Стюарт Сэмюэл (физик) - Stuart Samuel (physicist)

Эта статья о Стюарте Сэмюэле, физик-теоретик. Для Стюарта Сэмюэля баронет, видеть Стюарт Сэмюэл.

Стюарт Сэмюэл это физик-теоретик известен своей работой[1] на скорость гравитации и за его работу[2] с Алан Костелецки о спонтанном нарушении Лоренца в теория струн, теперь называется Модель шмеля. Он также внес значительный вклад в теория поля и физика элементарных частиц.

Самуэль окончил Университет Принстона со степенью бакалавра математики в 1975 году, а в 1979 году окончил Калифорнийский университет в Беркли, с доктором философских наук. Ранее он был членом Институт перспективных исследований в Принстоне, профессор физики в Колумбийский университет, и профессор физики в Городской колледж Нью-Йорка.

Ранее работа

В ранних работах Самуэль использовал теория поля частиц методы получения результатов в статистическая механика.[3][4][5][6]В частности, Самуэль открыл особенно простой способ решить двумерную Модель Изинга. Было показано, что это эквивалентно невзаимодействию теория поля из фермионные частицы. Это позволило быстро вычислить функция распределения[4] и корреляционные функции.[5] Сэмюэл продолжил рассмотрение некоторых взаимодействующих систем статистической механики, используя теория пертурбативного поля.[6]

КХД на скалярной решетке

В 1985 году Сэмюэл и его коллега К.Дж.М. Мориарти одними из первых получил достаточно точное вычисление адрон масс-спектр с использованием компьютерного моделирования решеточная квантовая хромодинамика (КХД). Они преодолели трудности, с которыми сталкивались в то время другие теоретики, сделав приближение: они заменили отжим 1/2, фермионный кварков со скалярными частицами со спином нулевого спина и исправлены для этого приближения, рассматривая спиновые степени свободы с использованием теория возмущений. У этого было три преимущества: (i) скаляр кварки требовали меньше компьютерной памяти, (ii) моделирование с использованием скалярных кварки требуется меньше компьютерного времени, и (iii) это позволяет избежать проблема удвоения фермионов. Расчет их решеточной КХД[7] из мезон масс-спектр хорошо соответствовал спектру в природе, за исключением пион масса, где известно, что рассмотрение спина пертурбативно не является хорошим приближением из-за приближенного самопроизвольное разрушение из киральная симметрия. Решетчатое вычисление барион спектр был не менее впечатляющим.[8] Самуэль и Мориарти продолжили предсказывать массу адронов с участием нижний кварк которые еще не были произведены в ускорители.[9] Позднее эти прогнозы подтвердились, за исключением
Λ
б барион.[10]

Суперсимметричная работа

Самая важная работа Самуила в суперсимметрия возник в сотрудничестве с теоретиком Юлиус Весс в публикации под названием «Тайная суперсимметрия».[11] В этой работе два физика построили эффективную низкоэнергетическую теорию суперсимметричного обобщения Стандартная модель физики элементарных частиц для ситуации, когда суперсимметрия самопроизвольно сломанный. Главный вывод таков: хотя низкоэнергетических проявлений спонтанно нарушенной суперсимметрии может быть немного, должен быть хотя бы один заряженный Поле Хиггса и два нейтральных поля Хиггса помимо обычного нейтрального поля Стандартной модели. Все суперсимметричные расширения Стандартной модели имеют этот дополнительный спин-0 бозон частицы. Важный вывод заключается в том, что если в природе обнаруживаются дополнительные частицы Хиггса, то это наводит на мысль о лежащей в основе суперсимметричной структуре, даже если суперсимметричные партнеры частиц в Стандартной модели экспериментально не наблюдаются.

