Άνοιγμα κυρίου μενού

Μάρεϋ Γκελ-Μαν

Αμερικανός φυσικός
(Ανακατεύθυνση από Μάρεϊ Γκελ-Μαν)

Ο Μάρεϋ Γκελ-Μαν (Murray Gell-Mann, 15 Σεπτεμβρίου 192924 Μαΐου 2019) ήταν Αμερικανός φυσικός που τιμήθηκε με το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 1969 για την ερευνητική του συνεισφορά στη θεωρία των στοιχειωδών σωματιδίων. Ο Γκελ-Μαν, καθηγητής Θεωρητικής Φυσικής στην έδρα «Ρόμπερτ Α. Μίλικαν» στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνια και συνιδρυτής του Ινστιτούτου της Σάντα Φε, είχε περάσει και αρκετά χρόνια στο CERN[1][2].

Μάρεϋ Γκελ-Μαν
MurrayGellMannJI1.jpg
Όνομα στη
μητρική γλώσσα
Murray Gell-Mann (Αγγλικά)
Γέννηση15 Σεπτεμβρίου 1929 (1929-09-15) (90 ετών)
Μανχάταν, Νέα Υόρκη, Η.Π.Α.
ΕθνικότηταΑμερικανός
ΥπηκοότηταΑμερικανική
ΣπουδέςΠανεπιστήμιο Γέιλ
Τεχνολογικό Ινστιτούτο Μασαχουσέτης
ΣύζυγοςΤζ. Μάργκαρετ Ντόου
Μάρσια Σάουθγουικ
ΤέκναΕλίζαμπεθ Σάρα Γκελ-Μαν
Νίκολας Γουέμπστερ Γκελ-Μαν
ΒραβεύσειςΒραβείο Νόμπελ Φυσικής (1969)
Εταίρος της Βασιλικής Εταιρίας
Ιστοσελίδα
http://tuvalu.santafe.edu/~mgm
Επιστημονική σταδιοδρομία
Ερευνητικός τομέαςΦυσική
Αξίωμακαθηγητής
ΙδιότηταΦυσικός
ΕργοδότηςΤεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνια
Πανεπιστήμιο του Σικάγου
Διδακτορικός καθηγητήςΒίκτορ Βάισκοπφ
Φοιτητές τουΚρίστοφερ Τ. Χιλ

Εισήγαγε, ανεξάρτητα από τον Τζωρτζ Τσβάιχ, το πρότυπο των κουάρκ ως συστατικών όλων των αδρονίων, έχοντας πρώτα ταυτοποιήσει τη συμμετρία SU(3) για τα αδρόνια. Αυτή η συμμετρία θεωρείται σήμερα ότι κυβερνά τα ελαφρά κουάρκ, επεκτείνοντας το ισοσπίν ώστε να συμπεριλαμβάνει και την «παραδοξότητα», έναν κβαντικό αριθμό που ανακαλύφθηκε επίσης από τον Γκελ-Μαν.

Ο Γκελ-Μαν ανέπτυξε τη θεωρία V−A της ασθενούς αλληλεπιδράσεως σε συνεργασία με τον Φάινμαν. Τη δεκαετία του 1960 ο Γκελ-Μαν εισήγαγε την «άλγεβρα των ρευμάτων» ως μία μέθοδο συστηματικής εκμεταλλεύσεως των συμμετριών για την εξαγωγή προβλέψεων από τα μοντέλα των κουάρκ, καθώς δεν υπήρχε κάποια αξιόπιστη δυναμική θεωρία. Η μέθοδος αυτή οδήγησε σε ανεξάρτητους από το εκάστοτε πρότυπο κανόνες αθροίσεως που επιβεβαιώνονταν από το πείραμα και παρείχαν αφετηρίες για την ανάπτυξη της πρότυπης θεωρίας των στοιχειωδών σωματιδίων.

Από κοινού με τον Μωρίς Λεβύ, ο Γκελ-Μαν ανέπτυξε το πρότυπο σίγμα των πιονίων, το οποίο περιγράφει τις αλληλεπιδράσεις πιονίων χαμηλής ενέργειας. Τροποποιώντας το πρότυπο κουάρκ ακέραιου φορτίου των Μου-Γιανγκ Χαν και Γιοϊτσίρο Νάμπου, οι Χάραλντ Φριτς και Γκελ-Μαν υπήρξαν οι πρώτοι που κατέγραψαν την επικρατήσασα θεωρία που είναι γνωστή ως Κβαντική χρωμοδυναμική, παρότι δεν προέβλεψαν την ασυμπτωτική ελευθερία.

