Введение
Это список важных публикаций по физике, организованных по областям. Некоторые причины, по которым та или иная публикация может считаться важной:
Создатель темы – публикация, положившая начало новой области исследований.
Прорыв – публикация, значительно изменившая научные представления.
Влияние – публикация, оказавшая значительное влияние на мир или существенно повлиявшая на преподавание физики.
Topic creator – A publication that created a new topic
Breakthrough – A publication that changed scientific knowledge significantly
Influence – A publication which has significantly influenced the world or has had a massive impact on the teaching of physics.
Физика ускорителя
Шведский физик Густав Исинг первым опубликовал базовую концепцию линейного ускорителя (в данном случае, как компонент кинескопа). Норвежский физик Рольф Видерое развил идею Исинга и впоследствии построил первый рабочий линейный ускоритель. В этих двух статьях описывается концепция бетатрона и представлены первые экспериментальные данные о действующем бетатроне, созданном Дональдом Уильямом Керстом. Эти публикации впервые представили идею сильного фокусирования пучков частиц, что позволило перейти от компактных круговых ускорителей к устройствам с разделенными функциями, таким как синхротроны, накопительные кольца и коллайдеры.
Медицинская
Влиятельный учебник по МРТ, написанный одними из основоположников этой области.
Нейрофизика
Описывает модель Ходжкина — Хаксли потенциала действия в нейронах.
Геофизика
Републикация не сокращенного и неизмененного перевода Пола Флюри Моттлея, датированного 1893 годом. Раннее описание магнетизма, представленное ученым эпохи Елизаветы, состоящее из шести книг. Неверно приписывает магнетизму причину движения тел в Солнечной системе. Классический труд, посвященный магнитному полю Земли и смежным вопросам в метеорологии, солнечной и лунной физике, полярным сияниям, методам сферического гармонического анализа и анализу периодичностей в геофизических данных. Благодаря своим всесторонним обзорам, на протяжении как минимум двух десятилетий он являлся основным справочником по геомагнетизму и ионосфере. Современный обзор обработки сейсмических данных в нефтегеофизической отрасли.
Физика вычислений
Развивает теорию цифрового компьютера как эффективного универсального вычислительного устройства.
Физика плазмы
Эти два тома от нобелевского лауреата Ирвинга Лангмуара содержат его ранние опубликованные работы, полученные в результате экспериментов с ионизированными газами (то есть плазмой). В книгах обобщены многие фундаментальные свойства плазмы. Лангмуир ввел термин «плазма» примерно в 1928 году. Ханнес Альфвен получил Нобелевскую премию за развитие магнитогидродинамики (MHD) – науки, моделирующей плазму как жидкость. Эта книга закладывает основу, но также показывает, что магнитогидродинамика может оказаться недостаточной для описания плазмы низкой плотности, такой как космическая плазма.
Астрономия и астрофизика
Предпочитал гелиоцентрическую модель (впервые предложенную Аристархом) птолемеевской модели Солнечной системы; его часто считают одним из инициаторов научной революции в западном мире. Он привел веские аргументы в пользу гелиоцентризма и внес значительный вклад в понимание движения планет, включая первое упоминание об их эллиптических орбитах и объяснение их движения как движения свободно парящих тел, а не объектов, закрепленных на вращающихся сферах (два закона Кеплера). Одно из важнейших произведений эпохи научной революции. Сформулировал третий закон Кеплера.
Астрофизика
Астрофизика использует физические принципы, чтобы "определить природу небесных тел, а не их положение или движение в пространстве". Знаковая статья по звездной физике, анализирующая несколько ключевых процессов, которые могут быть ответственны за синтез химических элементов в природе и их относительное содержание; ей приписывают зарождение современной теории звездного нуклеосинтеза. Введение закона Фабера — Джексона, связывающего светимость галактики и дисперсию скоростей. Введение соотношения Тулли — Фишера между светимостью галактики и амплитудой кривой вращения. Введение соотношения M-сигма между массой черной дыры и дисперсией скоростей галактики.
