Эрик Вайнберг - Erick Weinberg

Эрик Джеймс Вайнберг
Эрик Джеймс Вайнберг
Родившийся	29 августа 1947 г. (возраст 73); Оссининг, Нью-Йорк
Национальность	Соединенные Штаты
Альма-матер	Манхэттенский колледж; Гарвардский университет
Известен	Потенциал Коулмана – Вайнберга ; Метрика Ли – Вайнберга – И
	Научная карьера
Поля	Теоретическая физика
Учреждения	Колумбийский университет
Докторант	Сидни Коулман

Эрик Дж. Вайнберг (родился 29 августа 1947 г.) физик-теоретик и профессор физики в Колумбийский университет.

Вайнберг получил степень бакалавра в Манхэттенский колледж в 1968 г. Он получил Кандидат наук. из Гарвардский университет в 1973 г.^[2] под присмотром Сидни Коулман, с которым он открыл Механизм Колемана – Вайнберга за спонтанное нарушение симметрии в квантовая теория поля. Вайнберг работает над различными разделами теории высоких энергий, включая черные дыры, вихри, Теория Черна – Саймонса, магнитные монополи в калибровочных теориях и космическая инфляция. Он также является редактором Физический обзор D, а также приглашенный ученый Корейский институт перспективных исследований (КИАС).^[3]

Академическая карьера

После получения докторской степени Вайнберг отправился в Институт перспективных исследований в Принстон, Нью-Джерси как постдокторант. В 1975 году он стал доцентом физики Колумбийского университета. В 1987 году его повысили до профессора. С 2002 по 2006 год Вайнберг занимал должность заведующего кафедрой физики Колумбийского университета. Вайнберг все еще активно исследует монополи BPS и распад вакуума.

Известные работы

Вайнберг работал над различными разделами теоретической физики высоких энергий, включая теорию спонтанное нарушение симметрии, инфляция, теория суперсимметричных солитоны, и теория распад вакуума через зарождение квантовых / тепловых пузырей.

Потенциал Коулмана – Вайнберга

Спонтанное нарушение симметрии происходит в теории, когда состояние с наименьшей энергией не имеет такого количества симметрий, как сама теория, поэтому мы видим вырожденный вакуум, связанный соотношением между симметрией теории и симметрией состояния, и спектром частиц классифицируется по группе симметрии самого низкоэнергетического состояния (вакуума). В случае, когда фактор может быть параметризован непрерывным параметром (ами), локальные флуктуации этих параметров можно рассматривать как бозонные возбуждения (если симметрия бозонная), обычно называемые Бозон Голдстоуна, что имеет серьезные последствия. В сочетании с калибровочными полями эти бозоны смешиваются с продольными поляризациями калибровочных полей и придают им массы, вот как Механизм Хиггса работает.

Обычно способ реализовать спонтанное нарушение симметрии состоит в том, чтобы ввести скалярное поле, которое имеет параметр тахионной массы, классически, тогда классический вакуум - это решение, которое остается на дне потенциала, с ведущим квантовым вкладом принципа неопределенности, вакуум можно рассматривать как гауссовский волновой пакет вокруг самой низкой точки потенциала.

Возможность, на которую указали Коулман и Э. Вайнберг, заключается в том, что даже на классическом уровне, когда масса скалярного поля устанавливается равной нулю, квантовая поправка способна изменить эффективный потенциал, поворачивая точку, которая обладает всей симметрией теории от локальных минимумов к максимумам и генерируют новые минимумы (вакуум) в конфигурациях с меньшей симметрией. Следовательно, спонтанное нарушение симметрии может иметь чисто квантовое происхождение.

Еще один важный момент в механизме: потенциал остается плоским с квантовой поправкой, если мы вводим соответствующий контрчлен, чтобы отменить перенормировку массы, с переходом минимум / максимум, индуцированным логподобным членом. ${ displaystyle V = { frac { lambda} {4!}} phi ^ {4} + { frac { lambda ^ {2} phi ^ {4}} {256 pi ^ {2}} } ( ln { frac { phi ^ {2}} {M ^ {2}}} - { frac {25} {6}})}$

Поэтому он дает естественную арену для идеи медленная инфляция представленный Линде, Альбрехтом и Стейнхардтом, который до сих пор играет доминирующую роль среди теорий ранней Вселенной.

