Джон Клайв Уорд - John Clive Ward

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

Джон Клайв Уорд, ФРС (1 августа 1924 - 6 мая 2000) был британско-австралийским физик. Он представил Идентичность Уорда – Такахаши, также известная как «Идентификация опеки» (или «Идентификация опеки»). Андрей Сахаров сказал Уорд был одним из титанов квантовая электродинамика. Он внес значительный вклад в квантовую физика твердого тела, статистическая механика и Модель Изинга.

Уорд был одним из авторов Стандартная модель калибровочных взаимодействий частиц: его вклады были опубликованы в серии статей, которые он написал в соавторстве с Абдус Салам. Ему также приписывают то, что он был одним из первых сторонников использования Диаграммы 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 Центр исследования атомного оружия в Aldermaston. Там он независимо вывел версию Дизайн Теллера-Улама, за что его назвали «отцом британской водородной бомбы».[2]

Ранние годы

Джон Клайв Уорд родился в Ист Хэм, Лондон,[3] 1 августа 1924 г.[1] Он был сыном Джозефа Уильяма Уорда, госслужащий кто работал в Внутренних доходов,[3][4] и его жена Уинифред урожденная Палмер, школьный учитель. У него была сестра Мэри Патриция. Он учился в начальной школе Чалкуэлла и Вестклиффская средняя школа для мальчиков. В 1938 году он сел и выиграл стипендию в размере 100 фунтов стерлингов. Бишоп Стортфорд Колледж. Он взял Аттестат о высшей школе Экзамен в 1942 г., получил отличия по математике, физике, химии и латыни, и ему была предложена степень магистра (стипендия) для Мертон-колледж, Оксфорд.[3]

Хотя Вторая мировая война в то время бушевал, Уорд не был призван в армию, и ему разрешили завершить его Бакалавр искусств степень в области технических наук с награды первого класса, изучаю математику в Дж. Х. К. Уайтхед и Э. К. Титчмарш. Он получил стипендию от Harmsworth Trust, а в октябре 1946 года, когда война закончилась, получил должность ассистента в аспирантуре. Морис Прайс, который недавно был назначен профессором теоретической физики в Оксфорде.[3]

Научный вклад

Квантовая запутанность

В 1947 году Уорд и Прайс опубликовали статью в Природа, в котором они первыми вычислили и использовали амплитуды вероятности для поляризации пары квантово запутанный фотоны движется в противоположных направлениях.[5][6] Для поляризаций Икс и у, Уорд вывел эту амплитуду вероятности следующим образом:[5]

который может быть нормализованный так как:[6][7]

Это можно использовать для получения корреляции квантовых поляризаций двух фотонов.[5] Их предсказание было подтверждено экспериментально. Chien-Shiung Wu и И. Шакнов в 1950 г.[8] Это было первое экспериментальное подтверждение того, что пара запутанных фотонов применима к Парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена (ЭПР).[9] Результат был впоследствии объяснен Ричард Далитц и Франк Дуарте.[6][1][10] Видимо после Дирака доктрины, Уорда никогда не беспокоили вопросы интерпретация в квантовой механике.[7]

В связи с истечением срока его стипендии Хармсворта и немногих перспектив в Оксфорде Уорд ответил на объявление о вакансии от Сиднейский университет. Ему предложили должность, но когда он приехал, обнаружил, что она предназначена для наставника, а не для преподавателя. лектор. Поэтому он отсидел год, а затем вернулся в Оксфорд, чтобы закончить Доктор Философии Докторская диссертация на тему «Некоторые свойства элементарных частиц». Уорд ожидал, что его диссертация, являющаяся развитием его статьи 1947 года, будет легко одобрена внешним экспертом. Николас Кеммер, 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][11]