Космология
Пензиас, А. А.; Wilson, R. W. (1965) «Измерение избыточной температуры антенны на частоте 4080 МГц». Открытие космического микроволнового фонового излучения, одно из первых свидетельств в пользу модели Большого взрыва. Авторы были удостоены Нобелевской премии по физике за совместные исследования. Введены условия, необходимые для бариогенеза, с использованием последних результатов (обнаружение нарушения CP-инвариантности и др.). Переиздано в фундаментальном учебнике по космологии, рассматривающем как наблюдательные, так и теоретические аспекты. Представлены результаты, полученные со спутника COBE, разработанного Центром космических полетов Годдарда НАСА для измерения рассеянного инфракрасного и микроволнового излучения из ранней Вселенной в пределах, определяемых нашей астрофизической средой. Измерения, выполненные с помощью Дальнего Инфракрасного Абсолютного Спектрофотометра (FIRAS), подтвердили, что спектр космического микроволнового фона (CMB) соответствует спектру почти идеального черного тела с температурой 2,725 ± 0,002 К. Это наблюдение чрезвычайно хорошо согласуется с предсказаниями теории горячего Большого взрыва и указывает на то, что почти вся излучающая энергия Вселенной была высвобождена в течение первого года после Большого взрыва. Первая статья представляет предварительные результаты; вторая – окончательные результаты. Представлены результаты, полученные с помощью Дифференциального Микроволнового Радиометра (DMR) на спутнике COBE. Этот прибор картографирует космическое излучение и осуществляет поиск вариаций яркости. Впервые обнаружена присущая CMB "анизотропия" на уровне одной части на 100 000. Эти незначительные изменения интенсивности CMB на небе демонстрируют распределение материи и энергии во времена, когда Вселенная была очень молодой. Впоследствии, в процессе, который до сих пор недостаточно изучен, ранние структуры, зафиксированные DMR, эволюционировали в галактики, скопления галактик и крупномасштабную структуру, наблюдаемую во Вселенной сегодня. Первая статья представляет предварительные результаты; вторая – окончательные результаты. Представлены результаты эксперимента по исследованию Диффузного Инфракрасного Фона (DIRBE) на спутнике COBE. Эксперимент направлен на поиск космического инфракрасного фонового излучения, создаваемого первыми галактиками. Для поиска космического инфракрасного фона (CIB) были получены карты абсолютной яркости неба в диапазоне длин волн от 1,25 до 240 микрометров. CIB был впервые обнаружен в двух самых длинных диапазонах длин волн DIRBE – 140 и 240 микрометров, а также на коротковолновом конце спектра FIRAS. Последующие анализы позволили обнаружить CIB на картах неба DIRBE в ближнем инфракрасном диапазоне. CIB представляет собой «керн-образец» Вселенной, содержащий суммарное излучение звезд и галактик, начиная с эпохи их формирования.
Reference textbook on cosmology, discussing both observational and theoretical issues. Reported results from the COBE satellite, which was developed by NASA's Goddard Space Flight Center to measure the diffuse infrared and microwave radiation from the early universe to the limits set by our astrophysical environment. Measurements by a Far Infrared Absolute Spectrophotometer (FIRAS) confirmed that the cosmic microwave background (CMB) spectrum is that of a nearly perfect black body with a temperature of 2.725 ± 0.002 K. This observation matches the predictions of the hot Big Bang theory extraordinarily well, and indicates that nearly all of the radiant energy of the Universe was released within the first year after the Big Bang. The first paper presents initial results; the second, final results. Presents results from the Differential Microwave Radiometer (DMR) on the COBE satellite. This maps the cosmic radiation and searches for variations in brightness. The CMB was found to have intrinsic "anisotropy" for the first time, at a level of a part in 100,000. These tiny variations in the intensity of the CMB over the sky show how matter and energy was distributed when the Universe was still very young. Later, through a process still poorly understood, the early structures seen by DMR developed into galaxies, galaxy clusters, and the large scale structure that we see in the Universe today. The first paper presents initial results; the second, final results. Presents results from the Diffuse Infrared Background Experiment (DIRBE) on the COBE satellite. This searches for the cosmic infrared background radiation produced by the first galaxies. Infrared absolute sky brightness maps in the wavelength range 1.25 to 240 micrometres were obtained to carry out a search for the cosmic infrared background (CIB). The CIB was originally detected in the two longest DIRBE wavelength bands, 140 and 240 micrometres, and in the short wavelength end of the FIRAS spectrum. Subsequent analyses have yielded detections of the CIB in the near infrared DIRBE sky maps. The CIB represents a "core sample" of the Universe; it contains the cumulative emissions of stars and galaxies dating back to the epoch when these objects first began to form.
