Александру Прока - Alexandru Proca

Александру Прока
Родился	( 1897-10-16 )16 октября 1897 г. Бухарест , Королевство Румыния
Умер	13 декабря 1955 г. (1955-12-13)(58 лет) Париж , Франция
Национальность	Румыния
Гражданство	Румыния Франция
Альма-матер	Политехнический университет Бухареста Университет Париж-Сорбонна
Известен	Уравнения Прока
Награды	Почетный член Румынской академии (избран после смерти в 1990 г.)
Научная карьера
Поля	Физик ( теоретик )
Тезис	О релятивистской теории электрона Дирака  (1933 г.)
Докторант	Луи де Бройль

Александру Прока (16 октября 1897 - 13 декабря 1955) был румынским физиком, который учился и работал во Франции . Он разработал векторную мезонную теорию ядерных сил и уравнения релятивистского квантового поля, которые носят его имя ( уравнения Прока ) для массивных векторных мезонов со спином 1.

биография

Он родился в Бухаресте , в семье инженера-строителя. Он был одним из выдающихся учеников средней школы им. Георгия Лазэра и Политехнического университета в Бухаресте. Обладая очень сильным интересом к теоретической физике, он отправился в Париж, где окончил факультет естественных наук Париж-Сорбонского университета , получив от руки Марии Кюри диплом бакалавра наук . После этого он работал исследователем / физиком в Радиевом институте в Париже в 1925 году.

Прока стал гражданином Франции в 1931 году. Он защитил докторскую диссертацию. занимается теоретической физикой под руководством нобелевского лауреата Луи де Бройля . В 1933 году он успешно защитил кандидатскую диссертацию. защитил диссертацию на тему «О релятивистской теории электрона Дирака» перед экзаменационной комиссией под председательством нобелевского лауреата Жана Перрена .

В 1939 году его пригласили на Сольвеевскую конференцию , которая не состоялась из-за начала Второй мировой войны . Во время войны он короткое время был старшим инженером Радио Франс . В 1943 году он ненадолго остановился в Португалии , где (заменив Гвидо Бека ) руководил семинаром по теоретической физике, организованным Рюем Луисом Гомешем в Центре математических исследований Университета Порту . С 1943 по 1945 год он находился в Соединенном Королевстве по приглашению Королевского общества и Британского Адмиралтейства , чтобы помочь в военных действиях. После этого он вернулся в Париж, где вел семинар по физике элементарных частиц. Он пытался получить кресло в Сорбонне или Коллеж де Франс , но безуспешно. С 1950 года он организовал коллоквиум по теоретической физике для CNRS с Пьером Оже , а в 1951 году он был французским представителем в Международном союзе чистой и прикладной физики .

В 1937 Proca был избран членом - корреспондентом Румынской Академии наук , а в 1990 году он был избран Посмертным почетным членом Румынской Академии .

Он умер в Париже в 1955 году после двухлетней борьбы с раком гортани .

Научные достижения

В 1929 году Прока стал редактором влиятельного физического журнала Les Annales de l'Institut Анри Пуанкаре . Затем, в 1934 году, он провел целый год с Эрвином Шредингером в Берлине и на несколько месяцев посетил с нобелевским лауреатом Нильсом Бором в Копенгагене, где он также встретился с Вернером Гейзенбергом и Джорджем Гамовым .

Прока стал известен как один из самых влиятельных румынских физиков-теоретиков прошлого века, который разработал векторную мезонную теорию ядерных сил в 1936 году, опередив первые доклады Хидеки Юкавы , который использовал уравнения Прока для векторного мезонного поля как отправная точка. Впоследствии Юкава получил Нобелевскую премию за объяснение ядерных сил с использованием пи-мезонного поля и правильное предсказание существования пиона , первоначально названного Юкавой «мезотроном». Пионы, будучи легчайшими мезонами, играют ключевую роль в объяснении свойств сильных ядерных сил в их более низком диапазоне энергий. В отличие от массивных бозонов со спином 1 в уравнениях Прока, пионы, предсказанные Юкавой, являются бозонами со спином 0, которые связаны только со скалярными полями. Однако существуют также мезоны со спином 1, такие как те, которые рассматриваются в уравнениях Прока. Векторные мезоны со спином 1, рассмотренные Прокой в ​​1936-1941 гг., Имеют нечетную четность , участвуют в электрослабых взаимодействиях и наблюдались в экспериментах с высокими энергиями только после 1960 г., тогда как пионы, предсказанные теорией Юкавы, экспериментально наблюдались Карлом Андерсоном. в 1937 г. с массами, весьма близкими по значению к 100 МэВ, предсказанным теорией пи-мезонов Юкавы, опубликованной в 1935 г .; последняя теория рассматривала только массивное скалярное поле как причину ядерных сил, таких как те, которые можно было бы ожидать в поле пи-мезона.

