Джон Клайв Уорд - John Clive Ward

Джон Клайв Уорд
Джон Клайв Уорд.jpg
Родился ( 1924-08-01 )1 августа 1924 г.
Лондон, Англия
Умер 6 мая 2000 г. (2000-05-06)(75 лет)
Виктория , Британская Колумбия, Канада
Национальность Австралийская, Британская
Альма-матер Оксфордский университет
Известен Электрослабая теория
Квантовая электродинамика
Квантовая теория поля Теория
перенормировок
Тождество Уорда – Такахаши
Функциональная водородная бомба Латтинджера – Уорда
Награды Медаль Гатри (1981)
Медаль Дирака (1981)
Премия Хейнемана (1982)
Медаль Хьюза (1983)
Научная карьера
Поля Физика частиц
Учреждения Институт перспективных исследований
Bell Laboratories
Университет Аделаиды
Мэрилендский
университет Майами
Технологический институт Карнеги
Университет Джона Хопкинса Университет
Виктории Веллингтонский
университет Маккуори
Тезис Некоторые свойства элементарных частиц  (1949)
Докторант Морис 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 статьи были опубликованы в серии статей, в которых он участвовал 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».

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».

Ранний период жизни

Джон Клайв Уорд родился в Ист-Хэме , Лондон , 1 августа 1924 года. Он был сыном Джозефа Уильяма Уорда, государственного служащего , работавшего в Inland Revenue , и его жены Уинифред, урожденной Палмер, школьной учительницы. 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 . В 1942 году он сдал экзамен на получение аттестата о высшей школе , получив отличия по математике, физике, химии и латыни, и ему предложили постмастерство (стипендию) в Мертон-колледже в Оксфорде .

Хотя в то время бушевала Вторая мировая война , Уорд не был призван в армию, и ему разрешили 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.

Научный вклад

Квантовая запутанность

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

который может быть нормализован как:

Это можно использовать для получения корреляции квантовых поляризаций двух фотонов. Их предсказание было подтверждено экспериментально Чиен-Шиунг Ву и И. Шакновым в 1950 году. Это было первое экспериментальное подтверждение того, что пара запутанных фотонов применима к парадоксу Эйнштейна-Подольского-Розена (ЭПР) . Результат был впоследствии объяснен Ричардом Далитцем и Фрэнком Дуарте . Очевидно, следуя доктрине Дирака , Уорда никогда не беспокоили вопросы интерпретации в квантовой механике .

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 лектора . 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 экзаменатором Николасом Кеммером , но в последнюю минуту место Кеммера занял Рудольф Пайерлс , который отказался принять ее. Только после убедительных аргументов внутреннего экзаменатора Дж. Де Витта диссертация была присуждена.

Идентичность подопечного

Прайс устроил Уорду получение награды от Департамента научных и промышленных исследований (DSIR) сроком на два года. Именно тогда он развил идентичность Уорда-Такахаши , первоначально известную как «Личность Уорда» (или «Личность Уорда»). Этот результат в квантовой электродинамике был вдохновлен гипотезой Фримена Дайсона и был раскрыт в письме на полстраницы, типичном для лаконичного стиля Уорда. В своей книге квантовая электродинамика , Вальтер Greiner и Joachim Reinhardt  [ де ] государство в их обсуждении заряда перенормировки : «Уорд Идентичность имеет гораздо более фундаментальное значение: оно обеспечивает универсальность электромагнитного взаимодействия .» В своей книге The Infinity головоломка , Frank Закрыть писал: «Тождество Уорда основных основ , на которых все здание перенормировки остатков.»

В 1950 году стипендия Уорда в DSIR подходила к концу. Прайс стал 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. Его совместная работа с Кацем над моделью Изинга привела к тому, что сейчас называется оператором Каца-Варда. Когда его членство закончилось , он работал в Bell Laboratories в 1952 и 1953 годах он тогда принял предложение о лекторов в университете Аделаиды от Bert Грин , где он работал в течение года , прежде чем принимать еще один членство в Институте перспективных исследований.

