Рольф Хагедорн (20 июля 1919 - 9 марта 2003) был немецким физиком-теоретиком , работавшим в ЦЕРНе . [1] [2] Он известен идеей о том, что адронная материя имеет « точку плавления ». [3] Температура Хагедорна названа в его честь. [4] [5]
Рольф Хагедорн | |
---|---|
Родившийся | 20 июля 1919 г. |
Умер | 9 марта 2003 г. (83 года) |
Национальность | Немецкий |
Альма-матер | Геттингенский университет |
Известен | Температура Хагедорна , статистическая модель начальной загрузки |
Научная карьера | |
Поля | Теоретическая физика элементарных частиц , Статистическая физика |
Учреждения | Институт физики Макса Планка , ЦЕРН |
Докторант | Ричард Беккер |
Ранний период жизни
Младшая жизнь Хагедорна была отмечена потрясениями Второй мировой войны в Европе. Он окончил среднюю школу в 1937 году и был призван в немецкую армию . После начала войны он был отправлен в Северную Африку в качестве офицера Африканского корпуса Роммеля . Он попал в плен в 1943 году и провел остаток войны в офицерском лагере для военнопленных в США . Большинство заключенных были молоды и им нечего было делать, Хагедорн и другие основали свой собственный «университет», где они учили друг друга всему, что знали. Там Хагедорн встретил помощника Дэвида Гильберта , который обучал его математике. [6]
Стать физиком
Когда Хагедорн вернулся домой в январе 1946 года, большинство немецких университетов было разрушено. Из-за его обучения в лагере для заключенных в Кроссвилле, штат Теннесси , он был принят на четвертый семестр в Геттингенский университет - один из немногих оставшихся университетов.
После завершения учебы с обычным дипломом (1950) и докторской степенью (1952), защитив диссертацию под руководством профессора Ричарда Беккера по тепловой теории твердого тела [7], он был принят на должность постдока в Физический институт Макса Планка ( MPI), в то время еще в Геттингене. Находясь там, он был в группе физиков, в которую входили Бруно Зумино , Гарри Леманн , Вольфхарт Циммерманн , Курт Симанзик , Герхард Людерс , Рейнхард Эхме , Владимир Глейзер и Карл Фридрих фон Вайцзеккер . [6]
Жизнь в ЦЕРНе
В 1954 году - по рекомендации Вернера Гейзенберга, который в то время был директором MPI [6], Хагедорн устроился на работу в ЦЕРН в Женеве , Швейцария . [8] Новая лаборатория собиралась основать. [9] Новаторская работа по теории линейных орбит была только что завершена Герхардом Людерсом , который хотел вернуться в Геттинген . В первые годы Хагедорн помогал с конструкциями ускорителей частиц , в частности, для расчета нелинейных колебаний орбит частиц.
Когда теоретическая группа ЦЕРН приехала в Женеву из Копенгагена в 1957 г. [10] [11], где она сначала располагалась, Хагедорн присоединился к группе. Хагедорн привнес в Теоретический отдел необычный междисциплинарный опыт, который включал физику элементарных частиц и ядер, а также физику тепла , твердого тела и ускорителей . Когда-то входивший в Теоретический отдел, он занимался исключительно статистическими моделями производства частиц. [12]
Производство частиц
Работа Хагедорна началась, когда Бруно Ферретти (тогдашний глава Теоретического отдела) попросил его попытаться предсказать выход частиц в столкновениях высоких энергий того времени. Он начал с Франса Церулуса . Поначалу было мало подсказок, но они максимально использовали « концепцию огненного шара », которая затем была подтверждена исследованиями космических лучей, и использовали ее для предсказания выхода частиц (и, следовательно, вторичных лучей, которые следует ожидать от главного луча, направленного на цель). В результате его исследований был разработан принцип самосогласованности .
