Карло Руббиа - Carlo Rubbia

Сенатор жизни
Карло Руббиа
OMRI OMCA

Карло Руббиа 2012.jpg
Родившийся ( 1934-03-31 )31 марта 1934 г. (87 лет)
Национальность Итальянский
Альма-матер Scuola Normale Superiore di Pisa
Известен Открытие W- и Z-бозонов
Награды
Научная карьера
Поля Физика частиц
Веб-сайт www .iass-potsdam .de / en / people / carlo-rubbia

Руббиа , Омри , OMCA (родился 31 марта 1934) является итальянский физик и изобретатель , который разделил Нобелевскую премию по физике в 1984 году Симоном ван дер Меера за работу , которая привела к открытию в частицы W и Z в ЦЕРН .

ранняя жизнь и образование

Руббия родился в 1934 году в Гориции , итальянском городке на границе со Словенией . Его семья переехала в Венецию, а затем в Удине из-за разрушения военного времени. Его отец был инженером-электриком и поощрял его изучать то же самое, хотя он заявил о своем желании изучать физику. В сельской местности он собирал брошенное военное оборудование связи и экспериментировал с ним. После сдачи вступительных экзаменов в Scuola Normale Superiore di Pisa для изучения физики он не смог попасть в требуемую десятку лучших (заняв одиннадцатое место), поэтому в 1953 году начал обучение на инженерных курсах в Милане . Вскоре после этого студент из Пизы бросил учебу, представив Руббиа с его возможностью. Он получил ученую степень и докторскую степень за относительно короткое время, защитив диссертацию по экспериментам с космическими лучами; его советником был Марчелло Конверси . В Пизе он познакомился со своей будущей женой Марисой, тоже студенткой факультета физики.

Карьера и исследования

Получив ученую степень, он отправился в Соединенные Штаты для проведения постдокторских исследований , где провел около полутора лет в Колумбийском университете, проводя эксперименты по распаду и ядерному захвату мюонов . Это был первый из длинной серии экспериментов, проведенных Руббиа в области слабых взаимодействий и завершившихся работой в ЦЕРНе, получившей Нобелевскую премию.

Он вернулся в Европу и поступил в Римский университет, а затем в 1960 году присоединился к недавно основанному ЦЕРНу , где работал над экспериментами по структуре слабых взаимодействий. ЦЕРН только что ввел в эксплуатацию новый тип ускорителя, Пересекающиеся накопительные кольца , использующий встречно вращающиеся пучки протонов, сталкивающихся друг с другом. Руббиа и его сотрудники провели там эксперименты, снова изучая слабую силу. Основными результатами в этой области были наблюдение структуры в процессе упругого рассеяния и первое наблюдение очарованных барионов. Эти эксперименты имели решающее значение для совершенствования методов, необходимых позже для открытия более экзотических частиц в коллайдере другого типа.

В 1976 году он предложил адаптировать суперпротонный синхротрон (SPS) ЦЕРН для столкновения протонов и антипротонов в одном кольце - протонно-антипротонном коллайдере . Используя технологию стохастического охлаждения Саймона ван дер Меерса , был также построен аккумулятор антипротонов . Коллайдер начал работать в 1981 году, и в начале 1983 года международная группа из более чем 100 физиков, возглавляемая Руббиа и известная как UA1 Collaboration, обнаружила промежуточные векторные бозоны, бозоны W и Z , которые стали краеугольным камнем современных теорий. физики элементарных частиц задолго до этого прямого наблюдения. Они несут слабую силу, которая вызывает радиоактивный распад в ядре атома и контролирует горение Солнца , точно так же, как фотоны , безмассовые частицы света, несут электромагнитную силу, которая вызывает большинство физических и биохимических реакций. Слабое взаимодействие также играет фундаментальную роль в нуклеосинтезе элементов, как это изучается в теориях эволюции звезд. Эти частицы имеют массу почти в 100 раз больше, чем протон. В 1984 году Карло Руббиа и Симон ван дер Меер были удостоены Нобелевской премии «за решающий вклад в большой проект, который привел к открытию полевых частиц W и Z, коммуникаторов слабого взаимодействия».

Чтобы достичь достаточно высоких энергий для создания этих частиц, Руббиа вместе с Дэвидом Клайном и Питером Макинтайром предложили радикально новую конструкцию ускорителя частиц. Они предложили использовать пучок протонов и пучок антипротонов , их двойников из антивещества , встречно вращающихся в вакуумной трубе ускорителя и сталкивающихся в лоб. Идея создания частиц путем встречных пучков более «обычных» частиц не была новой: электрон-позитронные и протон-протонные коллайдеры уже использовались. Однако к концу 1970-х - началу 1980-х они не могли приблизиться к энергии в центре масс, необходимой для исследования области W / Z, предсказываемой теорией. При таких энергиях протоны, сталкивающиеся с антипротонами, были лучшими кандидатами, но как получить достаточно интенсивные (и хорошо сколлимированные) пучки антипротонов, которые обычно образуются при падении пучка протонов на фиксированную цель? Тем временем Ван ден Меер разработал концепцию «стохастического охлаждения», в которой частицы, подобные антипротонам, могли удерживаться в круговой матрице, а их расходимость луча постепенно уменьшалась, посылая сигналы на изгибающие магниты ниже по потоку. Поскольку уменьшение расходимости пучка означало уменьшение поперечной скорости или компонентов энергии, схема получила характерный термин «стохастическое охлаждение». Затем схему можно было бы использовать для «охлаждения» (для столкновения) антипротонов, которые, таким образом, можно было бы превратить в хорошо сфокусированный пучок, пригодный для ускорения до высоких энергий, без потери слишком большого количества антипротонов из-за столкновений со структурой. . Стохастик выражает тот факт, что принимаемые сигналы напоминают случайный шум, который впервые был назван «шумом Шоттки» в электронных лампах. Без техники Ван дер Меера UA1 никогда бы не получил достаточно высокоинтенсивных антипротонов, в которых он нуждался. Без осознания Rubbia его полезности стохастическое охлаждение было бы предметом нескольких публикаций и ничего больше. Саймон ван де Меер разработал и протестировал технологию протонных пересекающихся накопительных колец в ЦЕРНе, но она наиболее эффективна на пучках довольно низкой интенсивности, таких как антипротоны, которые были подготовлены для использования в SPS при настройке в качестве коллайдера.