Пространственная трансмутация

В оригинальной статье Коулмана-Вайнберга, а также в диссертации Эрика Вайнберга, Коулман и Вайнберг обсуждали перенормировку связей в различных теориях и ввели понятие «размерной трансмутации» - вычисление констант связи рендерит некоторая связь, определяемая произвольным масштабом энергии, поэтому, хотя классически одна начинается с теории, в которой есть несколько произвольных безразмерных констант, одна заканчивается теорией с произвольным размерным параметром.

Проблема постепенного выхода из старой инфляции

В статье с Алан Гут,^[4] Эрик Вайнберг обсуждал возможность прекращения надувания термализацией вакуумных пузырьков.

Первоначальное предложение инфляции состоит в том, что экспоненциально растущая фаза заканчивается зарождением пузырьков Колемана-де Лючии с низкой энергией вакуума, эти пузырьки сталкиваются и термализуются, оставляя однородную Вселенную с высокой температурой. Однако, поскольку экспоненциальный рост Вселенной, близкой к де Ситтеру, разбавляет зародыши пузырьков, не очевидно, что пузырьки действительно объединятся, на самом деле Гут и Вайнберг доказали следующие утверждения:

"Если скорость зародышеобразования достаточно мала по сравнению со скоростью расширения, то вероятность того, что какая-либо определенная точка во Вселенной находится внутри кластера пузырей бесконечного объема, исчезнет, другими словами, пузыри не проникают через всю Вселенную, если зарождение ставка мала »
«В любой заранее выбранной системе координат любой типичный пузырь будет доминировать над своим собственным кластером. Другими словами, для любого пузырька вероятность того, что кластер, которому он принадлежит, выйдет за пределы этого пузырька на большое координатное расстояние, подавляется, когда скорость нуклеации равна маленький"

Второе утверждение предполагает, что в фиксированной координате любой выбранный пузырь будет самым большим в своем собственном кластере, но это утверждение зависит от координат, после выбора пузырька всегда можно найти другую координату, в которой есть более крупные пузырьки в том же кластере. .

Согласно этим утверждениям, если скорость зарождения пузырьков мала, мы получим пузырьки, которые образуют кластеры и не будут сталкиваться друг с другом, а тепловыделение от распада вакуума сохраняется в доменных стенках, что сильно отличается от горячий Большой взрыв начинается с.

Эта проблема, получившая название «проблема постепенного выхода», обсуждалась независимо позже Хокингом, Моссом и Стюартом,^[5] затем решается предложением Линде о новой инфляции,^[6] Абрехт и Стейнхардт,^[7] который использует механизм Коулмана-Вайнберга для создания потенциала инфлатона, который удовлетворяет условиям медленного качения.

Метрика Ли – Вайнберга – И

Существование магнитных монополей давно стало интересной и серьезной возможностью. Такие солитоны потенциально могут объяснить квантование электрического заряда, как указал Дирак; они могут возникать как классические решения в калибровочных теориях, как указывали Поляков и 'т Хоофт; и неспособность их обнаружить - одна из причин, по которой предлагается период инфляция перед горячей фазой Большого взрыва.

Динамика решений с магнитными монополями особенно проста, когда теория находится на пределе BPS --- когда она может быть расширена за счет включения фермионных секторов для формирования суперсимметричной теории. В этих случаях мульти-монопольные решения могут быть получены явно, монополи в системе в основном свободны, потому что взаимодействие, опосредованное полем Хиггса, компенсируется калибровочным взаимодействием. в случае максимально разорванной калибровочной группы на ${ Displaystyle U (1) ^ {k}}$ , мульти-монопольный раствор можно рассматривать как слабо взаимодействующие частицы, каждая из которых несет ${ Displaystyle U (1)}$ фазовый фактор, поэтому при рассмотрении низкоэнергетических процессов общее количество степеней свободы для n монополей равно 4n, в 4-мерном пространстве-времени --- 3 для пространственного положения и одна для фазового фактора. Динамика может быть сведена к движению внутри 4n-мерного пространства с нетривиальной метрикой из взаимодействий между монополями, так называемое «приближение пространства модулей».

