Это хорошая статья. Для получения дополнительной информации нажмите здесь.
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Джон Клайв Уорд
Джон Клайв Уорд.jpg
Родившийся( 1924-08-01 )1 августа 1924 г.
Лондон, Англия
Умер6 мая 2000 г. (2000-05-06)(75 лет)
Виктория , Британская Колумбия, Канада
НациональностьАвстралийская, Британская
Альма-матерОксфордский университет
ИзвестенЭлектрослабая теория
Квантовая электродинамика
Квантовая теория поля Теория
перенормировки
Тождество Уорда – Такахаши
Функциональная водородная бомба Латтинджера – Уорда
НаградыМедаль Гатри (1981)
Медаль Дирака (1981)
Премия Хейнемана (1982)
Медаль Хьюза (1983)
Научная карьера
ПоляФизика элементарных частиц
УчрежденияИнститут перспективных исследований
Bell Laboratories
Университет Аделаиды
Мэрилендский
университет Майами
Технологический институт Карнеги
Университет Джона Хопкинса Университет
Виктории Веллингтонский
университет Маккуори
ТезисНекоторые свойства элементарных частиц  (1949)
ДокторантМорис Прайс

Джон Клайв Уорд , FRS (1 августа 1924 - 6 мая 2000) был британско-австралийским физиком . Он представил идентичность Уорда-Такахаши , также известную как «Личность Уорда» (или «Личность Уорда»). Андрей Сахаров сказал, что Уорд был одним из титанов квантовой электродинамики . Он внес значительный вклад в квантовую физику твердого тела , статистическую механику и модель Изинга .

Уорд был одним из авторов Стандартной модели взаимодействий калибровочных частиц: его вклады были опубликованы в серии статей, в которых он работал в соавторстве с Абдусом Саламом . Ему также приписывают то, что он был одним из первых сторонников использования диаграмм Фейнмана . Было сказано, что физики использовали его принципы и разработки «часто, не зная об этом и обычно не цитируя его». [1]

В 1955 году Уорд был принят на работу в Исследовательский центр атомного оружия в Олдермастоне . Там он независимо разработал вариант конструкции Теллера-Улама , за что был назван «отцом британской водородной бомбы». [2]

Ранняя жизнь [ править ]

Джон Клайв Уорд родился в Ист - Хэм , Лондон , [3] на 1 августа 1924 года [1] Он был сыном Джозефа Уильяма Уорд, государственного служащего , который работал в Налоговой , [3] [4] и его жена Winifred урожденная Палмер, школьная учительница. У него была сестра Мэри Патрисия. Он учился в начальной школе Chalkwell и средней школе Westcliff для мальчиков . В 1938 году он выиграл стипендию в 100 фунтов стерлингов для обучения в колледже Бишопа Стортфорда . Взял аттестат о высшей школеЭкзамен в 1942 году, получил отличия по математике, физике, химии и латыни, и ему была предложена степень магистра (стипендия) в Мертон-колледже в Оксфорде . [3] [5]

Хотя в то время бушевала Вторая мировая война , Уорд не был призван в армию, и ему было разрешено получить степень бакалавра технических наук с отличием первого класса , изучая математику под руководством Дж. Х. К. Уайтхеда и Е. К. Титчмарша . Он получил стипендию от Harmsworth Trust и в октябре 1946 года, когда война закончилась, получил должность ассистента Мориса Прайса , который недавно был назначен профессором теоретической физики в Оксфорде. [3]

Научный вклад [ править ]

Квантовая запутанность [ править ]

В 1947 году Уорд и Прайс опубликовали статью в журнале Nature , в которой они первыми вычислили и использовали амплитуды вероятности для поляризации пары квантово-запутанных фотонов, движущихся в противоположных направлениях. [6] [7] Для поляризаций x и y Уорд вывел эту амплитуду вероятности следующим образом: [6]

который можно нормировать как: [7] [8]

Это можно использовать для получения корреляции квантовых поляризаций двух фотонов. [6] Их предсказание было подтверждено экспериментально Чиен-Шиунг Ву и И. Шакновым в 1950 году. [9] Это было первое экспериментальное подтверждение пары запутанных фотонов применительно к парадоксу Эйнштейна-Подольского-Розена (ЭПР) . [10] Результат был впоследствии объяснен Ричардом Далитцем и Фрэнком Дуарте . [7] [1] [11] Очевидно, следуя доктрине Дирака , Уорда никогда не беспокоили вопросы интерпретации в квантовой механике . [8]

