Шоичи Саката - Shoichi Sakata

Шоичи Саката
坂 田 昌 一
Саката Шоичи.JPG
Саката в 1949 году
Родившийся(1911-01-18)18 января 1911 г.
Токио
Умер16 октября 1970 г.(1970-10-16) (59 лет)
НациональностьЯпония
ИзвестенТеория двух мезонов
Модель Саката
Матрица Маки – Накагавы – Сакаты
Научная карьера
ПоляФизика
УчрежденияНагойский университет
Осакский университет
Киотский университет
RIKEN
Известные студентыМакото Кобаяши
Тосихидэ Маскава

Шоичи Саката (坂 田 昌 一, Саката Сёити, 18 января 1911 - 16 октября 1970) был Японский физик который был всемирно известен своими теоретическими работами по субатомным частицам.[1] Он предложил теорию двух мезонов, Модель Саката (ранний предшественник кварковая модель ), а Матрица смешивания нейтрино Понтекорво – Маки – Накагавы – Сакаты.

После окончания Вторая Мировая Война, он присоединился к другим физикам в кампании за мирное использование атомная энергия.[1]

Карьера

Саката попала в Киотский Императорский университет в 1930 году. Когда он был студентом второго курса, Ёсио Нишина, двоюродный дедушка Сакаты, прочитал лекцию о квантовая механика в Императорском университете Киото. Саката познакомился с Хидеки Юкава и Синъитиро Томонага, первый и второй японские лауреаты Нобелевской премии, во время лекции. После окончания университета Саката работала с Томонагой и Нишиной в Rikagaku Kenkyusho (RIKEN ) в 1933 году и переехал в Императорский университет Осаки в 1934 году работал с Юкавой. Юкава опубликовал свою первую статью о мезон теории в 1935 г., и Саката тесно сотрудничал с ним в развитии теории мезонов. Возможное существование нейтральной частицы-носителя ядерной силы
π0
 постулируется ими.[2] В сопровождении Юкавы Саката переехал в Императорский университет Киото в качестве лектора в 1939 году.

Саката и Иноуэ предложили свою теорию двух мезонов в 1942 году.[3] В то время заряженная частица, обнаруженная в твердых космических лучах, была ошибочно идентифицирована как мезон Юкавы (
π±
, ядерная сила карьеры частица). Неправильная интерпретация привела к загадкам в обнаруженной частице космических лучей. Саката и Иноуэ решили эти головоломки, идентифицировав частицу космических лучей как дочерний заряженный фермион, образующийся в
π±
 разлагаться. Был также введен новый нейтральный фермион, позволяющий
π±
 распадаются на фермионы.

Теперь мы знаем, что эти заряженные и нейтральные фермионы соответствуют лептонам второго поколения μ и
ν
μ на современном языке. Затем они обсудили распад частицы Юкавы,


π+
→
μ+
+
ν
μ

Саката и Иноуэ предсказали правильное распределение спина для мюона, а также ввели второе нейтрино. Они рассматривали его как отдельную частицу от нейтрино бета-распада и правильно предвидели трехчастичный распад мюона. Публикация на английском языке статьи Саката-Иноуэ по теории двух мезонов была отложена до 1946 года.[4]за год до экспериментального открытия распада π → μν.

Саката переехала в Нагойский императорский университет в качестве профессора в октябре 1942 г. и оставался там до самой смерти. Название университета было изменено на Университет Нагои в октябре 1947 года после окончания Тихоокеанской войны (1945). Саката реорганизовал свою исследовательскую группу в Нагое, чтобы управлять ею по принципу демократии после войны.

Саката оставался в Институте Нильса Бора с мая по октябрь 1954 г. по приглашению Н. Бор и К. Мёллер. Во время своего пребывания Саката выступил с докладом, представляя работы молодых японских исследователей физики элементарных частиц, особо подчеркнув эмпирическую связь, обнаруженную Накано и Нисиджимой,[5][6] который сейчас известен как Правило Накано-Нисидзима-Гелл-Манна (NNG)[5][6][7]среди сильно взаимодействующих частиц (адронов).