Многие ключевые ингредиенты, полученные вскоре после эксперимента, помогли усовершенствовать подход. Среди них - ограниченный поперечный импульс, с которым происходит образование подавляющего большинства вторичных частиц. Они показывают экспоненциальное падение поперечной массы. Также наблюдается экспоненциальный спад упругого рассеяния на большие углы в зависимости от падающей энергии. Такое экспоненциальное поведение убедительно свидетельствует о тепловом распределении всего, что в конечном итоге выходит из реакции. [13] Основываясь на этом, Хагедорн представил свою термическую интерпретацию и использовал ее для построения моделей добычи, которые оказались чрезвычайно точными при прогнозировании выхода для множества различных типов вторичных частиц. В то время было выдвинуто множество возражений, особенно относительно того, что на самом деле могло быть `` термализовано '' в столкновениях, применение простой статистической механики к произведенным пионам дало неверные результаты, и температура системы была, по-видимому, постоянной, хотя она должна была повыситься с падающая энергия или масса возбужденного огненного шара (согласно закону Больцмана ).
Для энергий столкновения выше примерно 10 ГэВ наивная статистическая модель нуждалась в улучшении.
Температура Хагедорна и статистическая модель начальной загрузки (SBM)
Увидев экспериментальные результаты, Хагедорн изобрел новую теоретическую основу, названную статистической моделью бутстрапа (SBM). [14] [15] [16] [17] [18] [19]
Модель сильных взаимодействий SBM основана на наблюдении, что адроны состоят из адронов в бесконечной цепочке. Это приводит к концепции последовательности более тяжелых и более тяжелых частиц, каждая из которых является возможной составляющей еще более тяжелой частицы, и в то же время сама состоит из более легких частиц. В рамках этой структуры SBM производство частиц при температуре Хагедорна будет постоянно увеличиваться . [20] Хагедорн представил это обширное изложение исторического пути за 50 лет исследований в области физики элементарных частиц на своей последней двухчасовой публичной лекции в Дивонне в 1994 году, которая была записана и позже размещена в Интернете. [21] [22] Хагедорн интерпретировал эту предельную температуру, видимую в то время также в поперечном распределении масс вторичных частиц, в терминах наклона экспоненциального спектра всех сильно взаимодействующих частиц, появляющихся в SBM; величина порядка ~ 150–160 МэВ. [23] [16] [24] [25] [26] Более поздние работы позволили интерпретировать температуру Хагедорна как температуру, при которой адроны плавятся в новую фазу вещества, кварк-глюонную плазму. [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33]
Награды и наследие
Почетная книга (или festschrift ) была написана профессором Иоганном Рафельски в 2016 году как дань уважения Хагедорну. Книга включает в себя взносы одновременных друзьями и коллегами Хагедорный: Тамаш Биро, Игорь Дремин, Torleif Ericson, Марек Газдзики , Марк Горенштейн, Ганс GUTBROD, Морис Якоб , Иштван Montvay, Берндт Мюллер , Гражина Odyniec, Emanuele Quercigh , Кшиштоф Редлих, Helmut Сац , Луиджи Серторио, Людвик Турко и Габриэле Венециано .
Рекомендации
- ^ Эриксон, Торлейф; Рафельский, Иоганн (сентябрь 2003 г.). «Люди: Рольф Хагедорн» . ЦЕРН Курьер . 43 (7): 45.
- ^ Рафельский, Иоганн (2004). «Рольф Хагедорн (1919–2003)» . Журнал физики G: Ядерная физика и физика элементарных частиц . 30 (1). DOI : 10.1088 / 0954-3899 / 30/1 / E02 . ISSN 0954-3899 .
- ^ Эриксон, Торлейф; Рафельский, Иоганн (сентябрь 2003 г.). «Сказка о температуре Хагедорна» . ЦЕРН Курьер . 43 (7): 30–33.
- ^ Питер Тайсон. «Абсолютно горячий» . НОВА . PBS . Проверено 23 сентября 2009 .
