Frank Wilczek - Frank Wilczek
Frank Wilczek | |
---|---|
Nascer |
Frank Anthony Wilczek
15 de maio de 1951 |
Cidadania | EUA |
Educação |
University of Chicago ( BS ) Princeton University ( MA , Ph.D. ) |
Conhecido por |
Liberdade assintótica Cromodinâmica quântica Estatística de partículas Modelo Axion |
Cônjuge (s) | Betsy Devine |
Crianças | Amity and Mira |
Prêmios |
MacArthur Fellowship (1982) Prêmio Sakurai (1986) Medalha Dirac (1994) Medalha Lorentz (2002) Prêmio Lilienfeld (2003) Prêmio Nobel de Física (2004) Prêmio Rei Faisal (2005) |
Carreira científica | |
Campos |
Física Matemática |
Instituições |
MIT TD Lee Institute e Wilczek Quantum Center, Shanghai Jiao Tong University Universidade Estadual do Arizona Universidade de Estocolmo |
Tese | Teorias de calibre não abelianas e liberdade assintótica (1974) |
Orientador de doutorado | David Gross |
Local na rede Internet | frankawilczek.com |
Frank Anthony Wilczek ( / w ɪ l tʃ ɛ k / , nascido 15 de maio de 1951) é um americano físico teórico , matemático e um Prêmio Nobel . Atualmente, ele é Professor de Física Herman Feshbach no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), Diretor Fundador do Instituto TD Lee e Cientista-Chefe do Wilczek Quantum Center da Universidade Shanghai Jiao Tong (SJTU), Professor Distinto da Universidade Estadual do Arizona (ASU) ) e professor titular na Universidade de Estocolmo .
Wilczek, junto com David Gross e H. David Politzer , recebeu o Prêmio Nobel de Física em 2004 "pela descoberta da liberdade assintótica na teoria da interação forte ".
Vida pessoal
Primeiros anos
Nascido em Mineola , Nova York , Wilczek é de origem polonesa e italiana. Seus avós eram imigrantes, que "realmente trabalhavam com as mãos", de acordo com Wilczek, mas o pai de Frank fazia aulas noturnas para se educar, trabalhando como reparador para sustentar sua família. O pai de Wilczek tornou-se um "engenheiro autodidata", cujos interesses em tecnologia e ciência inspiraram seu filho.
Wilczek foi educado nas escolas públicas do Queens , estudando na Martin Van Buren High School . Foi nessa época que os pais de Wilczek perceberam que ele era excepcional - em parte devido ao fato de Frank Wilczek ter feito um teste de QI .
Depois de pular duas séries, Wilczek começou o ensino médio na 10ª série, quando tinha 13 anos. Ele foi especialmente inspirado por dois de seus professores de física do ensino médio, um dos quais ministrou um curso que ajudou alunos com a Westinghouse Science Talent Search nacional . Wilczek foi finalista em 1967 e finalmente conquistou o quarto lugar, com base em um projeto matemático envolvendo a teoria dos grupos .
Educação
Ele recebeu seu Bacharelado em Matemática e membro do Phi Beta Kappa na Universidade de Chicago em 1970. Durante seu último ano como matemático em Chicago, ele frequentou um curso ministrado por Peter Freund sobre teoria de grupo em física, que Wilczek mais tarde descrito como sendo "basicamente física de partículas " e muito influente:
Peter Freund desempenhou um grande papel em minha vida, porém, porque ele ensinou este curso sobre teoria de grupo, ou simetria em física que - ele estava tão entusiasmado e realmente entusiasmado - e é um belo material. Ainda hoje penso que a teoria quântica do momento angular é um dos pináculos absolutos da realização humana. Apenas bonita.
Wilczek foi para Princeton como estudante de graduação em matemática. Depois de um ano e meio, ele foi transferido da matemática para a física, com David Gross como orientador da tese.
