Джон Клайв Уорд - John Clive Ward
Джон Клайв Уорд | |
---|---|
Родился |
Лондон, Англия
|
1 августа 1924 г.
Умер | 6 мая 2000 г.
Виктория , Британская Колумбия, Канада
|
(75 лет)
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 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
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.