Дэвид Пайнс

Американский квантовый физик (1924–2018)

Дэвид Пайнс (8 июня 1924 г. — 3 мая 2018 г.) — американский физик, получивший признание за свою работу в области квантовых систем многих тел в конденсированном состоянии и ядерной физике . Вместе со своим научным руководителем Дэвидом Бомом он внес вклад в понимание электронных взаимодействий в металлах. ^[2] Бом и Пайнс представили плазмон , квант колебаний электронной плотности в металлах. ^[3] Они были пионерами в использовании приближения случайных фаз . ^[2] Его работа с Джоном Бардином по электрон-фононным взаимодействиям привела к разработке теории сверхпроводимости БКШ . ^{[2] [3]} Пайнс распространил теорию БКШ на ядерную физику, чтобы объяснить стабильность изотопов с четным и нечетным числом нуклонов . ^[3] Он также использовал теорию сверхтекучести для объяснения сбоев в нейтронных звездах . ^[3]

Пайнс был сторонником концепции возникновения в физике . ^[3]

Ранний период жизни

Дэвид Пайнс родился в семье инженера-механика Сидни Пайнса и Эдит Пайнс (урожденной Олдеман). ^[4] Он окончил среднюю школу Хайленд-Парк в Далласе в 1940 году, а затем в течение года учился в колледже Блэк-Маунтин, прежде чем поступить в Калифорнийский университет в Беркли ^[5]

Пайнс получил степень бакалавра по физике в Калифорнийском университете в Беркли в 1944 году и начал там аспирантуру. Его учеба была прервана после первого семестра, когда его призвали на флот. Он прослужил два года, а затем последовал за Дж. Робертом Оппенгеймером , который был наставником в Беркли, в Принстонский университет в 1947 году. Он получил степень доктора философии в Принстоне под руководством Дэвида Бома в 1950 году. ^{[1] [5]}

Научно-исследовательские и академические должности

Пайнс был директором-основателем Института сложной адаптивной материи (ICAM) и Международного института сложной адаптивной материи (I2CAM) (соответственно, общеамериканских и международных учреждений, занимающихся исследованиями и пониманием возникающих явлений), выдающимся профессором физики Калифорнийского университета в Дэвисе , профессором-исследователем физики и почетным профессором физики, электротехники и вычислительной техники в Центре перспективных исследований Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне (UIUC), а также сотрудником офиса Отдела материалов, физики и приложений в Лос-Аламосской национальной лаборатории . ^[5]

Он был директором-основателем Центра перспективных исследований UIUC (1968–70), вице-президентом Аспеновского центра физики с 1968 по 1972 год, основателем и сопредседателем Совместной программы США и СССР по физике с 1968 по 1989 год; соучредителем, вице-президентом, председателем совета попечителей и сопредседателем научного совета Института Санта-Фе с 1982 по 1996 год.

Он был организатором или соорганизатором пятнадцати семинаров и двух летних школ по теоретической физике, был почетным попечителем и почетным членом Центра физики Аспен , а также членом совета попечителей Университета Сабанджи в Стамбуле .

Вот список:

• Преподаватель, Университет Пенсильвании , 1950–52 гг. ^[1]
• Доцент-исследователь, UIUC , 1952–55
• Доцент Принстонского университета, 1955–58
• Член Института перспективных исследований 1958–59
• Профессор физики и электротехники, UIUC, 1959–1995
• Профессор факультета наук Парижского университета , 1962–63.
• Директор-основатель Центра перспективных исследований UIUC, 1967–70
• Приглашенный профессор, НОРДИТА , 1970 г.
• Приглашенный научный сотрудник, Академия наук СССР, 1970 и 1978 гг.
• Приглашенный ученый, Академия наук , Китай , 1973 г.
• Профессор по обмену, Парижский университет, 1978 год.
• Профессор, Центр перспективных исследований, UIUC, 1978–1990 гг.
• Приглашенный ученый, Венгерская академия наук, 1979 г.
• Гордон Годфри Профессор, Университет Нового Южного Уэльса , 1985 г.
• BT Matthias Приглашенный научный сотрудник ( Лос-Аламосская национальная лаборатория ), 1986 г.
• Профессор, Колледж де Франс , 1989 год.
• Профессор физики и электротехники, компьютерной инженерии, Университет Уайльда, 1990–1995 гг.
• Внешний профессор, Институт Санта-Фе , 1989–2002 гг.
• Роберт Максвелл Профессор, Институт Санта-Фе, 1991 г.
• С. Улам, приглашенный научный сотрудник, Национальная лаборатория Лос-Аламоса, 1996–97 гг.
• Приглашенный профессор, Королевский технологический институт , Стокгольм, 1998 г.
• Приглашенный член Тринити-колледжа Кембриджского университета, 2000 г.

Редакционные статьи

• Основатель и редактор журнала Frontiers in Physics , 1961–настоящее время
• Редактор журнала «Обзоры современной физики» 1973–96 гг.