После того, как Саката вернулся в Нагою, Саката и его группа в Нагое начали исследования, пытаясь раскрыть физику, лежащую в основе правила NNG. Затем Саката предложил свою Модель Саката[8]в 1956 году, который объясняет правило NNG, постулируя фундаментальные строительные блоки всех сильно взаимодействующих частиц: протон, то нейтрон и лямбда-барион. Положительно заряженный пион состоит из протона и антинейтрона аналогично композитной мезонодели Ферми-Янга Юкавы:[9]в то время как положительно заряженный каон состоит из протона и анти-лямбды, что позволяет объяснить правило NNG в модели Сакаты. Помимо целочисленных зарядов, протон, нейтрон и лямбда имеют те же свойства, что и вверх кварк, вниз кварк, и странный кварк соответственно.

В 1959 году Икеда, Огава и Охнуки[10][11]и, независимо, Ямагути[12][13]выяснил U (3) симметрия в модели Сакаты. Симметрия U (3) обеспечивает математическое описание адронов в восьмикратный путь[14]идея (1961) Мюррея Гелл-Манна. Модель Сакаты была заменена кварковая модель, предложенный Гелл-Манном и Джордж Цвейг в 1964 году, который сохраняет симметрию U (3), но делает компоненты заряженными до фракции и отвергает идею о том, что их можно отождествить с наблюдаемыми частицами. Тем не менее, в Японии модели целочисленных заряженных кварков, параллельные модели Сакаты, использовались до 1970-х годов и до сих пор используются в качестве эффективных описаний в определенных областях.

Модель Сакаты использовалась в Гарри Дж. Липкин книга "Группы Ли для пешеходов » (1965).[15]Модель Саката и ее SU (3) симметрия также объяснялась в учебнике «Слабое взаимодействие элементарных частиц», Л. Б. Окун (1965).[16]

В 1959 году Гамба, Маршак и Окубо[17]обнаружил, что барионный триплет Сакаты (протон, нейтрон и лямбда-барион) имеет поразительное сходство с триплетом лептона (нейтрино, электрон и мюон) в аспектах слабого взаимодействия. Чтобы объяснить физику этого сходства в рамках составной модели, в 1960 г. Саката расширил свою составную модель, включив лептоны вместе со своими коллегами из Университета Нагоя Маки, Накагава и Охнуки.[18]Расширенная модель получила название «Модель Нагоя». Вскоре после этого было экспериментально подтверждено существование двух видов нейтрино. В 1962 году Маки, Накагава и Саката,[19]а также Катаяма, Матумото, Танака и Ямада[20]включил два различных типа нейтрино в структуру составной модели.

В своей статье 1962 года с Маки и Накагавой они использовали предложение Гелл-Манна-Леви о модифицированной универсальности для определения слабого угла смешивания, который позже стал известен как угол Кабиббо; и распространил его на лептоны, четко различая слабые и массовые собственные состояния нейтрино, тем самым определяя угол смешивания ароматов нейтрино, а также предсказывая осцилляции ароматов нейтрино. Матрица смешивания ароматов нейтрино теперь называется Матрица Маки – Накагавы – Сакаты. Нетривиальное смешивание нейтрино, представленное в статье Маки – Накагавы – Сакаты, теперь экспериментально подтверждено с помощью осцилляция нейтрино эксперименты.

Влияния

Симметрия U (3), впервые обнаруженная в модели Сакаты, дала руководящий принцип для построения кварковой модели Гелл-Манна и Цвейга. Двухмезонная теория Сакаты и Иноуэ получила широкое признание в мире примерно в 1950 году.

Физика 2008 года Нобелевские лауреаты Ёитиро Намбу, Тосихидэ Маскава и Макото Кобаяши, получившие награды за работу по нарушению симметрии, все попали под его опеку и влияние.[21] Барионное смешение в слабом токе в модели Нагоя послужило источником вдохновения для более поздних Матрица Кабиббо – Кобаяши – Маскавы 1973 г., что указывает на несоответствие квантовые состояния кварков, когда они свободно распространяются и когда они участвуют в слабые взаимодействия. Однако физики обычно связывают появление третьего поколения кварки («верхний» и «нижний» кварки) в Стандартная модель элементарных частиц к статье 1973 года Кобаяси и Маскавы.

