске асырылады. Бұл симметрия спонтанды түрде бұзылғанда, Вилчек пен Стивен Вайнберг жеке-жеке көрсеткендей, жаңа бөлшек пайда болады. Вилчек осы жаңа гипотетикалық бөлшекті кір жуу құралының таңбасымен «аксион» деп атады, ал Вайнберг оны «Хигглет» деп атады. Кейін Вайнберг бөлшекке Вилчек ұсынған атауды қабылдауға келісті. Қара материя үміткерлерін іздеу бойынша жүргізілген көптеген эксперименттік ізденістер WIMP-терге бағытталғанмен, аксиондарды анықтауға да көптеген әрекеттер жасалды. 2020 жылдың маусым айында Италиядағы халықаралық физиктер тобы аксион болуы мүмкін сигналды тіркеді.
The axion is a hypothetical elementary particle. If axions exist and have low mass within a specific range, they are of interest as a possible component of cold dark matter. In 1977, Roberto Peccei and Helen Quinn postulated a solution to the strong CP problem, the Peccei–Quinn mechanism. This is accomplished by adding a new global symmetry (called a Peccei–Quinn symmetry.) When that symmetry is spontaneously broken, a new particle results, as shown independently by Wilczek and by Steven Weinberg. Wilczek named this new hypothetical particle the "axion" after a brand of laundry detergent, while Weinberg called it "Higglet". Weinberg later agreed to adopt Wilczek's name for the particle. Although most experimental searches for dark matter candidates have targeted WIMPs, there have also been many attempts to detect axions. In June, 2020, an international team of physicists working in Italy detected a signal that could be axions.
Анион
Физикада анион – екі өлшемді жүйелерде ғана кездесетін квазибөлшектердің бір түрі, олардың қасиеттері фермиондар мен бозондарға қарағанда әлдеқайда шектеулі. Атап айтқанда, аниондар фермиондар мен бозондар арасындағы аралық қасиеттерге ие болуы мүмкін, соның ішінде бөлшектік электр заряды да бар. Осы шектеусіз мінез-құлық 1982 жылы Уилчекке оларды "анион" деп атауға түрткі болды. 1977 жылы Осло университетінде Джон Ленаас пен Ян Мюрхайм басқаратын теориялық физиктер тобы екі өлшемдегі теориялық бөлшектерге фермиондар мен бозондар арасындағы дәстүрлі жіктеудің қолданылмайтынын есептеп көрсетті. 1982 жылы Дэниел Цуи мен Хорст Стормер бөлшектік кванттық Холл эффектін ашқаннан кейін, Бертранд Халперин (1984) 1982 жылы Вильчек ұсынған математикалық әдістерді екі өлшемдегі бөлшектік статистикаға қатысты кеңейтіп, оны түсіндіруге көмектесті. Франк Вилчек, Дэн Аровас және Роберт Шриффер 1984 жылы бөлшектік кванттық Холл эффектін талдап, оны сипаттау үшін аниондардың қажет екенін дәлелдеді. 2020 жылы Эколь Нормаль Супьерьер және Наноғылымдар мен Нанотехнологиялар орталығынан (C2N) ғалымдар аниондарды тікелей анықтағанын Science журналында жариялады.
In physics, an anyon is a type of quasiparticle that occurs only in two dimensional systems, with properties much less restricted than fermions and bosons. In particular, anyons can have properties intermediate between fermions and bosons, including fractional electric charge. This anything goes behavior inspired Wilczek in 1982 to name them "anyons". In 1977, a group of theoretical physicists working at the University of Oslo, led by Jon Leinaas and Jan Myrheim, calculated that the traditional division between fermions and bosons would not apply to theoretical particles existing in two dimensions. When Daniel Tsui and Horst Störmer discovered the fractional quantum Hall effect in 1982, Bertrand Halperin (1984) expanded the math Wilczek proposed in 1982 for fractional statistics in two dimensions to help explain it. Frank Wilczek, Dan Arovas, and Robert Schrieffer analyzed the fractional quantum Hall effect in 1984, proving that anyons were required to describe it. In 2020, experimenters from the Ecole Normale Supérieure and from the Centre for Nanosciences and Nanotechnologies (C2N) reported in Science that they had made a direct detection of anyons.
Уақыт кристалдары
2012 жылы ол уақыт кристалының идеясын ұсынды. 2018 жылы бірнеше зерттеу тобы уақыт кристалдарының табылдынын хабарлады. 2018 жылы ол және Цинь Донг Цзян материалдардың «кванттық атмосферасы» деп аталатын құбылысты азот бос орындары бар алмаз зондтары сияқты қазіргі қолданыстағы технологиялармен теориялық тұрғыдан зерттеп алуға болатынын есептеді.
In 2012 he proposed the idea of a time crystal. In 2018, several research teams reported the existence of time crystals. In 2018 he and Qing Dong Jiang calculated that the so called "quantum atmosphere" of materials should theoretically be capable of being probed using existing technology such as diamond probes with nitrogen vacancy centers.
Техникалық
1988 жыл. Физикадағы геометриялық фазалар. 1990 жыл. Бөлшектік статистика және аниондық суперөткізгіштік.
1988. Geometric Phases in Physics. 1990. Fractional Statistics and Anyon Superconductivity.