Рудольф Хааг
Рудольф Haag (родился 17 августа 1922 в Тюбингене ; † 5 января, 2016 в Fischhausen-Neuhaus) был немецким теоретическим физиком , который в основном занимался фундаментальными вопросами квантовой теории поля теории.
Жизнь
Отец Хаага, Альберт Хааг, был учителем математики в гимназии, его матерью была писательница и политик Анна Хааг . Хааг остался в Англии в начале Второй мировой войны и был интернирован как вражеский инопланетянин в Канаде во время войны , где он самоучился по физике и математике. С 1946 года учился в Техническом университете в Штутгарте , который окончил в 1948 году по специальности физик. В 1951 году он получил докторскую степень в Университете Мюнхена под Fritz Боппа (метод соответствия в теории элементарных частиц) и завершил свою хабилитацию в 1954 г. (по релятивистской квантовой теории взаимодействующих частиц) . С 1951 по 1953 год он был ассистентом в Мюнхенском университете (с 1954 года частным лектором), а в 1953/54 годах он посещал теоретическую группу в ЦЕРНе , который в то время все еще находился в Копенгагене . В 1956/1957 он работал с Вернером Гейзенбергом в Физическом институте Макса Планка в Геттингене . После посещения профессоров Принстонского университета и Университета Марселя , он был профессором физики Иллинойского университета в Урбана-Шампейн с 1960 по 1966 год . Впоследствии он был профессором теоретической физики в Гамбургском университете до выхода на пенсию в 1987 году . После выхода на пенсию он переехал в Шлирзее, где до своей смерти работал над концепцией событий в квантовой физике.
Хааг вместе с Резом Йостом был основателем и с 1965 по 1973 год первым редактором ведущего журнала по математической физике « Сообщения в математической физике» .
Среди его учеников: Хузихиро Араки , Детлев Буххольц , Фолькер Энсс , Клаус Фреденхаген и Берт Шроер .
Работает
Даже в начале своей карьеры Хааг внес значительный вклад в концепции квантовой теории поля, в том числе: по теореме Хаага . Из этой теоремы следует, что картина взаимодействия квантовой механики не существует в квантовой теории поля. Поэтому был необходим новый подход к описанию процессов рассеяния частиц, который он разработал в последующие годы ( теория рассеяния Хаага-Рюэля ).
Во время этой работы он понял, что жесткой связи между полями и частицами, которая постулировалась до этого момента, не существовало. Решающим фактором для интерпретации частиц является, скорее, принцип локальности Эйнштейна , который перенесен в квантовую теорию поля и присваивает операторы областям пространства-времени. Эти идеи нашли свою окончательную формулировку в аксиомах Хаага-Кастлера для локальных наблюдаемых каждой квантовой теории поля. Эта структура использует элементы теории операторных алгебр и поэтому называется алгебраической квантовой теорией поля или, с точки зрения физического содержания, локальной квантовой физикой .
Эта концепция оказалась плодотворной для понимания фундаментальных свойств любой теории в четырехмерном пространстве Минковского . Не делая предположений о существовании полей, которые нельзя непосредственно наблюдать (поскольку заряд меняется), Хааг в сотрудничестве с Серджио Доплихером и Джоном Э. Робертсом выяснил возможную структуру сверхизбирающих секторов наблюдаемых в теориях с короткими промежутками времени. силы диапазона: Секторы всегда могут быть составлены, каждый сектор удовлетворяет статистике (пара) Бозе или Фермиста, и для каждого сектора существует сопряженный сектор. На изображении частицы эти идеи соответствуют аддитивности зарядов, альтернативе Бозе-Ферми для статистики частиц и существованию античастиц . В частном случае (простые секторы) глобальная калибровочная группа и несущие заряд поля могут быть восстановлены из наблюдаемых , которые генерируют все сектора из вакуумного состояния. Позднее эти результаты были обобщены для произвольных секторов Доплихером и Робертсом ( теорема двойственности Допличера-Робертса ). Применение этих методов к теориям в низкоразмерных пространствах также привело к пониманию возникновения там статистики групп кос и квантовых групп .