Ο Γκελ-Μαν είναι επίσης γνωστός για το ότι διεδραμάτισε σημαντικό ρόλο στο να διατηρήσει τη Θεωρία χορδών «ζωντανή» από τη δεκαετία του 1970 μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 1980, υποστηρίζοντας αυτή τη γραμμή θεωρητικής έρευνας σε μία εποχή κατά την οποία αυτή ήταν αντιδημοφιλής.

Οικογένεια και εκπαίδευσηΕπεξεργασία

Ο Μάρεϋ Γκελ-Μαν γεννήθηκε στο Μανχάταν από γονείς μετανάστες από την τότε Αυστροουγγρική Αυτοκρατορία[3][4], τους εβραϊκής καταγωγής Πωλίν Ράιχστάιν και Άρτουρ Ιζίντορ Γκελ-Μαν, οι οποίοι δίδασκαν την αγγλική ως δεύτερη γλώσσα[5].

Ωθούμενος από μία έντονη παιδική περιέργεια και αγάπη για τη φύση και για τα μαθηματικά, ο Γκελ-Μαν απεφοίτησε πρώτος στην τάξη του από το λύκειο και στη συνέχεια εγγράφηκε σε ηλικία 15 ετών στο Πανεπιστήμιο Γέιλ. Ως προπτυχιακός φοιτητής, συμμετέσχε στον φοιτητικό Διαγωνισμό Μαθηματικών William Lowell Putnam με την ομάδα του Γέιλ και κέρδισαν το δεύτερο βραβείο το 1947. Ο Γκελ-Μαν απεφοίτησε με πτυχίο φυσικής από το Γέιλ το 1948 και συνέχισε με μεταπτυχιακές σπουδές στη φυσική στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο Μασαχουσέτης (ΜΙΤ), από όπου πήρε το διδακτορικό του το 1951. Ο επιβλέπων το διδακτορικό του στο MIT ήταν ο Βίκτορ Βάισκοπφ[6].

Σταδιοδρομία και έρευνεςΕπεξεργασία

Το 1958 οι Γκελ-Μαν και Φάινμαν, παράλληλα με την ανεξάρτητη ομάδα των Τζωρτζ Σουνταρσάν και Ρόμπερτ Μάρσακ, ανεκάλυψαν τις μη ομότιμες δομές της ασθενούς αλληλεπιδράσεως, μία ανακάλυψη που ακολούθησε την πειραματική ανακάλυψη της παραβιάσεως της ομοτιμίας από την Τσιεν-Σιουνγκ Γου.

Οι μελέτες του Γκελ-Μαν κατά τη δεκαετία του 1950 περιελάμβαναν και κάποια σωματίδια που είχαν ανακαλυφθεί πρόσφατα στις κοσμικές ακτίνες και που σήμερα αποκαλούνται καόνια και υπερόνια. Η προσπάθεια να ταξινομήσει αυτά τα σωμάτια τον οδήγησε να προτείνει ότι ένας κβαντικός αριθμός που απεκάλεσε «παραδοξότητα» θα διατηρείτο κατά τις ισχυρές και ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις, αλλά όχι από τις ασθενείς. Μία άλλη από τις ιδέες του είναι η σχέση των Γκελ-Μαν και Οκούμπο, που αρχικώς βασιζόταν σε εμπειρικά αποτελέσματα, αλλά στη συνέχεια ερμηνεύθηκε θεωρητικά από το μοντέλο του για τα κουάρκ. Οι Γκελ-Μαν και Πάις συμμετείχαν στην ερμηνεία αρκετών αινιγματικών εκφάνσεων της φυσικής αυτών των σωματιδίων.

Το 1961 οι παραπάνω έρευνες οδήγησαν τον Γκελ-Μαν (και τον Καζουχίκο Νισιτζίμα) να εισαγάγει ένα ταξινομικό πρότυπο για τα αδρόνια, τα σωματίδια δηλαδή που αλληλεπιδρούν ισχυρώς. Αυτό το πρότυπο ερμηνεύεται σήμερα κομψά από το πρότυπο (μοντέλο) των κουάρκ. Ο Γκελ-Μαν αναφέρθηκε στο σχήμα αυτό με τον όρο «ο Οκταπλός δρόμος».