- ^ Эриксон, Торлейф; Джейкоб, Морис ; Рафельский, Иоганн; Зац, Хельмут (1995), «Дань Рольфу Хагедорну», Летесье, Жан; Gutbrod, Hans H .; Рафельски, Иоганн (ред.), Hot Hadronic Matter , 346 , Springer, США, стр. 1–12, DOI : 10.1007 / 978-1-4615-1945-4_1 , ISBN 978-1-4613-5798-8
- ^ а б в Эриксон, Торлейф (2016). «Рольф Хагедорн: годы, ведущие к Т. Х ». В Рафельском, Иоганн (ред.). Плавящие адроны, кипящие кварки - от температуры Хагедорна до ультрарелятивистских столкновений тяжелых ионов в ЦЕРНе . Издательство Springer International. С. 21–26. Bibcode : 2016mhbq.book ... 21E . DOI : 10.1007 / 978-3-319-17545-4_2 . ISBN 978-3-319-17544-7.
- ^ Хагедорн, Р. (1952). Statisches Modell von Bariumtitanat bei Zimmertemperatur . Zeitschrift für Physik (PhD) (на немецком языке). 133 . С. 394–421. DOI : 10.1007 / BF01333389 . ISSN 1434-6001 .
- ^ Кришнасвами, Аллади (2019). Дневник Аллади, The: Memoirs Of Alladi Ramakrishnan . World Scientific. п. 330. ISBN 978-981-12-0289-6.
- ^ Криг, Герхард Джон (1985). Из временной организации в постоянный ЦЕРН, май 1952 г. - сентябрь 1954 г .; 1, обзор разработок . Исследования по истории ЦЕРН: CERN-CHS-14. Женева: ЦЕРН. Женева. Группа изучения истории.
- ^ Годовой отчет ЦЕРН за 1957 год: теоретические исследования . Женева: ЦЕРН. 1958. С. 19–22.
- ^ «Закрытие Отдела теоретических исследований ЦЕРН в Копенгагене | timeline.web.cern.ch» . timeline.web.cern.ch . Проверено 24 марта 2020 .
- ^ Криге, Дж. (1996). История ЦЕРН, III . Эльзевир. п. 304. ISBN 978-0-08-053403-9.
- ^ Grote, H .; Хагедорн, Рольф; Ранфт, Дж. (1970). Атлас спектров образования частиц . Женева: ЦЕРН.
- ^ Хагедорн, Рольф (1965). «Статистическая термодинамика сильных взаимодействий при высоких энергиях» . Supplemento al Nuovo Cimento . 3 : 147–186.
- ^ Фраучи, Стивен (1971). «Статистическая бутстрап-модель адронов» . Physical Review D . 3 (11): 2821–2834. Полномочный код : 1971PhRvD ... 3.2821F . DOI : 10.1103 / PhysRevD.3.2821 . ISSN 0556-2821 .
- ^ а б Хагедорн, Рольф (1971). Термодинамика сильных взаимодействий . ЦЕРН-71-12. ЦЕРН. Женева. Женева: ЦЕРН. п. 70. DOI : 10,5170 / CERN-1971-012 .
- ^ Hamer, CJ; Фраучи, SC (1971). «Определение асимптотических параметров в статистической модели начальной загрузки» . Physical Review D . 4 (7): 2125–2137. Полномочный код : 1971PhRvD ... 4.2125H . DOI : 10.1103 / PhysRevD.4.2125 . ISSN 0556-2821 .
- ^ Хамер, Кристофер Джон (26 мая 1972 г.). Статистическая модель бутстрапа (PhD). Калифорнийский технологический институт. DOI : 10.7907 / W6Y3-4E90 .
