stringtranslate.com

Рудольф Хааг

Рудольф Хааг (17 августа 1922 г. – 5 января 2016 г.) был немецким физиком -теоретиком , который в основном занимался фундаментальными вопросами квантовой теории поля . Он был одним из основателей современной формулировки квантовой теории поля и определил формальную структуру в терминах принципа локальности и локальных наблюдаемых . Он также добился важных успехов в основах квантовой статистической механики . [2]

Биография

Рудольф Хааг родился 17 августа 1922 года в Тюбингене , университетском городе в центре Баден-Вюртемберга . Его семья принадлежала к культурному среднему классу. Мать Хаага была писательницей и политиком Анной Хааг. [3] Его отец, Альберт Хааг, был учителем математики в гимназии . После окончания средней школы в 1939 году он навестил свою сестру в Лондоне незадолго до начала Второй мировой войны . Он был интернирован как вражеский иностранец и провел войну в лагере для немецких гражданских лиц в Манитобе . Там он использовал свое свободное время после ежедневных обязательных работ, чтобы изучать физику и математику как самоучка . [4]

После войны Хааг вернулся в Германию и в 1946 году поступил в Технический университет Штутгарта , который он окончил как физик в 1948 году. В 1951 году он получил докторскую степень в Мюнхенском университете под руководством Фрица Боппа [5] и был его ассистентом до 1956 года. В апреле 1953 года он присоединился к теоретической исследовательской группе ЦЕРНа в Копенгагене [примечание 1] под руководством Нильса Бора . [7] [8] Через год он вернулся на свою должность ассистента в Мюнхене и завершил немецкую хабилитацию в 1954 году . [9] С 1956 по 1957 год он работал с Вернером Гейзенбергом в Институте физики Макса Планка в Гёттингене . [10]

С 1957 по 1959 год он был приглашенным профессором в Принстонском университете , а с 1959 по 1960 год работал в Марсельском университете . В 1960 году он стал профессором физики в Иллинойсском университете в Урбане-Шампейне. В 1965 году он и Рес Йост основали журнал Communications in Mathematical Physics . Хааг оставался первым главным редактором до 1973 года . [11] В 1966 году он принял должность профессора теоретической физики в Гамбургском университете , где и оставался до выхода на пенсию в 1987 году. [12] После выхода на пенсию он работал над концепцией квантового физического события . [13]

Хааг проявил интерес к музыке в раннем возрасте. Он начал учиться игре на скрипке , но позже предпочел фортепиано , на котором играл почти каждый день. В 1948 году Хааг женился на Кете Фуэс, [примечание 2], с которой у него было четверо детей: Альберт, Фридрих, Элизабет и Ульрих. После выхода на пенсию он переехал вместе со своей второй женой Барбарой Кли [примечание 3] в Шлирзее , пасторальную деревню в баварских горах. Он умер 5 января 2016 года в Фишхаузен-Нойхаусе, на юге Баварии. [15]

Научная карьера

В начале своей карьеры Хааг внес значительный вклад в концепции квантовой теории поля, включая теорему Хаага , из которой следует, что картина взаимодействия квантовой механики не существует в квантовой теории поля. [примечание 4] Возникла необходимость в новом подходе к описанию процессов рассеяния частиц. В последующие годы Хааг разработал то, что известно как теория рассеяния Хаага–Рюэля . [17]

В ходе этой работы он понял, что жесткая связь между полями и частицами, которая постулировалась до этого момента, не существует, и что интерпретация частиц должна основываться на принципе локальности Альберта Эйнштейна , который назначает операторы областям пространства-времени. Эти идеи нашли свою окончательную формулировку в аксиомах Хаага–Кастлера для локальных наблюдаемых квантовых теорий поля. [18] Эта структура использует элементы теории операторных алгебр и поэтому называется алгебраической квантовой теорией поля или, с физической точки зрения, локальной квантовой физикой . [19]