Вычислительная физика
С. Улам, Р. Д. Рихтмайер и Дж. фон Нейман (1947). "Статистические методы в нейтронной диффузии"; Отчет научной лаборатории LANL LAMS–551. Получено 23 октября 2011 г. В этой работе зафиксировано первое применение метода Монте-Карло, разработанного в Лос-Аламосе. Метрополис, Н.; и др. (1953).
См. раздел «Статистическая механика и термодинамика». Ферми, Э.; Паста, Дж.; Улам, С. (1955): "Исследования нелинейных задач" (просмотрено 25 сентября 2012 г.). Документ Лос-Аламосской лаборатории LA-1940. Моделирование Ферми — Улама — Пасты — Цингу стало важной ранней демонстрацией возможностей компьютеров в решении нелинейных (физических) задач, а его неожиданный результат, касающийся теплового равнораспределения, намекнул на теорию хаоса. Молекулярная динамика. Молекулярная динамика Кар-Парринелло ab initio.
See statistical mechanics and thermodynamics section Fermi, E.; Pasta, J.; Ulam, S. (1955) : "Studies of Nonlinear Problems" (accessed 25 Sep 2012). Los Alamos Laboratory Document LA 1940. The Fermi Ulam Pasta Tsingou simulation was an important early demonstration of the ability of computers to deal with nonlinear (physics) problems and its surprising result regarding thermal equipartition hinted towards chaos theory. Molecular dynamics. Car Parrinello ab initio molecular dynamics.
Физика конденсированной материи
Физика конденсированного состояния изучает физические свойства конденсированных фаз материи. Эти свойства возникают, когда атомы сильно взаимодействуют и притягиваются друг к другу или иным образом концентрируются. Камерлинг Оннес, Х., "Дальнейшие эксперименты с жидким гелием. C. Об изменении электрического сопротивления чистых металлов при очень низких температурах и т. д. IV. Сопротивление чистой ртути при температурах гелия." Comm. Phys. Lab. Univ. Leiden; № 120b, 1911. Камерлинг Оннес, Х., "Дальнейшие эксперименты с жидким гелием. D. Об изменении электрического сопротивления чистых металлов при очень низких температурах и т. д. V. Исчезновение сопротивления ртути." Comm. Phys. Lab. Univ. Leiden; № 122b, 1911. Камерлинг Оннес, Х., "Дальнейшие эксперименты с жидким гелием. G. Об электрическом сопротивлении чистых металлов и т. д. VI. О внезапном изменении скорости исчезновения сопротивления ртути." Comm. Phys. Lab. Univ. Leiden; № 124c, 1911. Серия статей о сверхпроводимости. Работы Дж. Бардина, Л.Н. Купера и Дж.Р. Шриффера.
В этих трех работах разработана БКШ-теория обычной (не высокотемпературной) сверхпроводимости, связывающая взаимодействие электронов и фононов кристаллической решетки. Авторы были удостоены Нобелевской премии за эту работу.
