Эрик Вайнберг - Erick Weinberg

Эрик Джеймс Вайнберг
Родившийся	( 1947-08-29 ) 29 августа 1947 г. (73 года) Оссининг, Нью-Йорк
Национальность	Соединенные Штаты
Альма-матер	Манхэттенский колледж Гарвардского университета
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 Колумбийского университета .

Вайнберг получил степень бакалавра в Манхэттенском колледже в 1968 году. Он получил степень доктора философии. из Гарвардского университета в 1973 году под руководством Сидни Коулмана , вместе с которым он открыл механизм Коулмана – Вайнберга для спонтанного нарушения симметрии в квантовой теории поля . Вайнберг работает над различными разделами теории высоких энергий, включая черные дыры , вихри , теорию Черна – Саймонса , магнитные монополи в калибровочных теориях и космическую инфляцию . Он также является редактором Physical Review D , а также приглашенным научным сотрудником Корейского института перспективных исследований (KIAS).

Академическая карьера

После получения докторской степени Вайнберг отправился в Институт перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси, в качестве постдокторского исследователя. В 1975 году он стал доцентом кафедры физики Колумбийского университета. В 1987 году он стал профессором. 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 в различных областях теоретической физики высоких энергий, включая теорию спонтанного нарушения симметрии , инфляцию , теорию суперсимметричных солитонов и теорию распада вакуума через зарождение квантовых / тепловых пузырьков.

Потенциал Коулмана – Вайнберга

Спонтанное нарушение симметрии происходит в теории, когда состояние с наименьшей энергией не обладает таким количеством 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 бозоном Голдстоуна , что имеет глубокие последствия. Когда эти бозоны связаны с калибровочными полями, они смешиваются с продольными поляризациями калибровочных полей и придают им массы. Так работает механизм Хиггса .

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 гауссов 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. ${\ displaystyle V = {\ frac {\ lambda} {4!}} \ phi ^ {4} + {\ frac {\ lambda ^ {2} \ phi ^ {4}} {256 \ pi ^ {2}} } (\ ln {\ frac {\ phi ^ {2}} {M ^ {2}}} - {\ frac {25} {6}})}$

Следовательно, это дает естественную арену для идеи медленно вращающейся инфляции, введенной Линде, Альбрехтом и Стейнхардтом, которая 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 произвольной шкалой 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 Аланом Гутом Эрик Вайнберг обсудил возможность прекращения инфляции с помощью термализации вакуумных пузырьков.

Первоначальное предложение инфляции заключается 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 предварительно 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 зародышеобразования равна небольшой"

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 позже независимо Хокингом, Моссом и Стюартом, а затем решена предложением новой инфляции Линде, Абрехтом и Стейнхардтом, которое использует механизм Коулмана-Вайнберга для создания потенциала инфляции, удовлетворяющего медленным -условия рулона.

Метрика Ли – Вайнберга – И

Существование магнитных монополей давно было 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 инфляции перед горячей фазой Большого взрыва.

Динамика решений с магнитными монополями особенно проста, когда теория находится на пределе BPS - когда она может быть расширена, чтобы включить фермионные секторы, чтобы сформировать суперсимметричную теорию. 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 многомонопольное решение можно рассматривать как слабо взаимодействующие частицы, каждая из которых несет фазовый фактор, поэтому при рассмотрении низкоэнергетических процессов общее число степеней свободы для n монополей равно 4n, в 4-мерном пространстве-времени --- 3 для пространственного положения и один 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». ${\ Displaystyle U (1) ^ {k}}$${\ Displaystyle U (1)}$

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

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
• Коулман, Сидней; Вайнберг, Эрик (1973). «Радиационные поправки как причина спонтанного нарушения симметрии». Physical Review D . 7 (6): 1888. arXiv : hep-th / 0507214 . Bibcode : 1973PhRvD ... 7.1888C . DOI : 10.1103 / PhysRevD.7.1888 .
• Гут, Алан Х .; Вайнберг, Эрик Дж. (1983). «Могла ли Вселенная оправиться от медленного фазового перехода первого рода?». Ядерная физика Б . 212 (2): 321–64. Bibcode : 1983NuPhB.212..321G . DOI : 10.1016 / 0550-3213 (83) 90307-3 .
• Jackiw, R .; Вайнберг, Эрик Дж. (1990). «Самодуальные вихри Черна-Саймонса». Письма с физическим обзором . 64 (19): 2234–2237. Bibcode : 1990PhRvL..64.2234J . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.64.2234 . PMID   10041622 .
• Ли, Кимён; Вайнберг, Эрик Дж .; Йи, Piljin (1996). «Пространство модулей многих монополей BPS для произвольных калибровочных групп». Physical Review D . 54 (2): 1633–1643. arXiv : hep-th / 9602167 . Bibcode : 1996PhRvD..54.1633L . DOI : 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 ... 65W . DOI : 10.1016 / j.physrep.2006.11.002 .

Награды

Рекомендации

Внешние ссылки

• Персональная домашняя страница
• Веб-страница в КИАС