Эта концепция оказалась плодотворной для понимания фундаментальных свойств любой теории в четырехмерном пространстве Минковского . Не делая предположений о ненаблюдаемых полях, изменяющих заряд, Хааг в сотрудничестве с Серхио Допликером и Джоном Э. Робертсом выяснил возможную структуру секторов суперселекции наблюдаемых в теориях с короткодействующими силами. [примечание 5] Секторы всегда могут быть составлены друг с другом, каждый сектор удовлетворяет либо парабозе- , либо параферми - статистике, и для каждого сектора существует сопряженный сектор. Эти идеи соответствуют аддитивности зарядов в интерпретации частиц, альтернативе Бозе-Ферми для статистики частиц и существованию античастиц . В частном случае простых секторов глобальная калибровочная группа и поля, переносящие заряд, которые могут генерировать все секторы из вакуумного состояния, были реконструированы из наблюдаемых. [20] [21] Эти результаты были позднее обобщены для произвольных секторов в теореме двойственности Допликера–Робертса . [22] Применение этих методов к теориям в низкоразмерных пространствах также привело к пониманию возникновения статистики групп кос и квантовых групп . [23]

В квантовой статистической механике Хааг вместе с Николаасом М. Хугенхольцем и Маринусом Виннинком преуспел в обобщении характеристики Гиббса – фон Неймана для состояний теплового равновесия с использованием условия КМС (названного в честь Рёго Кубо , Пола К. Мартина и Джулиана Швингера ) таким образом, что оно распространяется на бесконечные системы в термодинамическом пределе . Оказалось, что это условие также играет важную роль в теории алгебр фон Неймана и привело к теории Томиты–Такесаки . Эта теория оказалась центральным элементом в структурном анализе, а недавно [примечание 6] также в построении конкретных квантово-полевых теоретических моделей. [примечание 7] Вместе с Даниэлем Кастлером и Эвой Трих-Полмейер Хааг также преуспел в выведении условия КМС из свойств устойчивости состояний теплового равновесия. [26] Вместе с Хузихиро Араки , Дэниелом Кастлером и Масамичи Такесаки он также разработал теорию химического потенциала в этом контексте. [27]

Рамка, созданная Хаагом и Кастлером для изучения квантовых теорий поля в пространстве Минковского, может быть перенесена на теории в искривленном пространстве-времени. Работая с Клаусом Фреденхагеном , Хайде Нарнхофер и Ульрихом Штайном, Хааг внес важный вклад в понимание эффекта Унру и излучения Хокинга . [28]

Хааг испытывал определенное недоверие к тому, что он считал спекулятивными разработками в теоретической физике [примечание 8], но время от времени занимался такими вопросами. [29] Наиболее известным вкладом является теорема Хаага–Лопушаньского–Сониуса , которая классифицирует возможные суперсимметрии S-матрицы , которые не охватываются теоремой Коулмана–Мандулы . [примечание 9] [30]

Почести и награды

В 1970 году Хааг получил медаль Макса Планка за выдающиеся достижения в теоретической физике [31] , а в 1997 году премию Анри Пуанкаре [32] за фундаментальный вклад в квантовую теорию поля как один из основателей современной формулировки. [2] С 1980 года Хааг был членом Немецкой национальной академии наук Леопольдина [33] , а с 1981 года — Гёттингенской академии наук . [34] С 1979 года он был членом-корреспондентом Баварской академии наук [35] , а с 1987 года — Австрийской академии наук . [36]

Публикации

Учебник

Избранные научные труды

Другие

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Поскольку лаборатория в Женеве все еще находилась в стадии строительства, исследовательская группа была размещена в Институте Нильса Бора в Копенгагене. [6]
  2. ^ Кете Фуэс была одной из дочерей немецкого физика-теоретика Эрвина Фуэса . [14]
  3. ↑ Хааг женился на Барбаре Кли после преждевременной смерти Кете.
  4. ^ Теорема Хаага утверждает, что обычное представление пространства Фока не может быть использовано для описания взаимодействующих релятивистских квантовых полей с каноническими коммутационными соотношениями. Для этого нужны неэквивалентные представления полей в гильбертовом пространстве . [16]
  5. ^ Единственным дополнительным предположением к аксиомам Хаага–Кастлера для наблюдаемых в этом анализе был постулат двойственности Хаага, который позднее был установлен Джозефом Дж. Бизоньяно и Эйвиндом Х. Вихманом в рамках квантовой теории поля; обсуждение бесконечной статистики также было исключено.
  6. ^ Относится к алгебраическим конструктивным квантовым теориям поля, рожденным в начале этого века. Они отличаются от конструктивных теорий, математически разработанных в 70-х и 80-х годах, вдохновленных полуклассическими идеями. См., например, исторический обзор Саммерса. [24]
  7. ^ Обзор построения большого количества моделей с использованием этих методов можно найти в главе Лехнера. [25]
  8. ^ Он критиковал теорию струн , утверждая, что концепция частицы неверно понимается в общепринятых рамках квантовой теории поля. [7]
  9. ^ Теорема Сиднея Коулмена и Джеффри Мандулы исключает нетривиальную связь бозонных групп внутренней симметрии с геометрическими симметриями ( группа Пуанкаре ). Суперсимметрия, с другой стороны, допускает такую ​​связь.

