Джеймс Дэниел « Б. Дж. » Бьёркен (22 июня 1934 — 6 августа 2024) — американский физик-теоретик . Он был стипендиатом Патнэма в 1954 году, [1] получил степень бакалавра наук по физике в Массачусетском технологическом институте в 1956 году и получил докторскую степень в Стэнфордском университете в 1959 году. Бьёркен был приглашенным ученым в Институте перспективных исследований осенью 1962 года. [2] Он также был почетным профессором в группе теории SLAC в Стэнфордском центре линейных ускорителей и был членом теоретического отдела Национальной ускорительной лаборатории имени Ферми (1979–1989).
Бьёркен был награждён медалью Дирака Международного центра теоретической физики в 2004 году, а в 2015 году — премией Вольфа по физике и премией EPS по физике высоких энергий и элементарных частиц . [3]
Отец Джеймса Бьоркена, Дж. Дэниел Бьоркен, был иммигрантом из Швеции, проживавшим недалеко от озера Сильян . Он сменил фамилию с «Бьоркен» на «Бьоркен» по прибытии в США; он переехал в Чикаго, чтобы работать инженером-электриком, где и встретил свою будущую жену Эдит. Джеймс Бьоркен вырос в Чикаго и увлекался математикой, химией, игрой на валторне и наблюдением за игрой «Чикаго Кабс» на стадионе «Ригли Филд» . Окончив среднюю школу Мэн-Ист в 1952 году, он решил поступить в Массачусетский технологический институт (MIT), а не в Чикагский университет . Несмотря на то, что ему предложили большую финансовую помощь для обучения в Чикагском университете, родители посоветовали ему переехать подальше, чтобы обрести независимость. [4]
В MIT он быстро решил специализироваться на физике; одной из главных причин было то, что ему нравились лекции, которые читал Ганс Мюллер . Другим человеком, оказавшим на него влияние в MIT, был Сидни Дрелл , который стал его наставником. После окончания университета в 1956 году он поступил в Стэнфордский университет , получив докторскую степень в 1959 году и оставаясь там в качестве постдокторанта в течение нескольких лет. [4]
В 1968 году Бьёркен открыл явление, известное как масштабирование светового конуса (или масштабирование Бьёркена ), явление глубокого неупругого рассеяния света на сильно взаимодействующих частицах, известных как адроны (таких как протоны и нейтроны ). Экспериментально наблюдаемые адроны ведут себя как совокупности практически независимых точечных составляющих при зондировании при высоких энергиях.
Свойства этих адронов масштабируются, то есть они определяются не абсолютной энергией эксперимента, а безразмерными кинематическими величинами, такими как угол рассеяния или отношение энергии к переданному импульсу. Поскольку увеличение энергии подразумевает потенциально улучшенное пространственное разрешение, масштабирование подразумевает независимость от абсолютной шкалы разрешения и, следовательно, фактически точечную субструктуру.
Это наблюдение имело решающее значение для признания кварков как реальных элементарных частиц (а не просто удобных теоретических конструкций) и привело к теории сильных взаимодействий, известной как квантовая хромодинамика , где она была понята в терминах свойства асимптотической свободы . В картине Бьёркена кварки становятся точечными, наблюдаемыми объектами на очень коротких расстояниях (высокие энергии), меньших размера адронов.
Бьёркен также открыл правило сумм Бьёркена [5] [ 6], прототипическое правило сумм спина КХД. Оно гласит, что в области масштабирования Бьёркена интеграл функции спиновой структуры протона за вычетом функции нейтрона пропорционален аксиальному заряду нуклона . В частности: , где — масштабирующая переменная Бьёркена, — первая функция спиновой структуры протона (нейтрона), а — аксиальный заряд нуклона , характеризующий β-распад нейтрона . Правило сумм было экспериментально проверено с точностью лучше 10%. [7]
Бьёркен был одним из первых, кто указал на явление гашения струй при столкновениях тяжёлых ионов в 1982 году.
Ричард Фейнман впоследствии переформулировал эту концепцию в партонную модель , используемую для понимания кваркового состава адронов при высоких энергиях. [8] Предсказания масштабирования Бьёркена были подтверждены в экспериментах по электророждению в начале 1960-х годов в SLAC , в которых кварки были обнаружены впервые. Общая идея, с небольшими логарифмическими модификациями, объясняется в квантовой хромодинамике « асимптотической свободой ».
Бьёркен является соавтором, совместно с Сидни Дреллом , классического дополнительного учебника по релятивистской квантовой механике и квантовым полям .
В 1967 году Бьоркен женился на Джоан Голдтуэйт; у них было двое детей, и они были женаты до ее смерти в 1983 году. [9] Он жил в Скай Лонда, Калифорния . [9]
Бьоркен умерла от меланомы в учреждении по уходу за больными в Редвуд-Сити, Калифорния , 6 августа 2024 года в возрасте 90 лет. [9] [10]
INSPIRE-HEP -- Бьоркен
Медиа, связанные с Джеймсом Бьёркеном на Wikimedia Commons