Личность подопечного

Прайс договорился, чтобы Уорд получил награду от Отдел научных и производственных исследований (DSIR) на два года. Именно тогда он разработал Идентичность Уорда – Такахаши, первоначально известная как «Идентификация опеки» (или «Идентичность опеки»).[1][3][12] В результате квантовая электродинамика был вдохновлен гипотезой Фриман Дайсон,[13] и был раскрыт в письме на полстраницы, типичном для лаконичного стиля Уорда. В их книге Квантовая электродинамика, Уолтер Грейнер и Иоахим Рейнхардт [де ] заявить в своем обсуждении обвинения перенормировка: "Идентификация отделения имеет гораздо более фундаментальное значение: она обеспечивает универсальность электромагнитного взаимодействия."[14] В его книге Загадка бесконечности, Фрэнк Клоуз писал: «Идентичность Уорда - это базовый фундамент, на котором зиждется все здание перенормировки».[2]

В 1950 году стипендия Уорда в DSIR подходила к концу. Прайс стала приглашенным профессором в Институт перспективных исследований в Принстон, 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 его познакомили с Модель Изинга, и встретил Марк Кац от Корнелл Университет, с которым он будет сотрудничать над точным решением модели Изинга с использованием комбинаторного метода.[3][15][16] Его совместная работа с Кацем над моделью Изинга привела к тому, что теперь называется оператором Каца-Варда.[15][17] Когда его членство закончилось, он работал на Bell Laboratories в 1952 и 1953 гг.[1] Затем он принял предложение о лекции в Университет Аделаиды от Берт Грин, где он проработал год, прежде чем снова стать членом Института перспективных исследований.[3]

Стандартная модель

Теорема Латтинжера (представлен Дж. М. Латтинджер и Уорд) связывает Ферми жидкость плотности частиц к объему его поверхности Ферми.

Уорд оставил британскую программу создания водородной бомбы и устроился на работу в компанию по производству электроники в Калифорнии. Позже в 1956 г. Эллиот Монтролл предложил ему должность приглашенного профессора в Университет Мэриленда.[3] Отмечая недавнюю статью Кейт Брюкнер и Мюррей Гелл-Манн от энергии основного состояния электронный газ, Уорд прочитал лекцию, в которой предложил другой подход. Монтролль понял, что это было 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 продемонстрировал в У эксперимент это паритет не сохраняется в слабые взаимодействия. Это вдохновило Уорда снова обратиться к физике элементарных частиц. Наряду со многими другими он считает, что калибровочная теория может быть применен к Теория бета-распада Ферми.[3] Уорд стал одним из авторов Стандартная модель калибровочных взаимодействий частиц; его работы по электромагнитным и слабым взаимодействиям были опубликованы в серии статей, которые он написал в соавторстве с Абдус Салам.[18][19][20][21] Уорд написал Абдусу записку, в которой сообщил ему, что Альберт Эйнштейн было бы прядение в могиле, предположительно по часовой стрелке.[3]

Вклад Салама и Уорда в Стандартную модель был использован при разработке теоретической структуры бозон Хиггса.[22] Уорд также внес вклад в квантовая механика,[11][23] теория фермионов[24] квант физика твердого тела,[25] и статистическая механика и модель Изинга.[26]

Aldemaston

В 1955 году Уорд был принят на работу в Уильям Кук работать над Британская программа водородной бомбы на Центр исследования атомного оружия в Aldermaston. Британское правительство решило, что ему необходимо водородные бомбы, и задачей Олдермастона было разработать такой.[27] Кук был назначен руководителем проекта в сентябре 1954 года. Уорд был единственным физиком-теоретиком в Олдермастоне; директор, Уильям Пенни, хотя и физик, был знатоком гидродинамика и приборы. Пенни был недоволен тем, что Уорд был навязан ему, и они не ладили.[28] Джон Корнер напомнил, что Уорд не подходил для Олдермастона.[27]