- ^ Сац, Хельмут (2003), «Состояния сильно взаимодействующих веществ» , в Trampetić, Josip; Весс, Юлий (ред.), Физика элементарных частиц в новом тысячелетии , Lecture Notes в физике, 616 , Springer Berlin Heidelberg, стр 126-137,. Дои : 10.1007 / 3-540-36539-7_10 , ISBN 978-3-540-00711-1
- ^ Хагедорн, Рольф (2016) [1995], «Долгий путь к статистической модели начальной загрузки: 1994», у Рафельски, Иоганна (ред.), Плавление адронов, кипение кварков - от температуры Хагедорна до столкновений ультрарелятивистских тяжелых ионов при ЦЕРН , Springer International Publishing, стр. 139–178, Bibcode : 2016mhbq.book..139H , doi : 10.1007 / 978-3-319-17545-4_17 , ISBN 978-3-319-17544-7
- ^ «Долгий путь к статистической модели начальной загрузки - часть I» на YouTube
- ^ «Долгий путь к статистической модели начальной загрузки - часть II» на YouTube
- ^ Хагедорн, Р. (1968). «Адроновая материя около точки кипения» . Il Nuovo Cimento . 56 (4): 1027–1057. Bibcode : 1968NCimA..56.1027H . DOI : 10.1007 / BF02751614 . ISSN 0369-3546 . S2CID 119545565 .
- ^ Сац, Хельмут (2012), «Пределы адронной физики», Экстремальные состояния вещества в физике сильного взаимодействия , Лекционные заметки по физике, 841 , Springer Berlin Heidelberg, стр. 29–43, DOI : 10.1007 / 978-3-642 -23908-3_3 , ISBN 978-3-642-23907-6
- ^ Джордж, Томас Ф .; Арнольдус, Хенк Ф. (2003). Теоретическая физика 2002 . Nova Publishers. С. 134–136. ISBN 978-1-59033-722-6.
- ^ Сац, Хельмут (2013), «Quark Matter», Ultimate Horizons , The Frontiers Collection, Springer Berlin Heidelberg, стр. 103–124, DOI : 10.1007 / 978-3-642-41657-6_6 , ISBN 978-3-642-41656-9
- ^ Cabibbo, N .; Паризи, Г. (1975). «Экспоненциальный адронный спектр и освобождение кварков». Физика Письма Б . 59 (1): 67–69. Bibcode : 1975PhLB ... 59 ... 67C . DOI : 10.1016 / 0370-2693 (75) 90158-6 .
- ^ Hagedorn, R .; Рафельски Дж. (1980). «Горячая адронная материя и ядерные столкновения» . Физика Письма Б . 97 (1): 136–142. Bibcode : 1980PhLB ... 97..136H . DOI : 10.1016 / 0370-2693 (80) 90566-3 .
- ^ Сац, Х. (1981). Статистическая механика кварки и адроны: Труды Международного симпозиума , состоявшегося в университете Билефельда, ФРГ, август 24-31, 1980 . Северная Голландия. ISBN 978-0-444-86227-3.
- ^ «Новое состояние материи создано в ЦЕРНе» . ЦЕРН . 10 февраля 2000 . Проверено 25 марта 2020 .
- ^ « „ Идеальный“Liquid достаточно горячим , чтобы быть Quark суп» . Брукхейвенская национальная лаборатория . 15 февраля 2010 . Проверено 25 марта 2020 .
- ^ Рафельский, Иоганн (2015). «Плавящиеся адроны, кипящие кварки». Европейский физический журнал . 51 (9): 114. arXiv : 1508.03260 . Bibcode : 2015EPJA ... 51..114R . DOI : 10.1140 / epja / i2015-15114-0 . ISSN 1434-6001 . S2CID 119191818 .
- ^ Вайнер, Ричард М. (2008). Аналогии в физике и жизни: научная автобиография . World Scientific. С. 123–128. DOI : 10,1142 / 6350 . ISBN 978-981-279-082-8.
Внешние ссылки
- Научные публикации Рольфа Хагедорна на INSPIRE-HEP