Шелдон Глэшоу: Жизнь и научные достижения

Введение

Американский физик-теоретик Шелдон Ли Гласхоу ( /ˈɡlæʃoʊ/ в американском английском и /ˈɡlæʃaʊ/ в британском английском; род. 5 декабря 1932 года) — американский физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии. Он является профессором математики и физики в Бостонском университете и профессором физики имени Юджина Хиггинса в отставке в Гарвардском университете, а также входит в совет спонсоров Бюллетеня учёных-атомщиков.

Рождение и образование

Шелдон Глашоу родился 5 декабря 1932 года в Нью-Йорке в семье еврейских иммигрантов из России, Беллы (урождённой Рубин) и Льюиса Глуховского, работавшего сантехником. Он окончил Бронксскую среднюю школу науки в 1950 году. Глашоу учился в одном классе со Стивеном Вайнбергом, чьи собственные исследования, независимые от работ Глашоу, привели к тому, что Глашоу, Вайнберг и Абдус Салам разделили Нобелевскую премию по физике в 1979 году (см. ниже). Глашоу получил степень бакалавра искусств в Корнелльском университете в 1954 году и степень доктора философии по физике в Гарвардском университете в 1959 году под руководством лауреата Нобелевской премии Джулиана Швингера. После этого Глашоу стал стипендиатом NSF в NORDITA и встретился с Мюрреем Гелл-Манном, который убедил его стать научным сотрудником в Калифорнийском технологическом институте. Затем Глашоу работал ассистентом профессора в Стэнфордском университете, прежде чем перейти в Калифорнийский университет в Беркли, где он был доцентом с 1962 по 1966 год. В 1966 году он присоединился к физическому факультету Гарварда в качестве профессора, а в 1979 году был назначен профессором физики имени Юджина Хиггинса. В 2000 году он стал профессором-эмеритом. Глашоу был приглашённым учёным в ЦЕРН и профессором в Университете Экс-Марсель, MIT, Брукхейвенской национальной лаборатории, Техасском университете A&M, Университете Хьюстона и Бостонском университете. Глашоу расширил модели электрослабого объединения, предложенные Швингером, включив в них нейтральный ток короткого радиуса действия, Z0. Предложенная Глашоу структура симметрии SU(2) × U(1) легла в основу общепринятой теории электрослабых взаимодействий. За это открытие Глашоу совместно со Стивеном Вайнбергом и Абдусом Саламом был удостоен Нобелевской премии по физике 1979 года. В сотрудничестве с Джеймсом Бьёркеном Глашоу первым предсказал существование четвёртого кварка, c-кварка (кварка очарования), в 1964 году. Это произошло в то время, когда было обнаружено 4 лептона, но было предложено только 3 кварка. Дальнейшее развитие их работы в 1970 году, механизм GIM, показало, что две пары кварков – (d, s) и (u, c) – в значительной степени компенсируют изменение вкуса нейтральных токов, которые были экспериментально обнаружены на уровнях, значительно ниже теоретических предсказаний, основанных на существовании только 3 кварков. Предсказание c-кварка также устранило серьёзную проблему для любой квантовой теории поля с неравным числом кварков и лептонов – аномалию, при которой симметрии классической теории поля не переносятся в квантовую теорию. В 1973 году Глашоу и Говард Георги предложили первую великую объединяющую теорию. Они обнаружили способ включить калибровочные силы стандартной модели в группу Ли SU(5), а кварки и лептоны – в два простых представления. Их теория качественно предсказала общую картину изменения констант связи, и, при разумных предположениях, дала приблизительные значения отношения масс лептонов и кварков третьего поколения. Это также было первым указанием на то, что закон сохранения барионного числа не является точным, и что протон нестабилен. Эта работа стала основой для всех последующих объединяющих теорий. В 1977 году Глашоу разделил Мемориальную премию имени Дж. Роберта Оппенгеймера с Фезой Гюрсеем.

Sheldon Glashow was born on December 5, 1932, in New York City, to Jewish immigrants from Russia, Bella (née Rubin) and Lewis Gluchovsky, a plumber. He graduated from Bronx High School of Science in 1950. Glashow was in the same graduating class as Steven Weinberg, whose own research, independent of Glashow's, would result in Glashow, Weinberg, and Abdus Salam sharing the 1979 Nobel Prize in Physics (see below). Glashow received a Bachelor of Arts degree from Cornell University in 1954 and a PhD degree in physics from Harvard University in 1959 under Nobel laureate physicist Julian Schwinger. Afterwards, Glashow became a NSF fellow at NORDITA and met Murray Gell Mann, who convinced him to become a research fellow at the California Institute of Technology. Glashow then became an assistant professor at Stanford University before joining the University of California, Berkeley where he was an associate professor from 1962 to 1966. He joined the Harvard physics department as a professor in 1966, and was named Eugene Higgins Professor of Physics in 1979; he became emeritus in 2000. Glashow has been a visiting scientist at CERN, and professor at Aix Marseille University, MIT, Brookhaven Laboratory, Texas A&M, the University of Houston, and Boston University. Glashow extended electroweak unification models due to Schwinger by including a short range neutral current, the Z0. The resulting symmetry structure that Glashow proposed, SU(2) × U(1), forms the basis of the accepted theory of the electroweak interactions. For this discovery, Glashow along with Steven Weinberg and Abdus Salam, was awarded the 1979 Nobel Prize in Physics. In collaboration with James Bjorken, Glashow was the first to predict a fourth quark, the charm quark, in 1964. This was at a time when 4 leptons had been discovered but only 3 quarks proposed. The development of their work in 1970, the GIM mechanism showed that the two quark pairs: (d. s), (u,c), would largely cancel out flavor changing neutral currents, which had been observed experimentally at far lower levels than theoretically predicted on the basis of 3 quarks only. The prediction of the charm quark also removed a technical disaster for any quantum field theory with unequal numbers of quarks and leptons — an anomaly — where classical field theory symmetries fail to carry over into the quantum theory. In 1973, Glashow and Howard Georgi proposed the first grand unified theory. They discovered how to fit the gauge forces in the standard model into an SU(5) Lie group group, and the quarks and leptons into two simple representations. Their theory qualitatively predicted the general pattern of coupling constant running, with plausible assumptions, it gave rough mass ratio values between third generation leptons and quarks, and it was the first indication that the law of Baryon number is inexact, that the proton is unstable. This work was the foundation for all future unifying work. Glashow shared the 1977 J. Robert Oppenheimer Memorial Prize with Feza Gürsey.

Критика теории суперструн

Глашоу скептически относится к теории суперструн из-за отсутствия экспериментально проверяемых предсказаний. Он выступал против принятия теоретиков струн в физический факультет Гарварда, однако эта попытка не увенчалась успехом. Примерно на десятой минуте второго эпизода телесериала "Элегантная Вселенная" – "Строки – это суть" – он описывает теорию суперструн как область, отличную от физики, иронично заявляя: "Можно назвать это опухолью, если угодно".

Личная жизнь

Глашоу женат на Джоан Ширли Александр. У них четверо детей. Глашоу описывал себя как "практикующего атеиста" и демократа. Глашоу – один из 20 американских лауреатов Нобелевской премии по физике, подписавших письмо президенту Джорджу Бушу в мае 2008 года с призывом "исправить ущерб, нанесенный фундаментальным научным исследованиям в рамках закона об ассигнованиях на 2008 финансовый год", запросив дополнительное экстренное финансирование для Управления науки Министерства энергетики, Национального научного фонда и Национального института стандартов и технологий.