В квантовой статистической механике Хаагу (вместе с Нико М. Хугенгольцем и Мариусом Виннинком ) удалось обобщить характеристику Гиббса - фон Неймана состояний теплового равновесия, используя условие KMS (согласно Кубо , Мартину , Швингеру ) таким образом, что оно расширяет до бесконечности Системы в термодинамических Лаймах применимы. Оказалось, что это условие также играет заметную роль в теории алгебр фон Неймана ( теория Томита-Такесаки ). Эта теория оказалась центральным элементом структурного анализа, а в последнее время и при построении конкретных моделей квантовой теории поля. Вместе с Даниэлем Кастлером и Евой Трич-Польмейер Хаагу также удалось вывести условие KMS из свойств устойчивости состояний теплового равновесия. Вместе с Хузихиро Араки, Даниэлем Кастлером и Масамичи Такесаки он также разработал теорию химического потенциала в этом контексте .
Каркас, созданный Хаагом и Кастлером для рассмотрения квантовых теорий поля в пространстве Минковского, может быть перенесен на теории искривленного пространства-времени. Работая с Клаусом Фреденхагеном, Хайде Нарнгофер и Ульрихом Штайном, Хааг внес важный вклад в понимание эффекта Унру и излучения Хокинга .
Хааг проявлял определенное сопротивление к тому, что он считал спекулятивными разработками в теоретической физике, но время от времени имел дело с такими вопросами. Наиболее известным здесь является теорема Haag-Лопушанского-Sohnius , который классифицирует возможные суперсимметрий в матрице S , которые не подпадают под действие теоремы Coleman-Mandula .
Почести
В 1970 году он получил медаль Макса Планка, а в 1997 году - премию Анри Пуанкаре . Он был членом Немецкой академии наук Леопольдина (с 1980 г.) и Академии наук в Геттингене, а также членом-корреспондентом Баварской академии наук и Австрийской академии наук .
Шрифты
- О квантовых теориях поля , Matematisk-fysiske Meddelelser Kong. Danske Videns. Сельскаб, Т. 29, 1955, № 12 (теорема Хаагше).
- Квантовая теория поля с составными частицами и асимптотическими условиями . Physical Review , Vol. 112, 1958, 669 (теория рассеяния Хаага-Рюэля).
- с Дэниелом Кастлером: алгебраический подход к квантовой теории поля . Журнал математической физики , том 5, 1964, стр. 848-861 (Haag-Kastler-Axiome).
- с Серджио Доплишером, Рудольфом Хаагом, Джоном Э. Робертсом: местные наблюдаемые и статистика частиц 1 и 2 . Commun.Math.Phys. 23 (1971) 199-230 & Commun. Math. Phys. 35 (1974) 49-85 (анализ структуры суперселекции Доплишера-Хаага-Робертса)
- с Нико Хугенгольцем, Мариусом Виннинком: О состояниях равновесия в квантовой статистической механике . Commun.Math.Phys. 5 (1967) 215-236 (условие KMS).
- с Даниэлем Кастлером, Ева Трич-Польмейер: Стабильность и состояния равновесия . Commun.Math.Phys. 38 (1974) 173-193 (стабильность и состояние KMS)
- с Хузихиро Араки, Даниэлем Кастлером, Масамичи Такесаки: Расширение состояний KMS и химического потенциала . Commun. Math. Phys. 53 (1977) 97-134 (Состояние и химический потенциал KMS)
- с Хайде Нарнгофер, Ульрих Штайн: О квантовой теории поля в гравитационном фоне . Commun.Math.Phys. 94 (1984) 219 (эффект балансового колеса)
- с Клаусом Фреденхагеном: О происхождении излучения Хокинга, связанного с образованием черной дыры . Commun.Math.Phys. 127 (1990) 273 (излучение Хокинга)
- с Яном Лопушански, Мартином Сохниусом: Все возможные генераторы суперсимметрии S-матрицы , Nucl. Phys, B 88 (1975) 257 (классификация суперсимметрии).