Образовательная и государственная служба

• Соучредитель Центра перспективных исследований, UIUC, 1967; Центра физики Аспена, 1967–69; Совместной программы США и СССР по физике, 1968; Института Санта-Фе, 1982–84; и Института сложной адаптивной материи, 1998–1999
• Организатор или соорганизатор пятнадцати семинаров и двух летних школ по теоретической физике
• Центр физики Аспена: вице-президент, 1968–72;
• Совет попечителей 1968–80; почетный попечитель, 1980-; член, 1980-2018
• Институт Санта-Фе: соучредитель, 1984; вице-президент,
• 1984–86; совет попечителей, 1984–2002; председатель совета попечителей, 1986–87; сопредседатель-основатель научного совета, 1987–96; член научного совета, 1987–1999; 2001-; внешний преподаватель 1995-2018
• Институт сложных адаптивных материй: директор-основатель и член совета попечителей (ныне совета управляющих) и научного руководящего комитета, 1999–2018 гг.
• Национальная академия наук; председатель комиссии по физике конденсированных сред, 1994–1998 гг.
• Национальная академия наук/Национальный исследовательский совет:
• Комитет по физике, 1965–66;
• Совет по международному научному обмену, основатель и председатель, 1973–1977 гг.
• Основатель и сопредседатель семинаров США/СССР по теории конденсированного состояния, 1968; 1970; 1974; 1978; 1988
• Комиссия США и СССР по сотрудничеству в области физики, основатель и сопредседатель, 1975–80
• Американская академия искусств и наук: председатель секции физики и комитета по членству в классе, 1996–99
• Лос-Аламосская национальная лаборатория:
• Консультативный комитет отделения T: член 1975–82; председатель, 1977–1982
• Институт оборонного анализа, наставник, Исследовательская группа оборонных наук, 1985–2000 гг.

Поздняя жизнь

Пайнс умер 3 мая 2018 года из-за рака поджелудочной железы . ^[6]

Научные интересы

В 1956 году Пайнс предсказал существование электронных мод, в которых электроны в разных полосах движутся когерентно не в фазе, которые он назвал « демонскими » модами, в честь Джеймса Клерка Максвелла , поскольку он считал, что «жил слишком рано, чтобы назвать в его честь частицу или возбуждение». ^[7] Хотя Пайнс оправдал свой этимологический выбор, сделав термин полубэкронимом ( от DEM, который, как он утверждал, означал «отдельное движение электронов»), это явление не связано с демоном статистической механики Максвелла . ^[8] Демона Пайнса не следует путать с более распространенным акустическим плазмоном, который возникает из-за низкой размерности, например, в 2D- или квази-2D-материалах. Для сравнения, демон возникает только в многополосных материалах через противоположные токи из разных электронных полос и не привязан к определенной размерности. Его предсказание демона было впервые экспериментально обнаружено в 2023 году в рутенате стронция . ^[9]

Его последние исследовательские темы касались поиска организующих принципов, ответственных за эмерджентное поведение в материалах, где неожиданно возникают новые классы поведения в ответ на сильные и конкурирующие взаимодействия между их элементарными составляющими. Некоторые недавние результаты исследований материалов с коррелированными электронами включают разработку последовательного феноменологического описания защищенного магнитного поведения в псевдощелевом состоянии недолегированных купратных сверхпроводников и открытие защищенного возникновения блуждания в решетке Кондо в материалах с тяжелыми электронами и его описание с использованием двухжидкостной модели. Он по-прежнему интересовался сверхтекучестью нейтронных звезд, обнаруженной сбоями пульсара, и элементарными возбуждениями в гелиевых жидкостях. ^[10]

Награды и почести

Его основополагающий вклад в теорию многочастичных систем и теоретическую астрофизику был отмечен двумя стипендиями Гуггенхайма ^[10] , медалью Финберга , премией Эдварда А. Фримана за выдающиеся достижения в аспирантских исследованиях, премиями Дирака и Друкера , а также его избранием в Национальную академию наук , Американское философское общество , Американскую академию искусств и наук , Российскую академию наук и Венгерскую академию наук , а также должностью приглашенного профессора в Калифорнийском технологическом институте , Колледже де Франс, Тринити-колледже, Кембридже , Лейденском университете и Парижском университете .

Дэвид Пайнс был членом и научным сотрудником:

• Член Национальной академии наук ^[10]
• Член Американского философского общества ^[10]
• Член Американской академии искусств и наук ^[10]
• Иностранный член Российской академии наук ^[10]
• Почетный член Венгерской академии наук ^[10]
• Член Американской ассоциации содействия развитию науки ^[10]
• Член Американского физического общества ^[10]
• Старший научный сотрудник Национального научного фонда в Копенгагене и Париже, 1957–58 гг.
• Стипендиат Мемориала Джона Саймона Гуггенхайма 1962–63 и 1970–71

За свою жизнь он получил множество наград, в том числе:

• Профессор кафедры Лоренца, Лейденский университет, 1971 г.
• Преподаватель кафедры памяти Фрица Лондона ( Университет Дьюка ), 1972 г.
• Преподаватель памяти Джулио Рака ( Еврейский университет в Иерусалиме ), 1974 г.
• Преподаватель Марчона ( Ньюкаслский университет ), 1976 г.
• Заслуженный ученый имени Шермана Фэрчайлда ( Калтех ), 1977 г.
• Преподаватель памяти Юджина Финберга ( Университет Вашингтона в Сент-Луисе ), 1982 г.
• Eastman Kodak — выдающийся преподаватель Рочестерского университета, 1983 г.
• Премия Фримана по физике конденсированных сред 1983 г.
• Медаль Дирака за развитие теоретической физики ( Университет Нового Южного Уэльса ), 1985 г.
• Эмиль Варбург Преподаватель ( Университет Байройта ) 1985
• Медаль Юджина Финберга 1985 г.
• Премия имени Дэниела С. Друкера за выдающиеся заслуги в преподавательской деятельности, 1994 г.
• Премия Джона Бардина  [нем.] за теорию сверхпроводимости 2009 ^[11]
• Премия Юлиуса Эдгара Лилиенфельда 2016 ^[11]

Книги

• Проблема многих тел. (WA Benjamin: NY) 456 стр. (1961) (русский перевод, Госиздат, Москва, 1963)
• Elementary Excitations in Solids. (WA Benjamin: NY) 312 стр. (1963) (русский перевод, Госиздат, Москва, 1965). Японский перевод (Syokabo Press, Токио, 1974)
• Теория квантовых жидкостей, т. I. Нормальные ферми-жидкости. WA Benjamin: NY, 1, 355 стр. (1966). (Русский перевод, Издательство МИР, Москва, 1968)
• Pines, David; Anderson, Philip W .; Arrow, Kenneth J. , ред. (1988). Экономика как развивающаяся сложная система: труды семинара «Эволюционные пути глобальной экономики», состоявшегося в сентябре 1987 г. в Санта-Фе, Нью-Мексико . Редвуд-Сити, Калифорния: Addison-Wesley Pub. Co. ISBN 9780201156850.Подробности книги.
• Теория квантовых жидкостей. Том II: Сверхтекучие бозе-жидкости (совместно с П. Нозьером), Эддисон-Уэсли, 180 стр. (1990)

Ссылки

1. Беделл, Кевин; Кэмпбелл, Дэвид; Лафлин, Роберт (январь 2019 г.). «Дэвид Пайнс». Physics Today . 72 (1): 63. Bibcode : 2019PhT....72a..63B. doi : 10.1063/PT.3.4119 .
2. "Дэвид Пайнс :: Кафедра физики и астрономии - Калифорнийский университет в Дэвисе". physics.ucdavis.edu . Получено 2024-03-23 ​​.
3. Коулмен, Пирс; Грин, Лора (2018-08-20). «Дэвид Пайнс (1924–2018)». Nature . 560 (7719): 432–432. doi :10.1038/d41586-018-05987-0.
4. https://www.wral.com/david-pines-93-insightful-and-influential-physicist-dies/17548826/?comment_order=forward и записи Ancestry.com
5. "David Pines". Университет Иллинойса. Архивировано из оригинала 20 марта 2019 года . Получено 26 июля 2019 года .
6. "В память о Дэвиде Пайнсе". www.santafe.edu . 2018-05-04 . Получено 2018-05-06 .
7. Pines, David (декабрь 1956 г.). «Взаимодействие электронов в твердых телах». Canadian Journal of Physics . 34 (12A): 1392. Bibcode : 1956CaJPh..34.1379P. doi : 10.1139/p56-154 . Получено 10 августа 2023 г.
8. Старр, Мишель (10 августа 2023 г.). «Впервые физики наблюдают „демонический“ плазмон в экзотическом материале». Science Alert . Получено 10 августа 2023 г.
9. Али А. Хусейн, Эдвин В. Хуан, Маттео Митрано, Мелинда С. Рак, Саманта И. Рубек, Сюэфэй Го, Хунбинь Ян, Чанчал Соу, Ёситеру Маено, Бруно Учоа, Тай С. Чианг, Филип Э. Батсон, Филип В. Филлипс и Питер Аббамонте (9 августа 2023 г.). «Pines' demon observed as a 3D acoustic plasmon in Sr2RuO4». Nature . 45 (7977): 66–70. Bibcode :2023Natur.621...66H. doi : 10.1038/s41586-023-06318-8 . PMC 10482684 . PMID  37558882. {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
10. Физический факультет. "Дэвид Пайнс - ФИЗИКА ИЛЛИНОЙС". physics.illinois.edu .
11. "Сильвестр Джеймс Гейтс, младший". www.aps.org .
12. Чанг, Кеннет (11 мая 2018 г.). «Дэвид Пайнс, 93, проницательный и влиятельный физик, умер». The New York Times . New York Times . Получено 26 июля 2019 г. .

Внешние ссылки

• Институт сложных адаптивных материй — многопрофильная и междисциплинарная исследовательская программа Калифорнийского университета