Ele obteve um Master of Arts em Matemática em 1972 e um Ph.D. em física em 1974, ambos da Universidade de Princeton
Família
Wilczek conheceu Betsy Devine em Princeton, quando ambos assistiram às partidas de xadrez Fisher-Spassky de 1972 na televisão . Eles se casaram em 3 de julho de 1973 e juntos têm duas filhas, Amity (Reitor Acadêmico do Deep Springs College ) e Mira (sócia sênior da Link Ventures).
Visões religiosas
Wilczek foi criado como católico, mas depois "perdeu a fé na religião convencional". Ele foi descrito como um agnóstico, mas tweetou em 2013 que " panteísta " está "mais perto do alvo".
Wilczek disse que "o mundo incorpora belas idéias", mas "embora isso possa inspirar uma interpretação espiritual, não a exige".
Extensão científica e ativismo
Wilczek é membro do Conselho Consultivo Científico para o Instituto Futuro da Vida , uma organização que trabalha para mitigar os riscos existenciais que a humanidade enfrenta, particularmente o risco existencial da inteligência artificial avançada .
Em 2014, Wilczek escreveu uma carta, junto com Stephen Hawking e dois outros estudiosos, avisando que "O sucesso na criação de IA seria o maior evento da história da humanidade. Infelizmente, também pode ser o último, a menos que aprendamos como evitar os riscos . "
Wilczek também apóia a Campanha para o Estabelecimento de uma Assembleia Parlamentar das Nações Unidas , uma organização que defende a reforma democrática nas Nações Unidas e a criação de um sistema político internacional mais responsável.
Wilczek faz parte do conselho da Society for Science & the Public . Ele é um membro co-fundador da Fundação Kosciuszko do Collegium de Cientistas Eminentes de Origem e Ancestralidade Polonesa.
Wilczek apareceu em um episódio de Penn & Teller: Bullshit! , onde Penn se referiu a ele como "a pessoa mais inteligente [que eles já] tiveram no programa".
Honras
Em 1982, ele foi premiado com a MacArthur Fellowship .
Wilczek foi eleito membro da National Academy of Sciences em 1990, membro da American Academy of Arts and Sciences em 1993 e da American Philosophical Society em 2005.
Wilczek se tornou um membro estrangeiro da Real Academia Holandesa de Artes e Ciências em 2000. Ele recebeu a Medalha Lorentz em 2002. Wilczek ganhou o Prêmio Lilienfeld da Sociedade Física Americana em 2003. No mesmo ano, ele foi premiado com a Faculdade de Matemática e Medalha Comemorativa de Física da Charles University em Praga. Ele foi o co-recebedor do Prêmio de Física de Partículas e Alta Energia de 2003 da European Physical Society . O Prêmio Nobel de Física 2004 foi concedido em conjunto a David J. Gross , H. David Politzer e Frank Wilczek "pela descoberta da liberdade assintótica na teoria da interação forte". Wilczek também foi o co-recebedor do Prêmio Internacional King Faisal de Ciência de 2005 . No mesmo ano, recebeu o Golden Plate Award da American Academy of Achievement . Em 25 de janeiro de 2013, Wilczek recebeu um doutorado honorário da Faculdade de Ciência e Tecnologia da Universidade de Uppsala , Suécia. Ele também fez parte do júri de Ciências Físicas do Prêmio Infosys de 2009 a 2011.
Wilczek detém o cargo de Professor de Física Herman Feshbach no Centro de Física Teórica do MIT . Ele também trabalhou no Instituto de Estudos Avançados de Princeton e no Instituto de Física Teórica da Universidade da Califórnia, Santa Bárbara, e também foi professor visitante na NORDITA .
Pesquisar
O Prêmio Nobel de Wilczek em 2004 foi para a liberdade assintótica, mas ele ajudou a revelar e desenvolver axions , anyons , liberdade assintótica , as fases supercondutoras de cor da matéria quark e outros aspectos da teoria quântica de campos . Ele trabalhou em física da matéria condensada , astrofísica e física de partículas .