Явление осцилляций нейтрино, предсказанное Маки, Накагавой и Сакатой, было экспериментально подтверждено (Нобелевская премия по физике 2015 г.).

Кент Стейли (2004) описывает историческую подоплеку своей статьи, подчеркивая в значительной степени забытые[требуется разъяснение ] роль теоретиков Нагойского университета и разработанная ими «модель Нагои». Некоторые из авторов модели Нагои приняли философию диалектический материализм, и он обсуждает роль, которую такие метафизические обязательства играют в физическом теоретизировании. Как теоретические, так и экспериментальные разработки, которые вызвали большой интерес в Японии и в конечном итоге стимулировали работу Кобаяси и Маскавы 1973 года, остались почти полностью незамеченными в США. Этот эпизод демонстрирует как важность непроверяемых «тематических данных» для разработки новых теорий, так и трудности, которые могут возникнуть. , когда две части исследовательского сообщества работают относительно изолированно друг от друга.[22]

Пропустили Нобелевскую премию

«Модель Саката» Шоичи Саката вдохновлена Мюррей Гелл-Манн и Джордж Цвейг с кварковая модель, но премия 1969 года была присуждена только Мюррею Гелл-Манну. После этого Ивар Уоллер, член Нобелевский комитет по физике было жаль, что Саката не получил приза.[23]

В сентябре 1970 г. Хидеки Юкава вежливо написал Уоллеру, сообщив ему, что Саката был болен, когда была написана номинация; с тех пор его состояние значительно ухудшилось. Через три недели Саката умерла. Юкава сообщил Уоллеру, что приз Сакате принесет ему большую честь и поддержку. Затем он от имени ведущих японских физиков элементарных частиц спросил, что Нобелевский комитет думает о достоинствах Сакаты, поскольку это, возможно, принесет им утешение.[23]