Стандартная модель

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

Уорд оставил британскую программу создания водородной бомбы 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 . Отмечая недавнюю статью Кейта Брюкнера и Мюррея Гелл-Манна об энергии основного состояния электронного газа , Уорд прочитал лекцию, в которой предложил другой подход. Монтролль 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 схематического рассмотрения проблем квантовой статистической механики, правила, которые теперь являются хлебом насущных. и масло современных расчетов ".

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 задуматься о физике элементарных частиц. Наряду со многими другими, он рассматривает, как калибровочная теория может быть применена к теории бета-распада Ферми . Уорд стал одним из авторов Стандартной модели взаимодействий калибровочных частиц; его работы по электромагнитным и слабым взаимодействиям были опубликованы в серии статей, написанных им в соавторстве с Абдусом Саламом . Уорд написал Абдусу записку, в которой сообщил ему, что Альберт Эйнштейн будет вращаться в своей могиле, предположительно по часовой стрелке.

Вклад Салама и Уорда в Стандартную модель был использован при разработке теоретической структуры бозона Хиггса . Уорд также внес вклад в квантовую механику , теорию фермионов, квантовую физику твердого тела , статистическую механику и модель Изинга.

Aldermaston

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 . 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. Джон Корнер вспомнил, что Уорд не подходил для Олдермастона.

Британские знания в области термоядерных конструкций были ограничены работой, проделанной во время Манхэттенского проекта военного времени : « Классический супер» Эдварда Теллера и разработкой 1946 года Джона фон Неймана и Клауса Фукса . Все, что было достоверно известно об американской водородной бомбе, - это то, что она состояла из нескольких ступеней. «Мне было поручено, - вспоминал позже Уорд, - невероятная работа по раскрытию секрета изобретения Улам-Теллера ... гениальная идея, выходящая далеко за рамки талантов персонала Олдермастона, факт, хорошо известный как Куку, так и Пенни ".

Проработав большое количество предложений, Уорд нашел работоспособную конструкцию, включающую стадию, сжатие и радиационную имплозию. На встрече 2 декабря 1955 года Уорд набросал 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, использовавшихся в операции «Грейфер» , эта концепция имела большое значение, и разработка более совершенной конструкции, чем была у американцев, будет ключом к достижению общей цели проекта - возобновлению. ядерных особых отношений с американцами. Его называют «отцом британской водородной бомбы».

Университет Маккуори

После Мэриленда Уорд искал новую работу. Он думал, что нашел его в Университете Майами во Флориде , но ему отказали в праве на работу и он ушел 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 о приеме профессора математики в Университет Виктории в Веллингтоне в Новой Зеландии. Австралийские друзья были поражены тем, что кто-то предпочел бы Новую Зеландию Австралии, и в 1967 году он стал профессором физики в Университете Маккуори в Сиднее . Он отклонил предложения Оксфорда и Кембриджа. В конце концов он стал гражданином Австралии.

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 (который изначально был инженером) «очень восхищался всем практическим». Ему приписывают то, что он был пионером в использовании диаграмм Фейнмана и распространил их использование в Австралии. В конце 1970-х Уорд вместе с Фрэнком Дуарте участвовал в успешном движении за реформу науки Маккуори и считал это «самым важным достижением». Наиболее заметным признаком было то, что университет согласился присуждать степени бакалавра наук (BSc), а не только степени бакалавра гуманитарных наук (BA), причем первый из них более высоко ценится студентами и рабочими в Австралии.

Личная жизнь и смерть

Общее количество опубликованных работ Уорда составляло всего около 20, факт, который отражает сильное чувство самокритики. Он также критически относился к тому, что он называл «фабриками доктора философии», и скептически относился к важности, придаваемой большому количеству цитирований. Он никогда не руководил аспирантами. Несмотря на то, что он никогда не получил Нобелевскую премию по физике , он получит значительные награды, в том числе Guthrie медали и медаль Дирака в 1981 году, Хейнеман премии в 1982 году, и Хьюз медаль в 1983 году «за его весьма влиятельные и оригинальные вклады в квантовом поле теории, в частности тождества Уорда и теории слабых взаимодействий Салама-Уорда ". Он стал членом Королевского общества в 1965 году. У него число Эрдёша 2.

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 Вик . В связи с этим было сказано, что физики использовали его принципы и разработки «часто, не зная об этом и обычно не цитируя его».

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

использованная литература