Ссылки

  1. ^ Рудольф Хааг (13 января 2016 г.); Бухгольц, Детлев; Фреденхаген, Клаус (2016). «Нахруф о Рудольфе Хааге». Физический журнал (на немецком языке). 15 (4): 53.(Некрологи).
  2. ^ ab "Цитата о премии Анри Пуанкаре". Международная ассоциация математической физики . Получено 9 января 2021 г.
  3. ^ Хааг, Рудольф; Хааг, Анна (2003). Leben und gelebt werden: Erinnerungen und Betrachtungen (на немецком языке) (1-е изд.). Зильбербург. ISBN 978-3874075626. Тиммс, Эдвард (2016). Анна Хааг и ее тайный дневник Второй мировой войны: ответ демократической немецкой феминистки на катастрофу национал-социализма . Питер Ланг АГ, Internationaler Verlag der Wissenschaften. ISBN 978-3034318181.
  4. ^ Кастлер, Дэниел (2003). «Рудольф Хааг – Восемьдесят лет». Сообщения по математической физике . 237 (1–2): 3–6. Bibcode : 2003CMaPh.237....3K. doi : 10.1007/s00220-003-0829-1. S2CID  121438414.
  5. ^ Докторская диссертация - Хааг, Рудольф (1951). Die korrespondenzmässige Methode in der Theorie der Elementarteilchen (Диссертация) (на немецком языке). Мюнхен.
  6. ^ Поггендорф, Иоганн К. (1958). JC Poggendorffs biographisch-literarisches Handwörterbuch zur Geschichte der Exacten Wissenschaften (на немецком языке). Дж. А. Барт.
  7. ^ ab Haag, Rudolf (2010). «Некоторые люди и некоторые проблемы встретились за полвека преданности математической физике». The European Physical Journal H . 35 (3): 263–307. Bibcode :2010EPJH...35..263H. doi :10.1140/epjh/e2010-10032-4. S2CID  59320730.
  8. ^ "Закрытие Теоретического исследовательского отдела ЦЕРНа в Копенгагене". timeline.web.cern.ch . Получено 19 января 2021 г. .
  9. ↑ Диссертация на соискание ученой степени доктора наук: Хааг, Рудольф (1954). О квантовых теориях поля (диссертация). Том 29. Копенгаген: Munksgaard in Komm. (опубликовано в 1955 г.).
  10. ^ Бухгольц, Детлев; Фреденхаген, Клаус (2016). «Нахруф о Рудольфе Хааге». Физический журнал (на немецком языке). 15 (4): 53.
  11. ^ Джаффе, Артур; Ререн, Карл-Хеннинг (2016). «Рудольф Хааг». Physics Today . 69 (7): 70–71. Bibcode : 2016PhT....69g..70J. doi : 10.1063/PT.3.3244 .
  12. ^ Шенхаммер, Курт (2016). «Nachruf auf Rudolf Haag. 17 августа 1922 г. - 5 января 2016 г.». Jahrbuch der Akademie der Wissenschaften zu Göttingen (на немецком языке): 236–237. дои : 10.1515/jbg-2016-0026. S2CID  188592087.
  13. ^ Хааг, Рудольф (1990). «Фундаментальная необратимость и концепция событий». Сообщения по математической физике . 132 (1): 245–252. Bibcode : 1990CMaPh.132..245H. doi : 10.1007/BF02278010. S2CID  120715539. Хааг, Рудольф (2015). «Лица квантовой физики». Послание квантовой науки . Конспект лекций по физике. Том 899. Springer, Берлин, Гейдельберг. С. 219–234. doi :10.1007/978-3-662-46422-9_9. ISBN 978-3-662-46422-9. Хааг, Рудольф (2019). «О квантовой теории». International Journal of Quantum Information . 17 (4): 1950037–1–9. Bibcode : 2019IJQI...1750037H. doi : 10.1142/S0219749919500370.
  14. ^ "Das Jahr 1958 Letzte Zusammenarbeit mit Heisenberg. Die Spinortheorie der Elementarteilchen und die Genfer Hochenergiekonferenz" . Вольфганг Паули . Источники по истории математики и физических наук (на немецком языке). Том. 18. Шпрингер, Берлин, Гейдельберг. 2005. с. 1186. дои : 10.1007/3-540-26832-4_2. ISBN 978-3-540-26832-1.