Liberdade assintótica
Em 1973, enquanto um estudante graduado que trabalhava com David Gross na Princeton University , Wilczek (junto com Gross) descobriu a liberdade assintótica , que afirma que quanto mais próximos os quarks estão uns dos outros, menor é a forte interação (ou carga de cor ) entre eles; quando os quarks estão em extrema proximidade, a força nuclear entre eles é tão fraca que se comportam quase como partículas livres. A teoria, que foi descoberta independentemente por H. David Politzer , foi importante para o desenvolvimento da cromodinâmica quântica . De acordo com a Academia Real Holandesa de Artes e Ciências, ao conceder a Wilczek sua Medalha Lorentz em 2002,
Esta [liberdade assintótica] é um fenômeno pelo qual os blocos de construção que constituem o núcleo de um átomo - 'quarks' - se comportam como partículas livres quando estão próximos, mas se tornam mais fortemente atraídos uns pelos outros à medida que a distância entre eles aumenta. Essa teoria constitui a chave para a interpretação de quase todos os estudos experimentais envolvendo modernos aceleradores de partículas.
Axions
O axion é uma partícula elementar hipotética . Se axions existem e têm baixa massa dentro de uma faixa específica, eles são interessantes como um possível componente da matéria escura fria .
Em 1977, Roberto Peccei e Helen Quinn postularam uma solução para o forte problema de PC, o mecanismo Peccei-Quinn . Isso é feito adicionando-se uma nova simetria global (chamada simetria Peccei-Quinn .) Quando essa simetria é quebrada espontaneamente, uma nova partícula resulta, conforme mostrado independentemente por Wilczek e por Steven Weinberg . Wilczek chamou essa nova partícula hipotética de "axion" em homenagem a uma marca de sabão em pó, enquanto Weinberg a chamou de "Higglet". Weinberg mais tarde concordou em adotar o nome de Wilczek para a partícula.
Embora a maioria das pesquisas experimentais por candidatos à matéria escura tenham como alvo WIMPs , também houve muitas tentativas de detectar áxions. Em junho de 2020, uma equipe internacional de físicos trabalhando na Itália detectou um sinal que poderia ser axions.
Anyons
Em física , um anyon é um tipo de quasiparticle que ocorre apenas em dois -dimensional sistemas , com propriedades muito menos limitados do que fermiones e bosões . Em particular, anyons podem ter propriedades intermediárias entre férmions e bósons, incluindo carga elétrica fracionária. Esse comportamento vale a pena inspirou Wilczek em 1982 a chamá-los de "anyons".
Em 1977, um grupo de físicos teóricos trabalhando na Universidade de Oslo , liderado por Jon Leinaas e Jan Myrheim , calculou que a divisão tradicional entre férmions e bósons não se aplicaria a partículas teóricas existentes em duas dimensões . Quando Daniel Tsui e Horst Störmer descobriram o efeito Hall quântico fracionário em 1982, Bertrand Halperin (1984) expandiu a matemática proposta por Wilczek em 1982 para estatísticas fracionárias em duas dimensões para ajudar a explicá-lo.
Frank Wilczek, Dan Arovas e Robert Schrieffer analisaram o efeito Hall quântico fracionário em 1984, provando que os anyons eram obrigados a descrevê-lo.
Em 2020, experimentadores da Ecole Normale Supérieure e do Centre for Nanociences and Nanotechnologies (C2N) relataram na Science que haviam feito uma detecção direta de anyons.
Cristais de tempo
Em 2012, ele propôs a ideia de um cristal de tempo . Em 2018, várias equipes de pesquisa relataram a existência de cristais de tempo. Em 2018, ele e Qing-Dong Jiang calcularam que a chamada "atmosfera quântica" de materiais deveria teoricamente ser capaz de ser sondada usando a tecnologia existente, como sondas de diamante com centros de vacância de nitrogênio .