В связи с истечением срока его стипендии Хармсворта и немногих перспектив в Оксфорде Уорд откликнулся на объявление о вакансии из Сиднейского университета . Ему предложили должность, но когда он приехал, обнаружил, что она была для наставника, а не для преподавателя . Поэтому он отсидел год, а затем вернулся в Оксфорд, чтобы завершить докторскую диссертацию на тему «Некоторые свойства элементарных частиц». Уорд ожидал, что его диссертация, являющаяся развитием его статьи 1947 года, будет легко одобрена внешним экспертом Николасом Кеммером , но в последний момент место Кеммера занял Рудольф Пайерлс., который отказался принять это. Только после убедительных аргументов внутреннего экзаменатора Дж. Де Витта диссертация была присуждена. [3] [12]

Идентификационные данные опеки [ править ]

Прайс устроил Уорду получение награды от Департамента научных и промышленных исследований (DSIR) сроком на два года. Именно тогда он разработал идентичность Уорда-Такахаши , первоначально известную как «Личность Уорда» (или «Личность Уорда»). [1] [3] [13] Этот результат в квантовой электродинамике был вдохновлен гипотезой Freeman Dyson , [14] , и был раскрыт в одной половине страницы письме в типичном сжатой стиле Уорда. В своей книге квантовая электродинамика , Вальтер Greiner и Joachim Reinhardt  [ де ] государства в их обсуждении зарядаперенормировка : «Идентичность Уорда имеет гораздо более фундаментальное значение: она обеспечивает универсальность электромагнитного взаимодействия ». [15] В своей книге The Infinity головоломка , Frank Закрыть писал: «Тождество Уорда основных основ , на которых все здание перенормировки остатков.» [2]

В 1950 году стипендия Уорда в DSIR подходила к концу. Прайс стала приглашенным профессором в Институте перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси , и коллеги Уорда П. Т. Мэтьюз и Абдус Салам посещали там членов в 1950–1951 учебном году. Через них он смог получить членство в размере 3000 долларов на 1951–1952 учебный год. Именно в Принстоне он познакомился с моделью Изинга и встретил Марка Каца из Корнельского университета , с которым он будет сотрудничать над точным решением модели Изинга с использованием комбинаторного метода. [3] [16] [17]Его совместная работа с Кацем над моделью Изинга привела к тому, что теперь называется оператором Каца-Варда. [16] [18] Когда его членство закончилось , он работал в Bell Laboratories в 1952 и 1953 годах [1] Затем он принял предложение о лекторов в университете Аделаиды от Bert Грин , где он работал в течение года до вступления в еще одно членство в Институте перспективных исследований. [3]

Стандартная модель [ править ]

Теорема Латтинджера (введенная Дж. М. Латтингером и Уордом) связывает плотность частиц ферми-жидкости с объемом ее поверхности Ферми.

Уорд оставил британскую программу создания водородных бомб и устроился на работу в компанию по производству электроники в Калифорнии. Позже, в 1956 году, Эллиот Монтролл предложил ему должность приглашенного профессора в Университете Мэриленда . [3] Отмечая недавнюю статью Кейта Брюкнера и Мюррея Гелл-Манна об энергии основного состояния электронного газа , Уорд прочитал лекцию, в которой предложил другой подход. Монтролл признал, что это теория Дебая-Хюккеля.. В течение следующих нескольких недель, как позже вспоминал Уорд, «нам удалось не только окончательно расширить ранее существовавшую чисто классическую теорию, но и установить правила для схематического рассмотрения проблем квантовой статистической механики, правила, которые сейчас являются хлебом насущных. и масло современных расчетов ". [3]

Вскоре после этого физиков потрясла новость о том, что Ву и Цзун-Дао Ли продемонстрировали в эксперименте Ву, что четность не сохраняется в слабых взаимодействиях . Это вдохновило Уорда снова обратиться к физике элементарных частиц. Наряду со многими другими он рассматривает, как калибровочную теорию можно применить к теории бета-распада Ферми . [3] Уорд стал одним из авторов Стандартной модели взаимодействия калибровочных частиц; его работы по электромагнитным и слабым взаимодействиям были опубликованы в серии статей, написанных им в соавторстве с Абдусом Саламом . [19] [20] [21] [22]Уорд написал Абдусу записку, в которой сообщил ему, что Альберт Эйнштейн будет вращаться в своей могиле, предположительно по часовой стрелке. [3]

Вклад Салама и Уорда в Стандартную модель был использован при разработке теоретической структуры бозона Хиггса . [23] Уорд также внесли свой вклад в квантовой механике , [12] [24] теория фермионов, [25] квантовая физика твердого тела , [26] и статистическая механика и модели Изинга. [27]

Олдемастон [ править ]