Почести

Рекомендации

  1. ^ а б Нуссбаум, Луи-Фредерик. (2005). "Саката Сёити" в Японская энциклопедия, п. 812, п. 812, в Google Книги; n.b., Луи-Фредерик - псевдоним Луи-Фредерика Нуссбаума, видеть Официальное досье Deutsche Nationalbibliothek В архиве 2012-05-24 в Archive.today.
  2. ^ Хидеки ЮКАВА; Шоичи САКАТА; Минору КОБАЯСИ; Мицуо ТАКЕТАНИ (1938). «О взаимодействии элементарных частиц IV». Proc. Физ.-мат. Soc. JPN. 20: 319.
  3. ^ Шоичи САКАТА; Такеси ИНОУЭ (1942). «Чуканши - Юкава рюси но канкей ни туите. (На японском языке)». Ниппон Суугаку-Буцури Гаккаиси. 16. Дои:10.11429 / subutsukaishi1927.16.232.
  4. ^ Шоичи САКАТА; Такеси ИНОУЭ (1946). «О корреляции между мезонами и частицами Юкавы». Прог. Теор. Phys. 1 (4): 143–150. Bibcode:1946ПТХФ ... 1..143С. Дои:10.1143 / PTP.1.143.
  5. ^ а б Т. Накано; К. Нисидзима (1953). «Зарядовая независимость для V-частиц». Прог. Теор. Phys. 10 (5): 581–582. Bibcode:1953ПТХФ..10..581Н. Дои:10.1143 / PTP.10.581.
  6. ^ а б К. Нисидзима (1954). «Некоторые замечания по правилу четно-нечетного». Прог. Теор. Phys. 12 (1): 107–108. Bibcode:1954ПТХФ..12..107Н. Дои:10.1143 / PTP.12.107.
  7. ^ М. Гелл-Манн (1956). «Интерпретация новых частиц как мультиплетов смещенного заряда». Nuovo Cimento. 4 (Дополнение 2): 848–866. Bibcode:1956NCim .... 4S.848G. Дои:10.1007 / BF02748000.
  8. ^ Шоичи САКАТА (1956). «О составной модели новых частиц». Прог. Теор. Phys. 16 (6): 686–688. Bibcode:1956ПТХФ..16..686С. Дои:10.1143 / PTP.16.686.
  9. ^ Э. Ферми; C.N. Ян (1949). «Являются ли мезоны элементарными частицами?». Phys. Rev. 76 (12): 1739–1743. Bibcode:1949ПхРв ... 76.1739Ф. Дои:10.1103 / PhysRev.76.1739.
  10. ^ Минео ИКЕДА; Сюдзо ОГАВА; Йошио ОХНУКИ (1959). «Возможная симметрия в модели Сакаты для системы бозоны-барионы». Прог. Теор. Phys. 22 (5): 715–724. Bibcode:1959PThPh..22..715I. Дои:10.1143 / PTP.22.715.
  11. ^ Минео ИКЕДА; Сюдзо ОГАВА; Йошио ОХНУКИ (1960). "Возможная симметрия в модели Сакаты для системы бозоны-барионы II". Прог. Теор. Phys. 23 (6): 1073–1099. Bibcode:1960PThPh..23.1073I. Дои:10.1143 / PTP.23.1073.
  12. ^ Ёсио ЯМАГУТИ (1959). «Составная теория элементарных частиц». Прог. Теор. Phys. Suppl. 11: 1–36. Bibcode:1959PThPS..11 .... 1Y. Дои:10.1143 / PTPS.11.1.
  13. ^ Ёсио ЯМАГУЧИ (1959). «Модель сильных взаимодействий». Прог. Теор. Phys. Suppl. 11: 37–51. Bibcode:1959PThPS..11 ... 37л. Дои:10.1143 / PTPS.11.37.
  14. ^ Мюррей ГЕЛЛ-МАНН (1961). "Восьмеричный путь: теория симметрии сильного взаимодействия". Дои:10.2172/4008239. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  15. ^ Гарри Дж. Липкин (январь 2002 г.). Группа лжи для пешеходов. Дуврские книги по физике. ISBN  978-0486421858.
  16. ^ ФУНТ. Окунь. Слабое взаимодействие элементарных частиц.. Pergamon Press. ISBN  978-0706505634.
  17. ^ А. ГАМБА; R.E. МАРШАК; С. ОКУБО (1959). «О симметрии при слабом взаимодействии». PNAS. 45 (6): 881–885. Дои:10.1073 / pnas.45.6.881. ЧВК  222657. PMID  16590464.
  18. ^ Зиро МАКИ; Масами НАКАГАВА; Йошио ОХНУКИ; Шоичи САКАТА (1960). «Единая модель элементарных частиц». Прог. Теор. Phys. 23 (6): 1174–1180. Bibcode:1960ПТХФ..23.1174М. Дои:10.1143 / PTP.23.1174.
  19. ^ Зиро МАКИ; Масами НАКАГАВА; Шоичи САКАТА (1962). «Замечания к единой модели элементарных частиц». Прог. Теор. Phys. 28 (5): 870–880. Bibcode:1962ПТХФ..28..870М. Дои:10.1143 / PTP.28.870.
  20. ^ Ясухиса КАТАЯМА; Ken-iti MATUMOTO; Шо ТАНАКА; Эйдзи ЯМАДА (1962). «Возможные унифицированные модели элементарных частиц с двумя нейтрино». Прог. Теор. Phys. 28 (4): 675–689. Bibcode:1962ПТХФ..28..675К. Дои:10.1143 / PTP.28.675.
  21. ^ Новости Азии и новости Таиланда В архиве 2012-09-09 в Archive.today
  22. ^ Кент В. Стейли; Утраченное происхождение третьего поколения кварков: теория, философия: Страницы 210-229 в Physics in Perspective (PIP), Birkhäuser, Basel (2004). ISSN 1422-6944
  23. ^ а б Роберт Марк Фридман, Политика передового опыта: за Нобелевской премией в области науки. Нью-Йорк: Генри Холт и компания (октябрь 2001 г.)

дальнейшее чтение

внешняя ссылка