Электромагнетизм
Уильям Гилберт (главный автор), Аарон Даулинг, 1600 год. См. раздел геофизики. Кулон, Ш.А. (1785–89). *Mémoires sur l'Électricité et le Magnétisme* (на французском языке; перевод: Мемуары по электричеству и магнетизму) – серия из семи мемуаров. Содержит описание эмпирических исследований электричества. Установил эмпирический закон обратных квадратов, названный в его честь, измеряя кручение в торсионных весах. Кавендиш использовал аналогичный метод для оценки значения гравитационной постоянной Ньютона G. Ввел закон Био–Савара, магнитостатический аналог закона Кулона. Онлайн-ссылки на Google eBooks (дата обращения: 26.09.2010) и архив оригинала в Internet Archive. Ввел знаменитый закон, названный его именем, для электрического тока. Ом, Г.С. (1827). *"Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet"* [перевод: Гальваническая цепь, математически исследованная] (на немецком языке). Т. Риманн, Берлин. Сформулировал известное соотношение между напряжением и током. Грин, Дж. (1828). *"An Essay on the Application of Mathematical Analysis to the Theories of Electricity and Magnetism"*, Ноттингем. В эссе были сформулированы ключевые идеи, в том числе теорема, схожая с современной теоремой Грина, концепция потенциальных функций и понятие, ныне известных как функции Грина. Эта (первоначально малоизвестная) работа оказала непосредственное влияние на работы Джеймса Клерка Максвелла и Уильяма Томсона, среди других. Закон электромагнитной индукции Фарадея и исследования в области электромагнетизма. Третья статья Джеймса Клерка Максвелла, посвященная электромагнетизму. Введено понятие тока смещения, что позволило вывести уравнения электромагнитных волн. Это была первая статья, в которой представлены уравнения Максвелла. Холл, Э.Х. (1879). *"On a New Action of the Magnet on Electric Currents"*. *American Journal of Mathematics*, vol. 2, p. 287–292. Диссертация (PhD), Университет Джонса Хопкинса. Подробный экспериментальный анализ эффекта Вольта, впоследствии названного в честь автора. Базовый учебник для аспирантов. (Первое издание 1962) Стандартный вводный учебник для бакалавров.
Introduced the Biot–Savart law, the magnetostatic analogue of Coulomb's law. Online links at Google eBooks (accessed 2010 09 26), and archived from the original at the Internet Archive. Introduced the famous eponymous law for electric current. Ohm, GS (1827). "Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet [tr., The Galvanic Circuit Investigated Mathematically]" (in German). TH Riemann, Berlin. Announced the now famous circuital relation between voltage and current. Green, George (1828). "An Essay on the Application of Mathematical Analysis to the Theories of Electricity and Magnetism", Nottingham. Essay conceived several key ideas, among them a theorem similar to the modern Green's theorem, the idea of potential functions, and the concept of what are now called Green's functions. This (initially obscure) work directly influenced the work of James Clerk Maxwell and William Thomson, among others. Faraday's law of induction and research in electromagnetism. The third of James Clerk Maxwell's papers concerned with electromagnetism. The concept of displacement current was introduced, so that it became possible to derive equations of electromagnetic wave. It was the first paper in which Maxwell's equations appeared. Hall, E. H. (1879). "On a New Action of the Magnet on Electric Currents". American Journal of Mathematics vol 2, p. 287 292. Thesis (PhD), Johns Hopkins U. Details an experimental analysis of voltaic effect later named for author. The defining graduate level introductory text. (First edition 1962)
A standard undergraduate introductory text.
Общая физика
Лев Ландау, Евгений Лифшиц (1-е рус. изд. 1940 г., 1-е англ. изд. 1960 г.). Курс теоретической физики. Важный десятитомный учебник по методам теоретической физики. Ричард Фейнман, Роберт Б. Лейтон и Мэтью Сэндс (1964). Лекции по физике Фейнмана. Издательство Аддисон – Уэсли. Бестселлер, трехтомный учебник, охватывающий весь спектр физики. Служит справочным пособием как для студентов (бакалавров), так и для профессиональных исследователей.