В 1955 году Уорд был нанят Уильямом Куком для работы над британской программой создания водородной бомбы в Исследовательском центре атомного оружия в Олдермастоне . Британское правительство решило, что ему нужны водородные бомбы , и задачей Олдермастона было разработать такую бомбу . [28] Кук был назначен руководителем проекта в сентябре 1954 года. Уорд был единственным физиком-теоретиком в Олдермастоне; директор Уильям Пенни , хотя и был физиком, был специалистом по гидродинамике и приборостроению. Пенни был недоволен тем, что Уорд был навязан ему, и они не ладили. [29] Джон Корнернапомнил, что Уорд не подходил для Олдермастона. [28]

Британский знание термоядерных конструкций ограничивается работой , проделанной военного времени Манхэттенского проекта : Эдвард Teller «s классический супер , [3] и 1946 дизайн от Джона фон Неймана и Клаус Фукс . Все, что было достоверно известно об американской водородной бомбе, это то, что она состояла из нескольких ступеней. [28] «Мне было поручено, - вспоминал позже Уорд, - невероятная работа по раскрытию секрета изобретения Улам-Теллера ... гениальная идея, выходящая далеко за рамки талантов персонала в Олдермастоне, факт, хорошо известный всем. и Кук, и Пенни ". [29]

Проработав большое количество предложений, Уорд нашел работоспособный дизайн, включающий стадию, сжатие и радиационную имплозию. [1] [29] На встрече 2 декабря 1955 года Уорд зарисовал это на доске. Ответ Пенни был прохладным, посчитав его слишком сложным, но Кук признал его достойным. Хотя конструкция Уорда не была в конечном итоге принята для водородных бомб, используемых в операции «Грейфер» , эта концепция имела большое значение [3] [28], и разработка более совершенной конструкции, чем у американцев, будет ключом к достижению общей цели. проекта - возобновление ядерных особых отношений с американцами. [29] [30]Его называют «отцом британской водородной бомбы». [2]

Университет Маккуори [ править ]

После Мэриленда Уорд искал новую работу. Он думал, что нашел его в Университете Майами во Флориде , но ему отказали в праве на работу и покинул его в 1959 году. Затем он получил должность в Университете Карнеги-Меллона в Питтсбурге, штат Пенсильвания , но был там недоволен. Он снова подал заявку на годичное членство в Институте перспективных исследований и был принят в третий раз. Затем Теодор Х. Берлин предложил ему должность в Университете Джонса Хопкинса в 1961 году. Он оставался там до 1966 года, когда он ответил на объявление профессора математики в Университете Виктории в Веллингтоне.в Новой Зеландии. Австралийские друзья были поражены тем, что кто-то предпочтет Новую Зеландию Австралии, и в 1967 году он стал профессором физики в Университете Маккуори в Сиднее . Он отклонил предложения Оксфорда и Кембриджа. [3] [1] В конце концов он стал гражданином Австралии. [31]

В 1967 году он создал программу физики в университете Маккуори, используя лекции Фейнмана по физике в качестве основных учебников. В этой программе был сильный экспериментальный акцент, и сам Уорд (изначально получивший образование инженера) «очень восхищался всем практическим». [31] Ему приписывают то, что он был пионером в использовании диаграмм Фейнмана и распространил их использование в Австралии. [32] В конце 1970 - х годов участвовал Уорд, с Франком Дуарте, в успешном Macquarie движения науки реформы , [33] и считает это «наиболее важным достижением». [31] Самым заметным признаком было то, что университет согласился представитьСтепени бакалавра наук (BSc), а не просто степени бакалавра гуманитарных наук (BA), которые более высоко ценятся студентами и рабочими в Австралии. [3]

Личная жизнь и смерть [ править ]

Общее количество опубликованных статей Уорда составляло всего около 20, что отражает сильное чувство самокритики. Он также критически относился к тому, что он называл «фабриками докторантуры», и скептически относился к важности, придаваемой большому количеству цитирований. [31] Он никогда не руководил аспирантами. [3] Несмотря на то, что он никогда не получил Нобелевскую премию по физике , он получит значительные награды, в том числе Guthrie медали и медали Дирака в 1981 году, Хейнемана премии в 1982 году, и медаль Хьюзав 1983 г. «за очень влиятельный и оригинальный вклад в квантовую теорию поля, в частности, тождество Уорда и теорию слабых взаимодействий Салама-Уорда». [34] Он стал членом Королевского общества в 1965 году. [3] У него число Эрдёша, равное 2. [35]