Британские знания о термоядерных конструкциях ограничивались работой, проделанной во время войны. Манхэттенский проект: Эдвард Теллер с Классический Супер,[3] и дизайн 1946 г. Джон фон Нейман и Клаус Фукс. Все, что было достоверно известно об американской водородной бомбе, это то, что она состояла из нескольких ступеней.[27] «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 ".[28]

Проработав большое количество предложений, Уорд нашел работоспособный дизайн, включающий стадию, сжатие и радиационную имплозию.[1][28] 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 дизайн Уорда не был в конечном итоге принят для водородных бомб, используемых в Операция Grapple, концепция оказала влияние,[3][27] и разработка более совершенной конструкции, чем была у американцев, будет ключом к достижению общей цели проекта - возобновлению ядерной энергетики. Особые отношения с американцами.[28][29] Его называют «отцом британской водородной бомбы».[2]

Университет Маккуори

После Мэриленда Уорд искал новую работу. Он думал, что нашел одну в Университет Майами в Флорида, но ему отказали во владении и покинул его в 1959 году. Затем он получил должность в Университет Карнеги Меллон в Питтсбург, Пенсильвания, но был там недоволен. Он снова подал заявку на годичное членство в Институте перспективных исследований и был принят в третий раз. Теодор Х. Берлин затем предложил ему должность в Университет Джона Хопкинса в 1961 году. Он оставался до 1966 года, когда он ответил на объявление профессора математики в Веллингтонский университет Виктории в Новой Зеландии. Австралийские друзья были поражены тем, что кто-то предпочел бы Новую Зеландию Австралии, и в 1967 году он стал профессором физики фонда Университет Маккуори в Сидней. Он отклонил предложения Оксфорда и Кембриджа.[3][1] В конце концов он стал гражданином Австралии.[30]

В 1967 году он создал программу физики в Университете Маккуори, используя Лекции Фейнмана по физике как начальные учебники. В этой программе был сильный экспериментальный акцент, и сам Уорд (изначально получивший образование инженера) «очень восхищался всем практическим».[30] Ему приписывают то, что он был пионером в использовании Диаграммы Фейнмана и распространение их использования в Австралии.[31] В конце 1970-х Уорд вместе с Фрэнком Дуарте участвовал в успешной Движение за реформу науки Macquarie,[32] и считал это «важнейшим достижением».[30] Самым заметным признаком было то, что университет согласился представить Бакалавр (BSc), а не просто степень бакалавра искусств (BA), первая более высоко ценится студентами и рабочими в Австралии.[3]

Личная жизнь и смерть

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.[30] Он никогда не руководил аспирантами.[3] Хотя он так и не получил Нобелевская премия по физике, он получил несколько значительных наград, в том числе Медаль Гатри и Медаль Дирака в 1981 г. Премия Гейнемана в 1982 г., а Медаль Хьюза в 1983 г. «за очень влиятельный и оригинальный вклад в квантовую теорию поля, в частности, тождество Уорда и теорию слабых взаимодействий Салама-Уорда».[33] Он стал член Королевского общества в 1965 г.[3] У него есть Число Эрдеша из 2.[34]

Андрей Сахаров сказал, что Уорд был одним из «титанов» квантовой электродинамики наряду с Фриманом Дайсоном, Ричард Фейнман, Джулиан Швингер, Син-Итиро Томонага и Джан Карло Вик.[35] 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 пианино и валторна. Он был холостяком большую часть своей жизни, но ненадолго был женат в США. Детей у него не было.[3] Он умер на Остров Ванкувер в британская Колумбия, Канада, 6 мая 2000 г., от респираторного заболевания.[1]