В области более высоких масс векторные мезоны включают в свою структуру также очаровательные и нижние кварки . Спектр тяжелых мезонов через радиационные процессы связан с векторными мезонами, которые поэтому играют важную роль в мезонной спектроскопии. Векторные мезоны из легких кварков появляются в почти чистых квантовых состояниях .

Уравнения Proca в суть уравнения движения Эйлера-Лагранжа типа , которые приводят к Лоренца калибровочных полевых условиях: . По сути, уравнения Прока: ${\ Displaystyle \ partial _ {\ mu} A ^ {\ mu} = 0 \!}$

${\ displaystyle \ Box A ^ {\ nu} - \ partial ^ {\ nu} (\ partial _ {\ mu} A ^ {\ mu}) + m ^ {2} A ^ {\ nu} = j ^ { \ nu}}$, куда:

${\ displaystyle \ Box = \ left ({\ frac {1} {c ^ {2}}} {\ frac {\ partial ^ {2}} {\ partial t ^ {2}}} \ right) - \ nabla ^ {2}}$.

Здесь 4-потенциал, оператор перед этим потенциалом - это оператор Даламбера , - это плотность тока, а оператор набла (∇) в квадрате - это оператор Лапласа , Δ. Поскольку это релятивистское уравнение, предполагается , что Эйнштейн суммировал повторяющиеся индексы. 4-потенциал - это комбинация скалярного потенциала и 3-векторного потенциала A , полученная из уравнений Максвелла : ${\ displaystyle A ^ {\ mu}}$${\ displaystyle \ Box}$${\ displaystyle j ^ {\ nu}}$${\ Displaystyle А ^ {\ ню}}$${\ displaystyle \ phi}$

${\ displaystyle A ^ {\ nu} = \ left ({\ frac {\ phi} {c}}, \ mathbf {A} \ right)}$

${\ displaystyle \ mathbf {E} = - \ mathbf {\ nabla} \ phi - {\ frac {\ partial \ mathbf {A}} {\ partial t}}}$

${\ displaystyle \ mathbf {B} = \ mathbf {\ nabla} \ times \ mathbf {A}.}$

В упрощенном виде они принимают вид:

${\ Displaystyle \ partial _ {\ mu} (\ partial ^ {\ mu} A ^ {\ nu} - \ partial ^ {\ nu} A ^ {\ mu}) + \ left ({\ frac {mc} { \ hbar}} \ right) ^ {2} A ^ {\ nu} = 0}$.

Уравнения Прока, таким образом, описывают поле массивной частицы со спином -1 массы m с ассоциированным полем, распространяющимся со скоростью света c в пространстве-времени Минковского ; такое поле характеризуется реальным вектором А , что приводит к релятивистской лагранжевой плотности L . Они могут казаться формально похожими на уравнение Клейна – Гордона :

${\ displaystyle {\ frac {1} {c ^ {2}}} {\ frac {\ partial ^ {2}} {\ partial t ^ {2}}} \ psi - \ nabla ^ {2} \ psi + {\ frac {m ^ {2} c ^ {2}} {\ hbar ^ {2}}} \ psi = 0}$,

но последнее является скалярным, а не векторным уравнением, которое было выведено для релятивистских электронов , и поэтому оно применимо только к фермионам со спином 1/2. Более того, решения уравнения Клейна – Гордона являются релятивистскими волновыми функциями, которые могут быть представлены как квантовые плоские волны, если уравнение записано в натуральных единицах:

${\ displaystyle - \ partial _ {t} ^ {2} \ psi + \ nabla ^ {2} \ psi = m ^ {2} \ psi}$;

это скалярное уравнение применимо только к релятивистским фермионам, подчиняющимся энергия-импульс отношение в Альберте Эйнштейн «s специальной теории относительности теории. Интуиция Юкавы была основана на таком скалярном уравнении Клейна-Гордона, и лауреат Нобелевской премии Вольфганг Паули писал в 1941 году: `` ... Юкава предположил, что мезон имеет спин 1 , чтобы объяснить спиновую зависимость силы между протоном и нейтроном. Теория этого случая была дана Прокой ".

Примечания

Смотрите также

• Уравнения движения Эйлера – Лагранжа.
• Proca действие
• Векторный мезон
• Уравнение Клейна – Гордона
• релятивистский электрон
• Специальная теория относительности
• Ядерные силы
• Теория Юкавы
• Пионы
• Мезоны
• Кварки

использованная литература

внешние ссылки

• Краткая история IFIN-HH: Preursors Hon. Акад. Александру Прока (1897–1955) и акад. Профессор доктор Хория Хулубей (1896–1972).