Андрей Сахаров сказал, что Уорд был одним из «титанов» квантовой электродинамики наряду с Фрименом Дайсоном, Ричардом Фейнманом , Джулианом Швингером , Син-Итиро Томонага и Джан Карло Уиком . [36] В связи с этим было сказано, что физики использовали его принципы и разработки «часто, не зная об этом и обычно не цитируя его». [1]

Помимо физики, Уорд играл на фортепиано и валторне . Он был холостяком большую часть своей жизни, но ненадолго был женат, пока жил в США. Детей у него не было. [3] Он умер на острове Ванкувер в Британской Колумбии , Канада, 6 мая 2000 года от респираторного заболевания. [1]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Б с д е е г ч я Далитцем, Ричард H. ; Дуарте, Фрэнк Дж. (Октябрь 2000 г.). «Джон Клайв Уорд». Физика сегодня . 53 (10): 99–100. Bibcode : 2000PhT .... 53j..99D . DOI : 10.1063 / 1.1325207 .
  2. ^ a b c Клоуз, Фрэнк (2011). Загадка бесконечности . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. п. 90. ISBN 978-0-19-959350-7.
  3. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s Уорд, Джон Клайв (2004). «Воспоминания физика-теоретика» (PDF) . Рочестер, Нью-Йорк: журнал оптики . Проверено 2 января +2016 .
  4. ^ "№ 28490" . Лондонская газета . 2 мая 1911 г. с. 3340.
  5. ^ Левенс, RGC, изд. (1964). Регистр Мертонского колледжа 1900–1964 . Оксфорд: Бэзил Блэквелл. п. 335.
  6. ^ а б в Прайс, MHL; Уорд, JC (1947). «Эффекты угловой корреляции с аннигиляционным излучением». Природа . 160 (4065): 435. Bibcode : 1947Natur.160..435P . DOI : 10.1038 / 160435a0 . S2CID 4101513 . 
  7. ^ а б в Дуарте, FJ (2012). «Происхождение экспериментов по квантовой запутанности на основе измерений поляризации». Европейский физический журнал H . 37 (2): 311–318. Bibcode : 2012EPJH ... 37..311D . DOI : 10.1140 / epjh / e2012-20047-у . S2CID 122007033 . 
  8. ^ а б Дуарте, FJ (2014). Квантовая оптика для инженеров . Нью-Йорк: CRC. п. 273. ISBN. 978-1-4398-8853-7. OCLC  871400712 .
  9. ^ Ву, CS; Шакнов И. (1950). «Угловая корреляция рассеянного аннигиляционного излучения». Физический обзор . 77 (1): 136. Bibcode : 1950PhRv ... 77..136W . DOI : 10.1103 / PhysRev.77.136 .
  10. ^ Далитц, RH ; Дуарте, Ф.Дж. (2000). «Джон Клайв Уорд» . Физика сегодня . 53 (10): 99. Bibcode : 2000PhT .... 53j..99D . DOI : 10.1063 / 1.1325207 .
  11. Перейти ↑ Duarte, FJ (2013). «Амплитуда вероятности для запутанных поляризаций: интерферометрический подход». Журнал современной оптики . 60 (8): 1585–1587. Bibcode : 2013JMOp ... 60.1585D . DOI : 10.1080 / 09500340.2013.844282 . S2CID 121059369 . 
  12. ^ a b Уорд, JC (1949). Некоторые свойства элементарных частиц (докторская диссертация). Оксфордский университет . Проверено 2 января 2017 .
  13. ↑ JC Ward (1950). «Тождество в квантовой электродинамике» . Phys. Ред . 78 (2): 182. Bibcode : 1950PhRv ... 78..182W . DOI : 10.1103 / PhysRev.78.182 .
  14. ^ Дайсон, FJ (1949). «Матрица S в квантовой электродинамике». Физический обзор . 75 (21): 1736–1755. Bibcode : 1949PhRv ... 75.1736D . DOI : 10.1103 / PhysRev.75.1736 .
  15. ^ Грейнер, Уолтер ; Рейнхардт, Иоахим (2009). Квантовая электродинамика . Берлин: Springer. п. 319 . ISBN 978-3-540-87560-4. OCLC  920255774 .
  16. ^ а б Кац, М .; Уорд, JC (1952). «Комбинаторное решение двумерной модели Изинга». Физический обзор . 88 (6): 1332–1337. Bibcode : 1952PhRv ... 88.1332K . DOI : 10.1103 / PhysRev.88.1332 .
  17. ^ Поттс, РБ; Уорд, JC (1955). «Комбинаторный метод и двумерная модель Изинга» . Успехи теоретической физики . 13 (1 год = 1955): 38–46. Bibcode : 1955PThPh..13 ... 38P . DOI : 10.1143 / PTP.13.38 .