- Фундаментальная необратимость и концепция событий , Коммунальная математика, физ. 132 (1990) 245 (понятие события; см. Также Раздел VII.3 в следующей книге)
- Local Quantum Physics: Fields, Particles, Algebras , Springer 1992, 2nd edition 1996. (Учебник)
- с Детлевым Бухгольцем: поиски понимания релятивистской квантовой физики , Journal of Mathematical Physics 41 (2000) 3674–3697 (обзор и перспективы)
- Вопросы квантовой физики - личный взгляд , в: Fokas (Ed.): Mathematical Physics 2000 , Imperial College Press 2000. (Outlook).
- Некоторые люди и некоторые проблемы встретились за полвека приверженности математической физике , The European Physics Journal H 35 (2010) 263–307 (личные воспоминания)
литература
- Джон Эрман, теорема Дорин Фрейзер Хаагс и ее значение для основ квантовой теории поля
- Рез Йостс поздравляет Рудольфа Хаага с 60-летием, с фотографией, Commun.Math.Phys. 85 (1982) 1
- Даниэль Кастлер: Рудольф Хааг - восемьдесят лет (с фото), Commun.Math.Phys. 237 (2003) 3 DOI: 10.1007 / s00220-003-0829-1
- Детлев Буххольц, Серджио Допличер, Клаус Фреденхаген: Рудольф Хааг (1922–2016) , Бюллетень IAMP News Bulletin, январь 2016 г. [1]
- Карл-Хеннинг Ререн, Артур Яффе: Рудольф Хааг 1922–2016 , Physics Today 69 (2016) 70 [2]
- Курт Шёнхаммер: некролог Рудольфа Хаага. 17 августа 1922 г. - 5 января 2016 г. В: Ежегодник Академии наук в Геттингене (2016), стр. 236–237.
веб ссылки
- Литература Рудольфа Хаага и о нем в каталоге Немецкой национальной библиотеки
- Рудольф Хааг на проекте «Математическая генеалогия»
- Артур Яффе о Рудольфе Хааге как основателе коммуникаций в математической физике, с фотографиями
- Введение в алгебраическую квантовую теорию поля (локальная квантовая физика)
- Видеолекция (на английском языке) Рудольфа Хаага о 50-летнем возрасте алгебраической квантовой теории поля с личными комментариями
Сноски
- ↑ Physikjournal 15 (2016) №4, 53 (некролог)
- ↑ Poggendorff Lit.-Biogr. Краткий словарь точных наук. , 1958 г.
- ↑ Теорема Хаага утверждает, что обычное представление пространства Фока нельзя использовать для описания взаимодействующих релятивистских квантовых полей с каноническими коммутационными соотношениями, нужны неэквивалентные представления полей в гильбертовом пространстве ; см. также Энциклопедию математики
- ↑ См., Например, Б. обзорная статья « Рассеяние в релятивистской квантовой теории поля» , arxiv : math-ph / 0509047
- ↑ Единственным дополнительным предположением к аксиомам Хаага-Кастлера для наблюдаемых в этом анализе был постулат дуальности Хаага , который позже был установлен Джозефом Дж. Бизоньяно и Эйвиндом Х. Вихманом в рамках квантовой теории поля; обошлось и без обсуждения бесконечной статистики .
- ↑ Обзор построения большого количества моделей с использованием этих методов можно найти в: Gandalf Lechner, Algebraic Constructive Quantum Field Theory: Integrable Models and Deformation Techniques , pp. 397–449 in: Advances in Algebraic Quantum Field Theory, Springer , 2015 г.
- ↑ Теорема Сидни Коулмана и Джеффри Мандулы исключает нетривиальную связь бозонных групп внутренней симметрии с геометрическими симметриями ( группа Пуанкаре ). С другой стороны, суперсимметрия допускает такую связь.
личные данные | |
---|---|
ФАМИЛИЯ | Гаага, Рудольф |
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ | Немецкий физик-теоретик |
ДЕНЬ РОЖДЕНИЯ | 17 августа 1922 г. |
МЕСТО РОЖДЕНИЯ | Тюбинген |
ДАТА СМЕРТИ | 5 января 2016 г. |
МЕСТО СМЕРТИ | Fischhausen-Neuhaus |