Нелинейная динамика и хаос
Колмогоров, Арнольд, работы Мозера. См. раздел классической механики. Ферми, Э.; Паста, Дж.; Улам, С. (1955)
См. раздел вычислительной физики. Вводится конечная система детерминированных нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений для моделирования вынужденного диссипативного гидродинамического потока, имитирующего простые явления в реальной атмосфере. Все решения оказываются нестабильными, и большинство из них непериодическими, что заставляет пересмотреть возможность долгосрочного прогнозирования погоды. В этой статье впервые представлен аттрактор Лоренца и дан первый намек на то, что сейчас известно как эффект бабочки.
See computational physics section. A finite system of deterministic nonlinear ordinary differential equations is introduced to represent forced dissipative hydrodynamic flow, simulating simple phenomena in the real atmosphere. All of the solutions are found to be unstable, and most of them nonperiodic, thus forcing to reevaluate the feasibility of long term weather prediction. In this paper the Lorenz attractor is presented for the first time, and gave the first hint of what is now known as butterfly effect.
Физика частиц
Томсон, Дж. Дж. (1897). См. раздел "Атомная и молекулярная физика". Гесс, В. Ф. (1912). Смотрите раздел ядерной физики. Экспериментальное обнаружение позитрона, подтверждающее предсказание, сделанное уравнением Дирака, за что Андерсон получил Нобелевскую премию по физике в 1936 году. См. также: Ферми, Э. (1934). Смотрите раздел ядерной физики. Стрит, Дж. С. и Стивенсон, Э. С. "Новые доказательства существования частицы, промежуточной между протоном и электроном", Phys. Rev. 52, 1003 (1937). Экспериментальное подтверждение частицы, впервые обнаруженной Андерсоном и Неддермейером в Калифорнийском технологическом институте в 1936 году; первоначально предполагалось, что это мезон Юкавы, но впоследствии было показано, что это "тяжелый электрон", ныне называемый мюоном. Коуэн и др. (1956). См. раздел "Ядерная физика". Важный эксперимент (основанный на теоретическом анализе Ли и Янга), который доказал нарушение закона сохранения четности слабой силой, что позднее было подтверждено другой группой в том же году. За это Ли и Ян были удостоены Нобелевской премии по физике в 1957 году. Сахаров, А. Д. (1967). См. раздел "Космология". Стандартный учебник по физике элементарных частиц.
Fermi, E. (1934). See the nuclear physics section. J. C. Street and E. C. Stevenson. "New Evidence for the Existence of a Particle Intermediate Between the Proton and Electron", Phys. Rev. 52, 1003 (1937). Experimental confirmation of a particle first discovered by Anderson and Neddermeyer at Caltech in 1936; originally thought to be Yukawa's meson, but later shown to be a "heavy electron", now called muon. Cowan et al. (1956)
See the nuclear physics section. An important experiment (based on a theoretical analysis by Lee and Yang) that proved that parity conservation was disobeyed by the weak force, later confirmed by another group in the same year. This won Lee and Yang the Nobel Prize in Physics for 1957. Sakharov, A. D. (1967). See cosmology section. Standard undergraduate particle physics textbook.
Общий
Эта публикация представляет собой первое полное изложение общей теории относительности. Эйнштейн считал её наиболее точным и полным описанием теории относительности на любом языке. Эта книга по гравитации часто рассматривается исследователями как "Библия" гравитации. Издана компанией W. H. Freeman and Company в 1973 году. В ней рассматриваются все аспекты общей теории относительности, а также некоторые её расширения и экспериментальные подтверждения. Книга разделена на два "уровня", второй из которых посвящен более сложным темам. Её внушительный объём (более 1200 страниц) послужил причиной появления прозвищ, таких как "телефонный справочник".