  18. ↑ Чехов, ЛО (1999). «Спектральная задача о графах и L-функциях». Российские математические обзоры . 54 (6): 1197–1232. arXiv : cond-mat / 9911244 . Bibcode : 1999RuMaS..54.1197C . DOI : 10.1070 / RM1999v054n06ABEH000231 . S2CID 18689477 . 
  19. ^ Салам, А .; Уорд, JC (1959). «Слабые и электромагнитные взаимодействия». Nuovo Cimento . 11 (4): 568–577. Bibcode : 1959NCim ... 11..568S . DOI : 10.1007 / BF02726525 .
  20. ^ Салам, А .; Уорд, JC (1961). «К калибровочной теории элементарных взаимодействий». Nuovo Cimento . 19 (1): 165–170. Bibcode : 1961NCim ... 19..165S . DOI : 10.1007 / BF02812723 . S2CID 122962512 . 
  21. ^ Салам, А .; Уорд, JC (1964). «Электромагнитные и слабые взаимодействия». Письма по физике . 13 (2): 168–171. Bibcode : 1964PhL .... 13..168S . DOI : 10.1016 / 0031-9163 (64) 90711-5 .
  22. ^ Салам, А .; Уорд, JC (1964). «Калибровочная теория элементарных взаимодействий». Физический обзор . 136 (3B): B763 – B768. Bibcode : 1964PhRv..136..763S . DOI : 10.1103 / PhysRev.136.B763 .
  23. ^ Хиггс, PW (1966). «Спонтанное нарушение симметрии без безмассовых бозонов» . Физический обзор . 145 (4): 1156–1163. Bibcode : 1966PhRv..145.1156H . DOI : 10.1103 / PhysRev.145.1156 .
  24. ^ Montroll, EW ; Уорд, JC (1958). «Квантовая статистика взаимодействующих частиц; общая теория и некоторые замечания о свойствах электронного газа». Физика жидкостей . 1 (1): 55–72. Bibcode : 1958PhFl .... 1 ... 55M . DOI : 10.1063 / 1.1724337 .
  25. ^ Латтинджер, JM ; Уорд, JC (1960). "Энергия основного состояния и многофермионная система". Физический обзор . 118 (5): 1417–1427. Bibcode : 1960PhRv..118.1417L . DOI : 10.1103 / PhysRev.118.1417 .
  26. ^ Уорд, JC; Уилкс, Дж. (1952). «Второй звук и термомеханический эффект при очень низких температурах». Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал . 43 (336): 48–50. DOI : 10.1080 / 14786440108520965 .
  27. ^ Montroll, EW; Potts, RB; Уорд, JC (1963). «Корреляции и спонтанное намагничивание двумерной модели Изинга». Журнал математической физики . 4 (2): 308–322. Bibcode : 1963JMP ..... 4..308M . DOI : 10.1063 / 1.1703955 .
  28. ^ a b c d Арнольд, Лорна ; Пайн, Кэтрин (2001). Британия и водородная бомба . Бейзингсток: Пэлгрейв. С. 80–88, 244–245. ISBN 978-0-333-73685-2. OCLC  925315618 .
  29. ^ a b c d Домби, Норман; Гроув, Эрик (22 октября 1992 г.). "Британский термоядерный блеф" . Лондонское обозрение книг . Проверено 4 января 2017 года .
  30. ↑ Кэткарт, Брайан (12 сентября 1994). «Разрушился миф: мы не блефовали, чтобы заполучить бомбу: в пятидесятые годы у Британии было самое мощное оружие в мире, - говорит Брайан Кэткарт» . Независимый . Проверено 3 января 2017 года .
  31. ^ а б в г Дуарте, FJ (2009). «Человек, стоящий за идентичностью в квантовой электродинамике» (PDF) . Австралийская физика . 46 (6): 171–175.
  32. ^ Кайзер, Дэвид (2005). Разделение теорий: дисперсия диаграмм Фейнмана в послевоенной физике . Чикаго: Чикагский университет. стр.  121 -124. ISBN 978-0-226-42266-4.
  33. ^ Mansfield, B .; Хатчинсон, М. (1992). Либеральность возможностей: история университета Маккуори 1964–1989 . Сидней: Хейл и Иремонгер. С. 115–118.
  34. ^ "Джон Клайв Уорд" . Университет Маккуори . Проверено 4 января 2017 года .
  35. ^ "Расстояние сотрудничества MR" . Американское математическое общество . Проверено 4 января 2017 года .
  36. ↑ Сахаров, Андрей (1990). Воспоминания . Нью-Йорк: Кнопф. п. 84 . ISBN 978-0-394-53740-5. OCLC  21303910 .