Το 1964 ο Γκελ-Μαν και ανεξάρτητα ο Τζωρτζ Τσβάιχ προχώρησαν στην ίδια λογική και υπέθεσαν την ύπαρξη των κουάρκ, σωματιδίων από τα οποία θα αποτελούνταν τα αδρόνια σε αυτό το σχήμα. Το όνομα «κουάρκ» δόθηκε από τον Γκελ-Μαν και προέρχεται από το μυθιστόρημα Finnegans Wake του Ιρλανδού Τζέιμς Τζόυς («Τρία κουάρκ για το Muster Mark!», βιβλίο 2, επεισόδιο 4), ενώ ο Τσβάιχ είχε αναφερθεί σε αυτά ως «άσους» (aces)[7]. Τα κουάρκ, τα αντικουάρκ και τα γλοιόνια καθιερώθηκαν σύντομα ως οι υποκείμενες στοιχειώδεις οντότητες στη μελέτη της δομής των αδρονίων. Μετά από αυτά, ο Γκελ-Μαν βραβεύθηκε με το Νόμπελ Φυσικής του 1969 «για τη συμβολή του και τις ανακαλύψεις σχετικά με την κατηγοριοποίηση των στοιχειωδών σωματιδίων και των αλληλεπιδράσεών τους»[8].

Το 1972 οι Γκελ-Μαν και Χάραλντ Φριτς εισήγαγαν τον διατηρούμενο κβαντικό αριθμό «χρώμα» και αργότερα, από κοινού με τον Heinrich Leutwyler, επινόησαν τον όρο κβαντική χρωματοδυναμική (QCD) για τη θεωρία βαθμίδας που περιγράφει την ισχυρή αλληλεπίδραση. Το πρότυπο των κουάρκ αποτελεί μέρος της QCD και υπήρξε αρκετά ανθεκτικό ώστε να συμπεριλάβει και την ανακάλυψη νέων «γεύσεων» κουάρκ που υπερέβαιναν το σχήμα του «οκταπλού δρόμου».

Κατά τη δεκαετία του 1990, το ενδιαφέρον του Γκελ-Μαν στράφηκε στην αναδυόμενη μελέτη της πολυπλοκότητας. Διαδραμάτισε πρωταγωνιστικό ρόλο στην ίδρυση του Ινστιτούτου της Σάντα Φε, όπου εξακολουθεί να εργάζεται ως «διακεκριμένος καθηγητής».

Ο Γκελ-Μαν έχει γράψει ένα εκλαϊκευτικό βιβλίο για τα παραπάνω θέματα με τίτλο The Quark and the Jaguar: Adventures in the Simple and the Complex (= «Το κουάρκ και ο ιαγουάρος: Περιπέτειες στο απλό και το πολύπλοκο»). Ο τίτλος προήλθε από ένα στίχο ποιήματος του Κινεζοαμερικανού ποιητή Άρθουρ Ζε: «Ο κόσμος του κουάρκ έχει όλα τα κοινά με έναν ιαγουάρο που κάνει κύκλους μέσα στη νύχτα»[9]

Ο συγγραφέας Τζων Τζόνσον έχει γράψει μία βιογραφία του Γκελ-Μαν υπό τον τίτλο Παράξενη ομορφιά: Ο Μάρεϋ Γκελ-Μαν και η επανάσταση στη Φυσική του 20ού αιώνα, την οποία ο ίδιος ο Γκελ-Μαν έχει επικρίνει ως ανακριβή. Αντιθέτως, ο φυσικός Φίλιπ Γουόρεν Άντερσον στο κεφάλαιό του για τον Γκελ-Μαν[10] αναφέρει ότι η βιογραφία του Τζόνσον είναι υπέροχη.

Ακαδημαϊκές θέσειςΕπεξεργασία

Ο Μάρεϋ Γκελ-Μαν ήταν μεταδιδακτορικός εταίρος στο Ινστιτούτο Προηγμένων Σπουδών το 1951 και επισκέπτης ερευνητής καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Ιλινόι στην Ουρμπάνα-Σαμπέιν από το 1952 ως το 1953 και στο Πανεπιστήμιο Κολούμπια. Στη συνέχεια διορίσθηκε αναπληρωτής καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Σικάγου το 1954 και το 1955 στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνια, όπου δίδαξε μέχρι τη συνταξιοδότησή του το 1993.

Προσωπική ζωήΕπεξεργασία

Ο Μάρεϋ Γκελ-Μαν είχε νυμφευθεί δύο φορές: πρώτα την Τζ. Μάργκαρετ Ντόου (J. Margaret Dow) το 1955 και μετά τον θάνατό της τη Μάρσια Σάουθγουικ (Marcia Southwick) το 1992. Από τον πρώτο γάμο του απέκτησε δύο τέκνα, την Ελίζαμπεθ Σάρα Γκελ-Μαν (γενν. 1956) και τον Νίκολας Γουέμπστερ Γκελ-Μαν (γενν. 1963), ενώ η Σάουθγουικ έχει ένα γιο, τον Νίκολας Southwick Levis, από προηγούμενο γάμο της.