  15. ^ Бухгольц, Детлев; Допличер, Серджио; Фреденхаген, Клаус (2016). «Рудольф Хааг (1922–2016)» (PDF) . Информационный бюллетень Международной ассоциации математической физики : 27–31.
  16. ^ "Теорема Хаага". Энциклопедия математики . Получено 9 января 2021 г.
  17. ^ См., например, обзор: Buchholz, Detlev; Summers, Stephen J. (2006). "Scattering in Relativistic Quantum Field Theory: Fundamental Concepts and Tools". Encyclopedia of Mathematical Physics . Academic Press. pp. 456–465. arXiv : math-ph/0509047 . doi :10.1016/B0-12-512666-2/00018-3. ISBN 978-0-12-512666-3. S2CID  16258638.
  18. ^ Брунетти, Ромео; Фреденхаген, Клаус (2006). «Алгебраический подход к квантовой теории поля». Энциклопедия математической физики . Academic Press. стр. 198–204. arXiv : math-ph/0411072 . doi :10.1016/B0-12-512666-2/00078-X. ISBN 978-0-12-512666-3. S2CID  119018200.
  19. ^ Хааг, Рудольф (1996). Локальная квантовая физика: поля, частицы, алгебры (2-е изд.). Springer-Verlag Berlin Heidelberg. doi :10.1007/978-3-642-61458-3. ISBN 978-3-540-61049-6.
  20. ^ Фреденхаген, Клаус (2015). «Введение в алгебраическую квантовую теорию поля». Достижения в алгебраической квантовой теории поля . Исследования по математической физике. Springer International Publishing. стр. 1–30. doi :10.1007/978-3-319-21353-8_1. ISBN 978-3-319-21352-1.
  21. ^ Доплихер, Серджио; Хааг, Рудольф; Робертс, Джон Э. (1969). «Поля, наблюдаемые и калибровочные преобразования I». Сообщения по математической физике . 13 (1): 1–23. Bibcode :1969CMaPh..13....1D. doi :10.1007/BF01645267. S2CID  123420887. Доплихер, Серджио; Хааг, Рудольф; Робертс, Джон Э. (1969). «Поля, наблюдаемые и калибровочные преобразования II». Сообщения по математической физике . 15 (3): 173–200. Bibcode :1969CMaPh..15..173D. doi :10.1007/BF01645674. S2CID  189831020.
  22. ^ Доплихер, Серджио; Робертс, Джон Э. (1989). «Новая теория двойственности для компактных групп». Inventiones Mathematicae . 98 : 157–218. Bibcode :1989InMat..98..157D. doi :10.1007/BF01388849. S2CID  120280418. Доплихер, Серджио; Робертс, Джон Э. (1990). «Почему существует полевая алгебра с компактной калибровочной группой, описывающая структуру суперотбора в физике частиц». Communications in Mathematical Physics . 131 (1): 51–107. Bibcode : 1990CMaPh.131...51D. doi : 10.1007/BF02097680. S2CID  121071316.
  23. ^ Фреденхаген, Клаус; Ререн, Карл-Хеннинг; Шрёр, Берт (1989). "Секторы суперселекции со статистикой групп кос и обменными алгебрами. 1. Общая теория". Сообщения по математической физике . 125 (2): 201. Bibcode : 1989CMaPh.125..201F. doi : 10.1007/BF01217906. S2CID  122633954. Фреденхаген, Клаус; Ререн, Карл-Хеннинг; Шрёр, Берт (1992). «Секторы суперселекции со статистикой групп кос и обменными алгебрами. 2. Геометрические аспекты и конформная ковариация». Обзоры по математической физике . 4 : 113–157. Bibcode :1992RvMaP...4S.113F. doi :10.1142/S0129055X92000170. Фрёлих, Юрг; Габбиани, Фабрицио (1991). «Статистика кос в локальной квантовой теории». Обзоры по математической физике . 2 (3): 251–354. doi :10.1142/S0129055X90000107.
