Эрнст Карл Герлах Штюкельберг (в крещении как Иоганн Мельхиор Эрнст Карл Герлах Штюкельберг , [1] полное имя после 1911 года: барон Эрнст Карл Герлах Штюкельберг фон Брайденбах цу Брайденштайн и Мельсбах ; [2] 1 февраля 1905 — 4 сентября 1984) был швейцарским математиком и физик , которого считают один из самых выдающихся физиков 20 века. [3] [4]
Несмотря на важные достижения в теоретической физике , включая модель фундаментальных сил с обменными частицами , теорию причинной S-матрицы и группу перенормировки , его своеобразный стиль и публикации во второстепенных журналах привели к тому, что его работы не были широко признаны до середины 1990-х годов.
Родился в полуаристократической семье в Базеле в 1905 году, [5] отец Штюкельберга был юристом, а его дед по отцовской линии — выдающимся швейцарским художником. Будучи весьма одаренным школьником, Штюкельберг изначально начал изучать физику в Базельском университете в 1923 году.
Будучи еще студентом, Штюкельберг был приглашен выдающимся квантовым теоретиком Арнольдом Зоммерфельдом посетить его лекции в Мюнхенском университете . В 1927 году он получил докторскую степень по физике катода . Позже в том же году он отправился в Принстонский университет , став доцентом в 1930 году. В 1931 году он был избран членом Американского физического общества . [6]
Он вернулся в Швейцарию в 1932 году, работая сначала в Базельском университете, а затем в следующем году перейдя в Цюрихский университет . В 1934 году он снова переехал в Женевский университет , который вместе с Лозаннским университетом стали его основными базами на всю оставшуюся карьеру.
Пребывание Штюкельберга в Цюрихе позволило ему познакомиться с ведущими квантовыми теоретиками Вольфгангом Паули и Грегором Вентцелем , что, в свою очередь, побудило его сосредоточиться на зарождающейся теории элементарных частиц .
В 1934 году он разработал полностью лоренц-ковариантную теорию возмущений для квантовых полей . [7] [8] Подход, предложенный Штюкельбергом, был очень мощным, но не был принят другими в то время, и теперь почти забыт. Однако, помимо того, что методы Штюкельберга явно ковариантны, они избегают вакуумных пузырей. [9]
Штюкельберг разработал модель векторной бозонной обменной силы в качестве теоретического объяснения сильного ядерного взаимодействия в 1935 году. Однако обсуждения с Паули заставили Штюкельберга отказаться от этой идеи. Она была заново открыта Хидеки Юкавой , который получил Нобелевскую премию по физике за свою работу в 1949 году — первую из нескольких Нобелевских премий, присужденных за работу, в которую Штюкельберг внес свой вклад, без признания. [10]
В 1938 году Штюкельберг осознал, что массивная электродинамика содержит скрытый скаляр, и сформулировал аффинную версию того, что впоследствии стало известно как абелев механизм Хиггса . [11] Он также предложил закон сохранения барионного числа . [12]
Теория параметров эволюции, представленная им в 1941 и 1942 годах, легла в основу современных работ по релятивистской динамике .
В 1941 году он предложил интерпретацию позитрона как электрона с положительной энергией, движущегося назад во времени. [13]
В 1943 году он предложил программу перенормировки для решения проблем бесконечностей в квантовой электродинамике (КЭД), но его статья была отклонена журналом Physical Review . [ необходима ссылка ]
В 1952 году он доказал принцип полудетального равновесия для кинетики без микроскопической обратимости . [14] [15]
В 1953 году он и математик Андре Петерманн открыли группу перенормировки . [16]
Среди его аспирантов был Марсель Генен . [ необходима ссылка ]
В 1976 году он был награжден медалью Макса Планка . [17]
Штюкельберг похоронен на Кладбище королей ( Cimetière des Rois ), которое считается Женевским Пантеоном . [18]
В 2017 году Европейское физическое общество объявило здание Бастионов Женевского университета историческим памятником EPS в честь научных достижений, достигнутых Штюкельбергом и Шарлем-Эженом Гайе в этом здании. [19] [20]
В ЦЕРНе в Превессене , Франция, есть улица Route Stueckelberg , названная в честь Штюкельберга .
Упоминается как недооцененный ученый в романе «Пассажир» американского писателя Кормака Маккарти . [21]