Теория струн

Самый важный вклад Самуила в теория струн была разработка вне оболочки конформная теория поля.[12][13] Это позволило вычислить рассеяние состояний струны, когда состояние на корпусе E2 = м2c4 + p2c2 является аналитически продолжение так что больше не держится.[12] В вне оболочки расширение строки амплитуды рассеяния считалось невозможным из-за непроходимая теорема.[14] Однако Самуэль смог использовать Виттен версия теория поля струн для достижения такого результата. Было исключено одно из предположений теоремы о запрете (использование бесконечного числа призрачные состояния ).

Бозонный техниколор

Самуэль - создатель бозонного техниколора.[15] Два подхода к решению проблема иерархии находятся разноцветный и суперсимметрия. Первый испытывает трудности с изменяющие аромат нейтральные токи и свет псевдогольдстоуновские бозоны, а последний предсказывает суперпартнер частицы, которые в настоящее время не наблюдались. Бозонный техниколор - это суперсимметричная версия техниколора, которая устраняет трудности, которые есть у техниколора и суперсимметрии по отдельности. В этой модели массы суперпартнеров могут быть примерно на два порядка выше, чем в обычных суперсимметричных расширениях стандартной модели.

Осцилляции нейтрино в плотных нейтринных газах

Потому что нейтрино имеют массы, три вида нейтрино (электронное нейтрино
ν
е, мюонное нейтрино
ν
μ и тау-нейтрино
ν
τ) переходят друг в друга и обратно, явление, называемое осцилляции нейтрино. Когда у кого-то есть плотный газ нейтрино, непросто определить, как ведут себя осцилляции нейтрино. Это связано с тем, что колебания одиночного нейтрино в газе зависят от аромата нейтрино поблизости, а колебания соседних нейтрино зависят от аромата этого одиночного нейтрино (и других отдельных соседних нейтрино). Самуил был первым, кто разработал непротиворечивый формализм для решения этой проблемы.[16] Он наблюдал ряд интересных явлений, которые могут происходить в таких системах, включая самоиндуцированное Эффект Михеева – Смирнова – Вольфенштейна. и параметрический резонанс конверсия.

Самуэль и его коллега Алан Костелецки использовали формализм Самуэля для анализа осцилляций нейтрино в ранняя вселенная.[17]

Награды и призы

Сэмюэл получил ряд наград за свои исследования, в том числе премию PACER от Control Data Corporation (совместно с доктором К. М. Мориарти) за выдающееся компьютерное программирование, Стипендия Александра фон Гумбольдта и премию Честера – Дэвиса (от Университета Индианы). В 1984 году он был одним из 90 ученых, удостоенных чести Получатель исследования Альфреда П. Слоана.[18]