использованная литература

  1. ^ а б c d е ж г час я Далиц, Ричард Х.; Дуарте, Фрэнк Дж. (Октябрь 2000 г.). «Джон Клайв Уорд». Физика сегодня. 53 (10): 99–100. Bibcode:2000ФТ .... 53дж..99Д. Дои:10.1063/1.1325207.
  2. ^ а б c Близко, Фрэнк (2011). Загадка бесконечности. Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. п. 90. ISBN  978-0-19-959350-7.
  3. ^ а б c d е ж г час я j k л м п о п q р s Уорд, Джон Клайв (2004). «Воспоминания физика-теоретика» (PDF). Рочестер, Нью-Йорк: журнал оптики. Получено 2 января 2016.
  4. ^ «№ 28490». Лондонская газета. 2 мая 1911 г. с. 3340.
  5. ^ а б c Прайс, М. Х. Л .; Уорд, Дж. К. (1947). «Эффекты угловой корреляции с аннигиляционным излучением». Природа. 160 (4065): 435. Bibcode:1947 г.Натура.160..435П. Дои:10.1038 / 160435a0.
  6. ^ а б c Дуарте, Ф. Дж. (2012). "Происхождение экспериментов по квантовой запутанности на основе измерений поляризации". Европейский физический журнал H. 37 (2): 311–318. Bibcode:2012EPJH ... 37..311D. Дои:10.1140 / epjh / e2012-20047-у.
  7. ^ а б Дуарте, Ф. Дж. (2014). Квантовая оптика для инженеров. Нью-Йорк: CRC. п. 273. ISBN  978-1-4398-8853-7. OCLC  871400712.
  8. ^ Wu, C. S .; Шакнов И. (1950). «Угловая корреляция рассеянного аннигиляционного излучения». Физический обзор. 77: 136. Bibcode:1950PhRv ... 77..136Вт. Дои:10.1103 / PhysRev.77.136.
  9. ^ Далиц, Р. Х.; Дуарте, Ф. Дж. (2000). "Джон Клайв Уорд". Физика сегодня. 53 (10): 99. Bibcode:2000ФТ .... 53дж..99Д. Дои:10.1063/1.1325207.
  10. ^ Дуарте, Ф. Дж. (2013). «Амплитуда вероятности для запутанных поляризаций: интерферометрический подход». Журнал современной оптики. 60 (8): 1585–1587. Bibcode:2013JMOp ... 60.1585D. Дои:10.1080/09500340.2013.844282.
  11. ^ а б Уорд, Дж. К. (1949). Некоторые свойства элементарных частиц. (Докторская диссертация). Оксфордский университет. Получено 2 января 2017.
  12. ^ Дж. К. Уорд (1950). «Тождество в квантовой электродинамике». Phys. Rev. 78 (2): 182. Bibcode:1950PhRv ... 78..182Вт. Дои:10.1103 / PhysRev.78.182.
  13. ^ Дайсон, Ф. Дж. (1949). «Матрица S в квантовой электродинамике». Физический обзор. 75 (21): 1736–1755. Bibcode:1949ПхРв ... 75.1736Д. Дои:10.1103 / PhysRev.75.1736.
  14. ^ Грейнер, Уолтер; Рейнхардт, Иоахим (2009). Квантовая электродинамика. Берлин: Springer. п.319. ISBN  978-3-540-87560-4. OCLC  920255774.
  15. ^ а б Кац, М.; Уорд, Дж. К. (1952). «Комбинаторное решение двумерной модели Изинга». Физический обзор. 88 (6): 1332–1337. Bibcode:1952ПхРв ... 88.1332К. Дои:10.1103 / PhysRev.88.1332.
  16. ^ Potts, R. B .; Уорд, Дж. К. (1955). «Комбинаторный метод и двумерная модель Изинга». Успехи теоретической физики. 13 (1 год = 1955): 38–46. Bibcode:1955ПТХФ..13 ... 38П. Дои:10.1143 / PTP.13.38.
  17. ^ Чехов, Л. О. (1999). «Спектральная задача о графах и L-функциях». Российские математические обзоры. 54 (6): 1197–1232. arXiv:cond-mat / 9911244. Bibcode:1999RuMaS..54.1197C. Дои:10.1070 / RM1999v054n06ABEH000231.