Pesquisa atual
- Física de partículas "pura": conexões entre ideias teóricas e fenômenos observáveis;
- comportamento da matéria: estrutura de fase da matéria quark a altíssima temperatura e densidade; supercondutividade de cor ;
- aplicação da física de partículas à cosmologia ;
- aplicação de técnicas da teoria de campo à física da matéria condensada ;
- teoria quântica dos buracos negros .
Publicações
Para leitores leigos
- 2021 Fundamentals: Ten Keys to Reality , Penguin press (272 p.) ISBN 978-0735223790
- 2015 A Beautiful Question: Finding Nature's Deep Design , (448pp), Allen Lane, ISBN 9781846147012
- 2014 (com Stephen Hawking , Max Tegmark e Stuart Russell ). " Transcendendo a complacência em máquinas superinteligentes ". Huffington Post .
- 2008. A leveza do ser: massa, éter e a unificação das forças . Livros básicos . ISBN 978-0-465-00321-1 .
- 2007. La musica del vuoto . Roma: Di Renzo Editore.
- 2006. Fantastic Realities: 49 Mind Journeys And a Trip to Stockholm . World Scientific. ISBN 978-981-256-655-3 .
- 2002, " Na receita numérica do mundo (uma ode à física) ", Daedalus 131 (1): 142-47.
- 1989 (com Betsy Devine ). Saudade das Harmonias: Temas e Variações da Física Moderna . WW Norton. ISBN 978-0-393-30596-8 .
Técnico
- 1988. Geometric Phases in Physics .
- 1990. Fractional Statistics and Anyon Superconductivity .
- Wilczek, F .; Gross, DJ (1973). "Teorias de calibre assintoticamente livres. I" . Physical Review D . 8 (10): 3633. Bibcode : 1973PhRvD ... 8.3633G . doi : 10.1103 / PhysRevD.8.3633 . OSTI 4312175 .
- Wilczek, F .; Gross, DJ (1973). "Ultraviolet Behavior of Non-Abelian Gauge Theories" . Cartas de revisão física . 30 (26): 1343. Bibcode : 1973PhRvL..30.1343G . doi : 10.1103 / PhysRevLett.30.1343 .
-
Wilczek, F .; Zee, A .; Treiman, SB (1974). "Scaling Deviations for Neutrino Reactions in Aysmptotically Free Field Theories" (PDF) . Joseph Henry Laboratories . doi : 10.2172 / 4256152 . OSTI 4256152 . Citar diário requer
|journal=
( ajuda ) - Wilczek, F .; Zee, A .; Kingsley, RL; Treiman, SB (1975). "Modelos de interação fraca com novos quarks e correntes destras". Physical Review D . 12 (9): 2768–2780. Bibcode : 1975PhRvD..12.2768W . doi : 10.1103 / PhysRevD.12.2768 . OSTI 4082874 .
- Wilczek, F. (1978). "Problema de forte invariância P e T na presença de instantâneos". Cartas de revisão física . 40 (5): 279–282. Bibcode : 1978PhRvL..40..279W . doi : 10.1103 / PhysRevLett.40.279 .
- Wilczek, F. (1982). "Quantum Mechanics of Fractional Spin Particles". Cartas de revisão física . 49 (14): 957. Bibcode : 1982PhRvL..49..957W . doi : 10.1103 / PhysRevLett.49.957 . S2CID 120702932 .
- Wilczek, F .; Turner, MS (1990). "Inflationary Axion Cosmology". Cartas de revisão física . 66 (1): 5–8. Bibcode : 1991PhRvL..66 .... T5 . doi : 10.1103 / PhysRevLett.66.5 . OSTI 6099352 . PMID 10043128 .
- Wilczek, F .; Alford, MG; Rajagopal, K. (1998). "QCD na densidade bárion finita: gotículas de núcleo e supercondutividade de cor". Physics Letters B . 422 (1–4): 247–256. arXiv : hep-ph / 9711395 . Bibcode : 1998PhLB..422..247A . doi : 10.1016 / S0370-2693 (98) 00051-3 . S2CID 2831570 .