Рекомендации

  1. ^ Сэмюэл, Стюарт (2003). «О скорости гравитации и v/c Поправки к задержке Шапиро ». Phys. Rev. Lett. 90 (23): 231101. arXiv:Astro-ph / 0304006. Bibcode:2003ПхРвЛ..90в1101С. Дои:10.1103 / PhysRevLett.90.231101. PMID  12857246.
  2. ^ Костелецкий, В. Алан; Сэмюэл, Стюарт (1989). «Самопроизвольное нарушение лоренцевой симметрии в теории струн». Физический обзор D. APS. 39 (2): 683–685. Bibcode:1989ПхРвД..39..683К. Дои:10.1103 / PhysRevD.39.683. HDL:2022/18649. PMID  9959689.
  3. ^ Сэмюэл, Стюарт (1978). "Большая разделительная функция в теории поля с приложениями к синус-Гордону". Phys. Ред. D. 18 (6): 1916. Bibcode:1978ПхРвД..18.1916С. Дои:10.1103 / PhysRevD.18.1916.
  4. ^ а б Сэмюэл, Стюарт (1980). «Использование антикоммутирующих интегралов в статистической механике. 1». J. Math. Phys. 21 (12): 2806–2814. Bibcode:1980JMP .... 21.2806S. Дои:10.1063/1.524404.
  5. ^ а б Сэмюэл, Стюарт (1980). «Использование антикоммутирующих интегралов в статистической механике. 2». J. Math. Phys. 21 (12): 2815. Bibcode:1980JMP .... 21.2815S. Дои:10.1063/1.524405.
  6. ^ а б Сэмюэл, Стюарт (1980). «Использование антикоммутирующих интегралов в статистической механике. 3». J. Math. Phys. 21 (12): 2820. Bibcode:1980JMP .... 21.2820S. Дои:10.1063/1.524406.
  7. ^ Самуэль, Стюарт; Мориарти, К.Дж.М. (1985). «Точные вычисления массы адронов с помощью решеточной КХД». Phys. Lett. B. 158 (5): 437–441. Bibcode:1985ФЛБ..158..437С. Дои:10.1016/0370-2693(85)90449-6.
  8. ^ Самуэль, Стюарт; Мориарти, К.Дж.М. (1986). «Точные расчеты массы барионов на основе КХД на скалярной решетке». Phys. Lett. B. 166 (4): 413–418. Bibcode:1986ФЛБ..166..413С. Дои:10.1016 / 0370-2693 (86) 91590-Х.
  9. ^ Самуэль, Стюарт; Мориарти, К.Дж.М. (1986). "Прекрасные предсказания массы на основе КХД на скалярной решетке" (PDF). Phys. Lett. B. 175 (2): 197–201. Bibcode:1986ФЛБ..175..197С. Дои:10.1016 / 0370-2693 (86) 90715-Х.
  10. ^ Мартин, Андре; Ричард, Дж. М. (1987). "Возвращение к красивым и другим тяжелым барионам". Phys. Lett. B. 185 (3–4): 426–430. Bibcode:1987ФЛБ..185..426М. Дои:10.1016 / 0370-2693 (87) 91029-Х.
  11. ^ Самуэль, Стюарт; Весс, Юлиус (1983). «Тайная суперсимметрия». Nucl. Phys. B. 233 (3): 488–510. Bibcode:1984НуФБ.233..488С. Дои:10.1016/0550-3213(84)90580-7.
  12. ^ а б Самуэль, Стюарт (1988). «Ковариантные амплитуды струн вне оболочки». Nucl. Phys. B. 308 (2–3): 285–316. Bibcode:1988НуФБ.308..285С. Дои:10.1016/0550-3213(88)90566-4.
  13. ^ Блум, Роберт; Сэмюэл, Стюарт (1988). "Теория конформного поля вне оболочки". Nucl. Phys. B. 308 (2): 317–360. Bibcode:1989НуФБ.325..275Б. Дои:10.1016/0550-3213(89)90458-6.
  14. ^ Коллинз, П.В. Фридман, К.А. (1975). «Внеоболочечные амплитуды и токи в модели двойного резонанса». Nuovo Cimento A. 28 (2): 173–192. Bibcode:1975NCimA..28..173C. Дои:10.1007 / BF02820878.
  15. ^ Сэмюэл, Стюарт (1990). "Bosonic Technicolor". Nucl. Phys. B. 347 (3): 625–650. Bibcode:1990НуФБ.347..625С. Дои:10.1016 / 0550-3213 (90) 90378-Q.
  16. ^ Самуэль, Стюарт (1993). «Осцилляции нейтрино в плотных нейтринных газах». Phys. Ред. D. 48 (4): 1462–1477. Bibcode:1993ПхРвД..48.1462С. Дои:10.1103 / PhysRevD.48.1462. PMID  10016384.
  17. ^ Костелецкий, Алан; Сэмюэл, Стюарт (1994). «Нелинейные осцилляции нейтрино в расширяющейся Вселенной» (PDF). Phys. Ред. D. 49 (4): 1740–1757. Bibcode:1994ПхРвД..49.1740К. Дои:10.1103 / PhysRevD.49.1740. HDL:2022/18663. PMID  10017160.
  18. ^ "90 получат гранты Фонда Слоуна". Нью-Йорк Таймс. 11 марта 1984 г.

внешняя ссылка