Ο Γκελ-Μαν ασχολήθηκε στον ελεύθερο χρόνο του με την παρατήρηση πουλιών και τη συλλογή αντικών, ενώ είχε και θεωρητικά ενδιαφέροντα, όπως την ιστορική γλωσσολογία, την αρχαιολογία, τη φυσική ιστορία, την ψυχολογία της δημιουργικής σκέψης, θέματα σχετικά με τη βιολογική και πολιτιστική εξέλιξη, καθώς και με τη μάθηση[11]. Μαζί με τον Σεργκέι Ανατόλιεβιτς Σταρόστιν, δημιούργησαν το «Πρόγραμμα για την εξέλιξη των ανθρώπινων γλωσσών»[12] στο Ινστιτούτο της Σάντα Φε.

Ο Γκελ-Μαν συμμετείχε στη συντακτική επιτροπή της Encyclopædia Britannica. Το 1984 συνίδρυσε το Ινστιτούτο της Σάντα Φε, ένα μη κερδοσκοπικό ίδρυμα θεωρητικών ερευνών στη Σάντα Φε (Νέο Μεξικό) για τη μελέτη των πολύπλοκων συστημάτων και τη διάδοση της διακριτής διεπιστημονικής μελέτης της θεωρίας της πολυπλοκότητας.

Ανθρωπιστής και αγνωστικιστής, ο Γκελ-Μαν είχε δηλώσει ότι υποστήριζε τον Μπαράκ Ομπάμα για την προεδρία των ΗΠΑ τον Οκτώβριο του 2008.[13]

Τιμητικές διακρίσειςΕπεξεργασία

Μεταξύ των βραβείων και διακρίσεων που είχε λάβει ο Γκελ-Μαν είναι και:


ΠαραπομπέςΕπεξεργασία

  1. «CERN-affiliated article by Gell-Mann». Springer. Ανακτήθηκε στις 11 Ιουνίου 2015. 
  2. Scientific publications of M. Gell-Mann on INSPIRE-HEP
  3. M. Gell-Mann (Οκτώβριος 1997). «My Father». Web of Stories. Ανακτήθηκε στις 1 Οκτωβρίου 2010. 
  4. J. Brockman (2003). «The Making of a Physicist: A talk with Murray Gell-Mann». Edge.org. Ανακτήθηκε στις 1 Οκτωβρίου 2010. 
  5. Profile, imdb.com, ανακτήθηκε στις 26 Απριλίου 2015.
  6. Gell-Mann, Murray (1951). Coupling strength and nuclear reactions (Διδακτορική διατριβή). Massachusetts Institute of Technology. OCLC 30406975. 
  7. G. Zweig (1980) [1964]. «An SU(3) model for strong interaction symmetry and its breaking II». Στο: D. Lichtenberg and S. Rosen. Developments in the Quark Theory of Hadrons. 1. Hadronic Press. σελίδες 22–101. 
  8. [1] Nobel Prize in Physics, 1969
  9. «Murray Gell-Mann – Physicist – The decision to write "The Quark and the Jaguar" - Web of Stories». 
  10. Anderson, Philip W. (2011). «Ch. V Genius. Search for Polymath's Elementary Particles». More and Different: Notes from a Thoughtful Curmudgeon. World Scientific. σελίδες 241–2. ISBN 978-981-4350-14-3. Philip Anderson, More and Different, Chapter V, World Scientific, 2011.
  11. SANTA FE, New Mexico (NM) Political Contributions by Individuals
  12. Peregrine, Peter Neal (2009). Ancient Human Migrations: A Multidisciplinary Approach. University of Utah Press. σελ. ix. ISBN 978-0-87480-942-8. "Sergei+Starostin+and+I+established+the+Evolution+of+Human+Languages+project" "Sergei Starostin and I established the Evolution of Human Languages project" 
  13. https://www.youtube.com/watch?v=hFaTrOFXrs8
  14. «John J. Carty Award for the Advancement of Science». National Academy of Sciences. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 29 Δεκεμβρίου 2010. Ανακτήθηκε στις 7 Μαρτίου 2011. 
  15. http://www.bbaw.de/presse/pressemitteilungen/pressemitteilungen/portal_factory/PDFs/bbaw-10-2014

ΒιβλιογραφίαΕπεξεργασία

Εξωτερικοί σύνδεσμοιΕπεξεργασία