  18. ^ Салам, А.; Уорд, Дж. К. (1959). «Слабые и электромагнитные взаимодействия». Nuovo Cimento. 11 (4): 568–577. Bibcode:1959NCim ... 11..568S. Дои:10.1007 / BF02726525.
  19. ^ Салам, А.; Уорд, Дж. К. (1961). «К калибровочной теории элементарных взаимодействий». Nuovo Cimento. 19 (1): 165–170. Bibcode:1961NCim ... 19..165S. Дои:10.1007 / BF02812723.
  20. ^ Салам, А.; Уорд, Дж. К. (1964). «Электромагнитные и слабые взаимодействия». Письма по физике. 13 (2): 168–171. Bibcode:1964ФЛ .... 13..168С. Дои:10.1016/0031-9163(64)90711-5.
  21. ^ Салам, А.; Уорд, Дж. К. (1964). «Калибровочная теория элементарных взаимодействий». Физический обзор. 136 (3B): B763 – B768. Bibcode:1964ПхРв..136..763С. Дои:10.1103 / PhysRev.136.B763.
  22. ^ Хиггс, П.В. (1966). «Спонтанное нарушение симметрии без безмассовых бозонов». Физический обзор. 145 (4): 1156–1163. Bibcode:1966ПхРв..145.1156Г. Дои:10.1103 / PhysRev.145.1156.
  23. ^ Монтролл, Э.; Уорд, Дж. К. (1958). «Квантовая статистика взаимодействующих частиц; общая теория и некоторые замечания о свойствах электронного газа». Физика жидкостей. 1 (1): 55–72. Bibcode:1958Фл .... 1 ... 55М. Дои:10.1063/1.1724337.
  24. ^ Латтинджер, Дж. М.; Уорд, Дж. К. (1960). "Энергия основного состояния и многофермионная система". Физический обзор. 118 (5): 1417–1427. Bibcode:1960ПхРв..118.1417Л. Дои:10.1103 / PhysRev.118.1417.
  25. ^ Ward, J.C .; 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. Дои:10.1080/14786440108520965.
  26. ^ Montroll, E.W .; Potts, R. B .; Уорд, Дж. К. (1963). «Корреляции и спонтанное намагничивание двумерной модели Изинга». Журнал математической физики. 4 (2): 308–322. Bibcode:1963JMP ..... 4..308M. Дои:10.1063/1.1703955.
  27. ^ а б 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.
  28. ^ а б c d Домби, Норман; Гроув, Эрик (22 октября 1992 г.). "Британский термоядерный блеф". Лондонское обозрение книг. Получено 4 января 2017.
  29. ^ Кэткарт, Брайан (12 сентября 1994 г.). «Разрушился миф: мы не блефовали, чтобы получить бомбу: в пятидесятые годы у Великобритании было самое мощное оружие в мире, - говорит Брайан Кэткарт».. Независимый. Получено 3 января 2017.
  30. ^ а б c d Дуарте, Ф. Дж. (2009). «Человек, стоящий за идентичностью в квантовой электродинамике» (PDF). Австралийская физика. 46 (6): 171–175.
  31. ^ Кайзер, Дэвид (2005). Разделение теорий: дисперсия диаграмм Фейнмана в послевоенной физике. Чикаго: Чикагский университет. стр.121 –124. ISBN  978-0-226-42266-4.
  32. ^ Mansfield, B .; Хатчинсон, М. (1992). Либеральность возможностей: история университета Маккуори, 1964–1989 гг.. Сидней: Хейл и Иремонгер. С. 115–118.
  33. ^ "Джон Клайв Уорд". Университет Маккуори. Получено 4 января 2017.
  34. ^ «Расстояние сотрудничества MR». Американское математическое общество. Получено 4 января 2017.
  35. ^ Сахаров Андрей (1990). Воспоминания. Нью-Йорк: Кнопф. п.84. ISBN  978-0-394-53740-5. OCLC  21303910.