- Wilczek, F. (1998). "Estrutura de Riemann-Einstein de volume e simetria de calibre". Cartas de revisão física . 80 (22): 4851–4854. arXiv : hep-th / 9801184 . Bibcode : 1998PhRvL..80.4851W . doi : 10.1103 / PhysRevLett.80.4851 . S2CID 10272760 .
- Wilczek, F .; Fradkin, EH; Nayak, C .; Tsvelik, A. (1998). "Uma teoria de campo efetiva de Chern-Simons para o estado de Hall quântico de Pfaffian". Nuclear Physics B . 516 (3): 704–718. arXiv : cond-mat / 9711087 . Bibcode : 1998NuPhB.516..704F . doi : 10.1016 / S0550-3213 (98) 00111-4 . S2CID 119036166 .
- Wilczek, F .; Alford, MG; Rajagopal, K. (1999). "Bloqueio de sabor de cor e quebra de simetria quiral em QCD de alta densidade". Nuclear Physics B . 537 (1): 443–458. arXiv : hep-ph / 9804403 . Bibcode : 1999NuPhB.537..443A . CiteSeerX 10.1.1.345.6006 . doi : 10.1016 / S0550-3213 (98) 00668-3 . S2CID 6781304 .
- Wilczek, F. (1999). "Teoria quântica de campos". Avaliações da Física Moderna . 71 (2): S85 – S95. arXiv : hep-th / 9803075 . Bibcode : 1999RvMPS..71 ... 85W . doi : 10.1103 / RevModPhys.71.S85 . S2CID 279980 .
- Wilczek, F .; Schafer, T. (1999). "Continuidade de quark e matéria hadron". Cartas de revisão física . 82 (20): 3956–3959. arXiv : hep-ph / 9811473 . Bibcode : 1999PhRvL..82.3956S . doi : 10.1103 / PhysRevLett.82.3956 . S2CID 16217372 .
- Wilczek, F .; Babu, KS; Pati, JC (2000). "Massas de férmions, oscilações de neutrinos e decaimento de prótons à luz de SuperKamiokande". Nuclear Physics B . 566 (1–2): 33–91. arXiv : hep-ph / 9812538 . Bibcode : 1998hep.ph ... 12538B . doi : 10.1016 / S0550-3213 (99) 00589-1 . S2CID 14736670 .
Veja também
- Unificação de acoplamento
- Matéria escura
- WIMP
- Número quântico
- Soliton
- Estatísticas fracionárias
- Efeito Hall
- Departamento de Física do MIT
Referências
links externos
- Frank Wilczek em Nobelprize.org
- Frank Wilczek no INSPIRE-HEP
- Artigos em ArXiv
- " The Quirk of the Quark ": artigo sobre Frank Wilczek por KC Cole na Esquire (dezembro de 1984)
- Wilczek em anyons e supercondutividade (abril de 1991)
- A receita numérica do mundo (26 de abril de 2001)
- Blog das aventuras do Nobel da família Wilczek (2004)
- ForaTV: The Large Hadron Collider and Unified Field Theory (25 de setembro de 2008)
- Frank Wilczek explica as contribuições maciças de Einstein para a ciência (2009)
- Freeman Dyson , " Leaping into the Grand Unknown: Review of The Lightness of Being ," The New York Review of Books 56 (6). (9 de abril de 2009)
- Frank Wilczek discute seu livro "The Lightness of Being" no programa de rádio do 7th Avenue Project (29 de novembro de 2009)
- Uma entrevista para a televisão com Frank Wilczek no YouTube para a Cambridge University Television (fevereiro de 2011)
- Uma entrevista de rádio com Frank Wilczeck foi ao ar no programa de rádio Lewis Burke Frumkes (10 de abril de 2011)
- " A Prodigy Who Cracked Open the Cosmos ": artigo sobre Frank Wilczek por Claudia Dreifus publicado na Quanta Magazine (12 de janeiro de 2021)