Тони Скайрм: Жизнь и научное наследие британского физика.

Введение

Британский физик Тони Хилтон Ройл Скайрм (англ. Tony Hilton Royle Skyrme; 5 декабря 1922 – 25 июня 1987) — британский физик, родившийся в Льюишеме. Он предложил описывать эффективное взаимодействие между нуклонами в ядрах с помощью потенциала нулевого радиуса действия. Эта идея до сих пор широко используется в изучении структуры ядра и в уравнениях состояния нейтронных звёзд. Скайрм, пожалуй, наиболее известен тем, что сформулировал первый топологический солитон для моделирования частицы – скирмион. Некоторые из его важнейших работ собраны в его избранных трудах. В 1985 году Скайрм был удостоен медали Хьюза Королевского общества.

Жизнь

Тони Скайрм родился в Льюишеме, Лондон, в семье банковского служащего. Он учился в школе-интернате в Льюишеме, а затем выиграл стипендию в Итонский колледж. Он преуспевал в математике и получил несколько призов в школе, включая премию Томлина в 1939 году и премию Рассела в 1940 году. Он поступил в Тринити-колледж Кембриджского университета, где также добился успехов, сдав первую часть математического трипоса как wrangler в 1942 году, а третью часть в 1943 году с отличием первой степени. Там он был президентом математического общества «Архимедовцы». После окончания университета, в разгар Второй мировой войны, он был призван на военную службу в качестве математика под руководством Рудольфа Пейерлса, возглавлявшего группу, работавшую над теоретическими аспектами атомной энергии, в частности, в применении к атомному оружию. В конце 1943 года Пейерлс и несколько других британских ученых, работавших над атомным проектом, были переведены в Соединенные Штаты для оказания помощи в Манхэттенском проекте по созданию ядерного оружия. Скайрм последовал за ними в 1944 году и работал над проблемами, связанными с диффузионным заводом для разделения изотопов. Он также использовал табуляторы IBM с перфокартами для расчета имплозий, необходимых для детонации плутониевой бомбы. Его военная работа принесла ему стипендию в Оксфордском университете. Однако он последовал за Пейерлсом в Бирмингемский университет, где стал научным сотрудником. Учебные годы 1948–1949 и 1949–1950 он провел в Массачусетском технологическом институте и в Институте перспективных исследований в Принстоне соответственно. В 1949 году он женился на Дороти Милдред, преподавателе экспериментальной ядерной физики, с которой познакомился в Бирмингемском университете. В их браке не было детей. Вернувшись в Великобританию, он и Дороти получили должности в Исследовательском центре атомной энергии в Харвелле с 1950 по 1962 год. С 1954 года он возглавлял там группу теоретической ядерной физики, в которой, в частности, работал Джон Белл. Здесь он внес два новаторских вклада в ядерную физику. Один из них заключался в разработке метода работы с силами короткого радиуса действия в задаче о трех телах. Другой – в создании мощного приближения к ядерным силам, которое впоследствии широко использовалось как «модель Скайрма». В 1962 году он предложил математическое описание фундаментальных частиц, в котором частицы, такие как нейтроны и протоны, подчиняющиеся принципу исключения Паули, предстают как проявления полей, таких как поле мезонов. Эти объекты позже, в 1982 году, стали известны как скирмионы. За эту работу Скайрм был удостоен медали Хьюза Королевского общества в 1985 году, но так и не получил полного признания в виде членства в нем. В 1958/59 годах он вместе с женой совершил годичное кругосветное путешествие на автомобиле и Land Rover. Они полюбили пышные тропические сады Малайзии и решили поселиться там. В 1962 году они покинули Харвелл, и Скайрм занял должность в Университете Малайи в Куала-Лумпуре. Он обнаружил, что эта работа связана с большими преподавательскими нагрузками и мало стимулировала его исследовательскую деятельность, и к 1964 году вернулся в Великобританию на должность профессора математической физики в Бирмингемский университет, где оставался до конца своей карьеры. Его хобби включали домашнюю электронику – он построил свой собственный телевизор и Hi-Fi систему в 1950-х годах, а также садоводство, где он и Дороти предприняли раннюю попытку обеспечить себя всем необходимым. Скайрм умер 25 июня 1987 года в больнице Селли Оук в Бирмингеме от эмболии после обычной операции.

Tony Skyrme was born in Lewisham, London, the child of a bank clerk. He attended a boarding school in Lewisham and then won a scholarship to Eton. He excelled at mathematics and won several prizes in the subject at the school, including the Tomline Prize in 1939 and the Russell Prize in 1940. He went on to Trinity College, Cambridge, where he again excelled, he passed part one of the mathematical tripos as a wrangler in 1942, and part three in 1943 with a first class degree. While there he was president of The Archimedeans mathematics society. With World War Two at its height after graduation he was drafted into war work as a mathematician under Rudolf Peierls who was leading a team working on the theoretical aspects of atomic energy, particularly as applied to atomic weapons. At the end of 1943 Peierls and several other of the British scientists working on the atom, were transferred to the United States to assist in the Manhattan project to build a nuclear weapon. Skyrme followed later in 1944, and worked on problems concerning the diffusion plant for isotope separation. He also used IBM punch card tabulators to calculate the implosions needed to detonate a plutonium bomb. His war time work earned him a fellowship at Oxford. But he followed Peierls to the University of Birmingham where he became a research fellow. The academic years 1948–9 and 1949–50 were spent at the Massachusetts Institute of Technology and at the Institute for Advanced Study in Princeton, respectively. In 1949 he married Dorothy Mildred, a lecturer in experimental nuclear physics whom he had met at Birmingham University. Their marriage had no children. Returning to Britain both he and Dorothy gained posts at the Atomic Energy Research Establishment at Harwell from 1950 to 1962. From 1954 he was head of the group there for theoretical nuclear physics, in which among others John Bell worked. Here he made two pioneering contributions to nuclear physics. One was to show how to handle short range forces in a three body problem. The other was a powerful approximation to nuclear forces, later widely used as the ‘Skyrme model’. In 1962 he proposed a mathematical treatment of fundamental particles, in which particles such as neutrons and protons, that obey the Pauli exclusion principle, appear as manifestations of fields such as that of mesons. These entities would later in 1982 become known as Skyrmions. For this work Skyrme was awarded the Hughes medal of the Royal Society in 1985 but never received the full accolade of a fellowship there. In 1958/59 he had travelled with his wife as tourists in a one year overland circumnavigation of the globe by car and Land Rover. They fell in love with the lush tropical gardens of Malaysia and decided to settle there. In 1962 they left Harwell and Skyrme took up a post in the University of Malaya in Kuala Lumpur. He found this involved heavy lecturing commitments and was less than stimulating to his research work and by 1964 had returned to Britain to a post as professor of Mathematical Physics at the University of Birmingham where he remained for the rest of his career. His hobbies were home electronics he built his own television receiver and Hi Fi in the 1950s; and gardening, where he and Dorothy made an early attempt at self sufficiency. Skyrme died on 25 June 1987 in Selly Oak Hospital, Birmingham, of an embolism after a routine operation.