  24. ^ Саммерс, Стивен. «Конструктивная квантовая теория поля». Кафедра математики, Университет Флориды . Получено 9 января 2021 г.
  25. ^ Лехнер, Гэндальф (2015). «Алгебраическая конструктивная квантовая теория поля: интегрируемые модели и методы деформации». Достижения в алгебраической квантовой теории поля . Исследования по математической физике. Springer International Publishing. стр. 397–448. Bibcode :2015aaqf.book.....B. doi :10.1007/978-3-319-21353-8. ISBN 978-3-319-21352-1.
  26. ^ Jäkel, Christian D. (2006). "Thermal Quantum Field Theory". Энциклопедия математической физики . Academic Press. стр. 227–235. doi :10.1016/B0-12-512666-2/00089-4. ISBN 978-0-12-512666-3.
  27. ^ Лонго, Роберто (2001). «Заметки к теореме об индексе квантовой теории». Сообщения по математической физике . 222 (1): 45–96. arXiv : math/0003082 . Bibcode :2001CMaPh.222...45L. doi :10.1007/s002200100492. S2CID  14305468.
  28. ^ Кей, Бернард С. (2006). «Квантовая теория поля в искривленном пространстве-времени». Энциклопедия математической физики . Academic Press. стр. 202–212. arXiv : gr-qc/0601008 . doi :10.1016/B0-12-512666-2/00018-3. ISBN 978-0-12-512666-3. S2CID  16258638.
  29. ^ Jaeger, Gregg (2023). «Онтология локальной квантовой физики Хаага». Энтропия . 26 (1): 33. doi : 10.3390/e26010033 . PMC 10814221. PMID  38248159 . 
  30. ^ Малдасена, Хуан Мартин (1998). «Большой предел N суперконформных теорий поля и супергравитации». Успехи теоретической и математической физики . 2 (4): 231–252. arXiv : hep-th/9711200 . doi :10.1023/A:1026654312961. S2CID  12613310. Мартин, Стивен П. (2010). "A Supersymmetry Primer". Perspectives on Supersymmetry II . Vol. 21. pp. 1–153. arXiv : hep-ph/9709356 . Bibcode :2010pesu.book....1M. doi :10.1142/9789814307505_0001. ISBN 978-981-4307-48-2. {{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )
  31. ^ "Лауреаты премии имени Макса Планка". Немецкое физическое общество (на немецком языке) . Получено 9 января 2021 г.
  32. ^ "Лауреаты премии Анри Пуанкаре". Международная ассоциация математической физики . Получено 9 января 2021 г.
  33. ^ "Страница члена Немецкой национальной академии наук Леопольдина Рудольфа Хаага". Немецкая национальная академия наук Леопольдина . Получено 9 января 2021 г.
  34. ^ "Страница члена Гёттингенской академии наук Рудольфа Хаага". Гёттингенская академия наук (на немецком языке) . Получено 3 марта 2021 г. (:Неизвестно) Неизвестно (2011). Akademie der Wissenschaften zu Göttingen (ред.). Jahrbuch der Akademie der Wissenschaften zu Göttingen 2010 (на немецком языке). Де Грютер. doi : 10.26015/adwdocs-386. ISBN 978-3110236767.
  35. ^ "Страница члена Баварской академии наук Рудольфа Хаага". Баварская академия наук . Получено 9 января 2021 г.
  36. ^ "Страница члена Австрийской академии наук Рудольфа Хаага". Австрийская академия наук . Архивировано из оригинала 12 ноября 2020 года . Получено 9 января 2021 года .

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Рудольф Хааг .