В дополнение к наблюдению промежуточных векторных мезонов, протон-антипротонный коллайдер ЦЕРН доминировал в области физики высоких энергий с момента его первой работы в 1981 году до его закрытия в 1991 году, когда эту роль взял на себя Тэватрон в Фермилабе . В результате возникла совершенно новая феноменология столкновений высоких энергий, в которых в явлениях сильного взаимодействия преобладает обмен квантами сильного взаимодействия, глюонами , частицами, которые похожи на промежуточные векторные бозоны, хотя, как и фотоны, они очевидно безмассовый. Напротив, частицы W и Z являются одними из самых тяжелых частиц, которые до сих пор производятся в ускорителе частиц.

В совокупности эти открытия предоставляют убедительное свидетельство того, что физики-теоретики находятся на правильном пути в своих усилиях по описанию Природы на ее самом базовом уровне с помощью так называемой « Стандартной модели ». Данные о промежуточных векторных бозонах подтверждают предсказания, включенные в "электрослабую" теорию, которая принесла Нобелевскую премию по физике в 1979 году Стивену Вайнбергу , Шелдону Глэшоу и Абдусу Саламу . «Электрослабая» теория пытается объединить две из четырех сил природы - слабую и электромагнитную - в рамках одной системы уравнений. Он обеспечивает основу для работы над давней мечтой физиков-теоретиков - единой теории поля , охватывающей также сильное взаимодействие, связывающее атомное ядро, и, в конечном итоге, гравитацию .

В 1970 году Руббиа был назначен профессором физики Хиггинса в Гарвардском университете , где он проводил один семестр в год в течение 18 лет, продолжая свою исследовательскую деятельность в ЦЕРНе. В 1989 году он был назначен генеральным директором лаборатории ЦЕРН. Во время его мандата в 1993 году «ЦЕРН согласился разрешить любому использовать веб-протокол и код бесплатно… без каких-либо лицензионных отчислений или других ограничений».

Руббиа также был одним из лидеров совместной работы в лаборатории Гран-Сассо , разработанной для обнаружения любых признаков распада протона. Эксперимент ищет доказательства, которые опровергают общепринятое мнение о стабильности материи. Наиболее широко распространенная версия единой теории поля предсказывает, что протоны не существуют вечно, а постепенно переходят в энергию после среднего времени жизни не менее 10 32 лет. Тот же эксперимент, известный как ICARUS и основанный на новой технике электронного обнаружения ионизирующих событий в сверхчистом жидком аргоне , направлен на прямое обнаружение нейтрино, испускаемых Солнцем, - первый элементарный нейтринный телескоп для исследования нейтринных сигналов. космическая природа.

Руббиа также предложил концепцию усилителя энергии , нового и безопасного способа производства ядерной энергии с использованием современных ускорительных технологий, который активно изучается во всем мире с целью сжигания высокоактивных отходов ядерных реакторов и производства энергии из природного тория и обедненный уран . В 2013 году он предложил построить большое количество малых ториевых электростанций.

Исследовательская деятельность Rubbia сосредоточена на проблеме энергоснабжения будущего, уделяя особое внимание разработке новых технологий для возобновляемых источников энергии. Во время своего пребывания на посту президента ENEA (1999–2005) он продвигал новый метод концентрации солнечной энергии при высоких температурах для производства энергии, известный как проект Архимеда , который разрабатывается промышленностью для коммерческого использования.

Карло Руббиа был главным научным советником CIEMAT ( Испания ), членом Консультативной группы высокого уровня по глобальному потеплению, созданной президентом ЕС Баррозу в 2007 году, и Попечительского совета Института энергетики IMDEA . В 2009–2010 годах он был специальным советником по энергетике Генерального секретаря ЭКЛАК, Экономической комиссии Организации Объединенных Наций для Латинской Америки, базирующейся в Сантьяго (Чили). В июне 2010 года Карло Руббиа был назначен научным директором Института перспективных исследований в области устойчивого развития в Потсдаме (Германия). Он является членом Фонда Италия-США .

У Марисы и Карло Руббиа двое детей.

Награды и почести

В декабре 1984 года Руббия был номинирован на премию Кавальере ди Гран Кроче OMRI .

С 30 августа 2013 года , Руббиа был назначен на Сенат Италии в качестве сенатора для жизни президента Джорджо Наполитано .

Руббия имеет 27 почетных ученых степеней.

В его честь назван астероид 8398 Руббия . Он был избран иностранным членом Королевского общества (ForMemRS) в 1984 году .

В 1984 году Руббиа получил премию «Золотая тарелка» Американской академии достижений .

Рекомендации

Внешние ссылки

  • Карло Руббиа на Nobelprize.org, Отредактируйте это в Викиданныхвключая Нобелевскую лекцию, 8 декабря 1984 г. Экспериментальное наблюдение промежуточных векторных бозонов W +, W– и Z0
  • Карло Руббиа на INSPIRE-HEP Отредактируйте это в Викиданных
Предшественник
Хервига Шоппера
Генеральный директор ЦЕРН
1989 - 1993
Преемник
Кристофера Ллевеллина Смита