Али Х. Чамседдин (араб. علي شمس الدين , родился 20 февраля 1953 года) [2] — ливанский [3] физик, известный своим вкладом в физику элементарных частиц , общую теорию относительности и математическую физику . [4] [5] По состоянию на 2013 год [обновлять]Чамседдин является профессором физики в Американском университете в Бейруте [6] и Институте высших научных исследований . [7]
Али Х. Чамседдин родился в 1953 году в городе Джун , Ливан. Он получил степень бакалавра наук по физике в Ливанском университете в июле 1973 года. Получив стипендию от Ливанского университета для продолжения обучения в аспирантуре по физике в Имперском колледже Лондона , Чамседдин получил диплом по физике в июне 1974 года под руководством Тома Киббла . После этого Чамседдин также получил докторскую степень по теоретической физике в Имперском колледже Лондона в сентябре 1976 года, где он учился под руководством лауреата Нобелевской премии Абдуса Салама . Позже Чамседдин прошел постдокторантуру в Международном центре теоретической физики Абдуса Салама (ICTP), а затем продолжил свою научную карьеру в университетах, включая Американский университет Бейрута , ЦЕРН , Северо-Восточный университет , Швейцарскую высшую технологическую школу Цюриха и Цюрихский университет .
Чамседдин работал над своей докторской диссертацией по новой в то время области: суперсимметрии . [8] Его диссертация «Суперсимметрия и поля высших спинов» [9] , защищенная в сентябре 1976 года, заложила основу для его работы с Питером Уэстом « Супергравитация как калибровочная теория суперсимметрии», использующей формулировку расслоенных волокон . [10] Эта работа считается наиболее элегантной формулировкой N=1 супергравитации.
В 1980 году, работая в ЦЕРНе в качестве научного сотрудника, Чамседдин открыл десятимерную супергравитацию и ее компактификации и симметрии в четырех измерениях. [11] Год спустя Чамседдин перешел в Северо-Восточный университет в Бостоне , где связал десятимерную супергравитацию с материей Янга-Миллса и в то же время открыл дуальную формулировку N=1 супергравитации в десяти измерениях. [12] Эта модель оказалась пределом низкой энергии гетеротической суперструны . [13] Самым важным достижением Чамседдина в этой области является то, что он сделал в 1982 году в сотрудничестве с Ричардом Арновиттом и Праном Натом в Северо-Восточном университете. Они построили самую общую связь суперсимметричной стандартной модели с супергравитацией, сделав суперсимметрию локальной симметрией и применив механизм супер Хиггса и разработав правила тензорного исчисления . [14] Затем они построили минимально супергравитационную стандартную модель mSUGRA , которая создает суперсимметричную стандартную модель со спонтанным нарушением всего с четырьмя параметрами и одним знаком вместо более чем 130 параметров, которые использовались ранее. [15] Эта работа показала, что нарушение суперсимметрии является чисто гравитационным эффектом , который происходит в масштабах Планка и, таким образом, вызывает нарушение электрослабой симметрии . Их статья «Локально суперсимметричное великое объединение» [16] является высокоцитируемой статьей, и это модель, используемая экспериментаторами на LHC в поисках суперсимметрии. [17]
В 1992 году Шамседдин начал работать над квантовой теорией гравитации , используя недавно разработанную область некоммутативной геометрии , которая была основана Аленом Конном , как подходящую возможность. [18] Вместе с Юргом Фрёлихом и Г. Фелдером Шамседдин разработал структуры, необходимые для определения римановой некоммутативной геометрии (метрики, связности и кривизны), применив этот метод к двулистному пространству. [19] Позже, в 1996 году, Шамседдин начал сотрудничать с Аленом Конном, что продолжается и по сей день. Они открыли «принцип спектрального действия», [20] который является утверждением о том, что спектр оператора Дирака, определяющего некоммутативное пространство, является геометрически инвариантным. Используя этот принцип, Шамседдин и Конн определили, что наше пространство-время имеет скрытую дискретную структуру, тензорно выраженную в виде четырехмерного непрерывного многообразия . Этот принцип с помощью некоммутативной геометрии определяет все фундаментальные поля и их динамику. Удивительно, что полученная модель была ничем иным, как Стандартной моделью физики элементарных частиц со всеми ее симметриями и полями, включая поле Хиггса как калибровочное поле вдоль дискретных направлений, а также явления спонтанного нарушения симметрии. Фермионы получаются с правильным представлением, и их число, как предсказывают, составляет 16 на семейство [21]
Преимущество некоммутативной геометрии заключается в том, что она обеспечивает новую парадигму геометрического пространства, выраженную на языке квантовой механики , где операторы заменяют координаты. [22] Новый подход соответствует взгляду Альберта Эйнштейна , где общая теория относительности возникла из геометрии искривленных многообразий. В 2010 году Чамседдин и Коннес заметили, что модель имеет одно новое скалярное поле , отсутствующее в Стандартной модели, которое отвечает за малые массы нейтрино . [23] После открытия частицы Хиггса, которая, как известно, не согласуется с расширением связи Хиггса до очень высоких энергий, было обнаружено, что это новое скалярное поле — именно то, что нужно, и решает проблему стабильности Стандартной модели. [24]
В недавней работе Шамседдин, Ален Конн и Вячеслав Муханов открыли обобщение соотношения неопределенности Гейзенберга для геометрии, где оператор Дирака играет роль импульсов , а координаты, тензорные с алгеброй Клиффорда , служат отображениями из многообразия в сферу с той же размерностью. [25] Они показали, что любое связное риманово 4-мерное многообразие Spin с квантованным объемом появляется как неприводимое представление двусторонних коммутационных соотношений в размерности четыре [26] с двумя видами сфер, служащими квантами геометрии.