Эрик Вайнберг вместе с Кимён Ли и Пильджин И выполнил расчет метрики пространства модулей в случае хорошо разделенных монополей с произвольной большой компактной калибровочной группой. ${ Displaystyle { mathcal {G}}}$ максимально разбит на произведения U (1) и утверждал, что в некоторых случаях метрика может быть точной --- действительной для переполненной монопольной системы. Этот расчет известен как «метрика Ли – Вайнберга – Йи».

Избранные статьи и книга

«Классические решения в квантовой теории поля» (2012) http://www.cup.cam.ac.uk/aus/catalogue/catalogue.asp?isbn=9781139574617&ss=exc^{[постоянная мертвая ссылка ]}
Коулман, Сидней; Вайнберг, Эрик (1973). «Радиационные поправки как причина спонтанного нарушения симметрии». Физический обзор D. 7 (6): 1888. arXiv:hep-th / 0507214. Bibcode:1973ПХРВД ... 7.1888С. Дои:10.1103 / PhysRevD.7.1888.
Гут, Алан Х .; Вайнберг, Эрик Дж. (1983). «Могла ли Вселенная оправиться от медленного фазового перехода первого рода?». Ядерная физика B. 212 (2): 321–64. Bibcode:1983НуФБ.212..321Г. Дои:10.1016/0550-3213(83)90307-3.
Jackiw, R .; Вайнберг, Эрик Дж. (1990). «Самодуальные вихри Черна-Саймонса». Письма с физическими проверками. 64 (19): 2234–2237. Bibcode:1990PhRvL..64.2234J. Дои:10.1103 / PhysRevLett.64.2234. PMID 10041622.
Ли, Кимён; Вайнберг, Эрик Дж .; Йи, Piljin (1996). «Пространство модулей многих монополей BPS для произвольных калибровочных групп». Физический обзор D. 54 (2): 1633–1643. arXiv:hep-th / 9602167. Bibcode:1996ПхРвД..54.1633Л. Дои:10.1103 / PhysRevD.54.1633.
Вайнберг, Эрик Дж .; Йи, Piljin (2007). «Магнитная монопольная динамика, суперсимметрия и двойственность». Отчеты по физике. 438 (2–4): 65–236. arXiv:hep-th / 0609055. Bibcode:2007PhR ... 438 ... 65 Вт. Дои:10.1016 / j.physrep.2006.11.002.

Награды

внешняя ссылка

[1] «Биография на АПС». Архивировано из оригинал на 2016-03-26. Получено 2012-07-14.

[2] Биография факультета Колумбийского университета

[3] Список сотрудников Phys Rev D

[4] Гут, Алан Х .; Вайнберг, Эрик Дж. (1983). «Могла ли Вселенная оправиться от медленного фазового перехода первого рода?». Ядерная физика B. 212 (2): 321–64. Bibcode:1983НуФБ.212..321Г. Дои:10.1016/0550-3213(83)90307-3.

[5] Хокинг, С. У .; Moss, I. G .; Стюарт, Дж. М. (1982). «Столкновения пузырей в очень ранней Вселенной». Физический обзор D. 26 (10): 2681. Bibcode:1982ПхРвД..26.2681Х. Дои:10.1103 / PhysRevD.26.2681.

[6] Линде, А. Д. (1982). «Сценарий новой инфляционной вселенной: возможное решение проблем горизонта, плоскостности, однородности, изотропии и изначального монополя». Письма по физике B. 108 (6): 389–93. Bibcode:1982ФЛБ..108..389Л. Дои:10.1016/0370-2693(82)91219-9.

[7] Альбрехт, Андреас; Стейнхардт, Пол Дж. (1982). "Космология для теорий Великого Объединения с радиационно-индуцированным нарушением симметрии". Письма с физическими проверками. 48 (17): 1220. Bibcode:1982ПхРвЛ..48.1220А. Дои:10.1103 / PhysRevLett.48.1220.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]