James Bjorken

Físico estadounidense

James Bjorken
Nació	( 22/06/1934 )22 de junio de 1934 (87 años) Chicago, Illinois , Estados Unidos
Nacionalidad	americano
alma mater	MIT (BS, 1956) Universidad de Stanford (Ph.D., 1959)
Conocido por	Escala de Bjorken Dispersión de Intrabeam Desactivación de chorro Co-predicción del quark encanto
Premios	Putnam Fellow (1954) Premio Heineman (1972) EO Lawrence Award (1977) Pomeranchuk Prize (2000) ICTP Dirac Medal (2004) Wolf Prize in Physics (2015) EPS High Energy and Particle Physics Prize (2015)
Carrera científica
Los campos	Física teórica
Instituciones	Fermilab , SLAC
Estudiantes de doctorado	Davison Soper Helen Quinn

James Daniel " BJ " Bjorken (nacido en 1934) es un físico teórico estadounidense . Fue becario de Putnam en 1954, recibió una licenciatura en física del MIT en 1956 y obtuvo su doctorado en la Universidad de Stanford en 1959. Fue profesor invitado en el Instituto de Estudios Avanzados en el otoño de 1962. ^[1] Bjorken es Profesor emérito del Stanford Linear Accelerator Center y miembro del Departamento de Teoría del Fermi National Accelerator Laboratory (1979-1989).

Fue galardonado con la Medalla Dirac del ICTP en 2004; y, en 2015, el Premio Wolf de Física y el Premio EPS de Física de Altas Energías y Partículas . ^[2]

Temprana edad y educación

El padre de James Bjorken, J. Daniel Bjorken, era un inmigrante de Suecia cerca del lago Siljan . Cambió su apellido de "Björkén" a Bjorken al llegar a los Estados Unidos; se mudó a Chicago para trabajar como ingeniero eléctrico, donde conoció a su futura esposa, Edith. James Bjorken creció en Chicago y disfrutó de las matemáticas, la química, el corno francés y ver jugar a los Cachorros de Chicago en el Wrigley Field . Después de graduarse de Maine East High School en 1952, decidió asistir al Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) en lugar de la Universidad de Chicago.. A pesar de que le ofrecieron más ayuda financiera para asistir a la Universidad de Chicago, sus padres le aconsejaron que se mudara más lejos para encontrar su independencia. ^[3]

En el MIT, rápidamente decidió especializarse en física; una de las principales razones fue su disfrute de las conferencias que dio Hans Mueller . Otra de sus influencias en el MIT fue Sidney Drell , quien se convirtió en su mentor. Después de graduarse en 1956, asistió a la Universidad de Stanford , donde se graduó con su doctorado en 1959 y permaneció como investigador postdoctoral durante varios años. ^[3]

Trabajo

Bjorken descubrió en 1968 lo que se conoce como escala de cono de luz (o escala de Bjorken ), un fenómeno en la dispersión inelástica profunda de luz en partículas que interactúan fuertemente , conocido como hadrones (como protones y neutrones ): los hadrones observados experimentalmente se comportan como colecciones de constituyentes en forma de puntos virtualmente independientes cuando se sondean a altas energías.

Las propiedades de estos hadrones escalan, es decir, no están determinadas por la energía absoluta de un experimento, sino, en cambio, por cantidades cinemáticas adimensionales, como un ángulo de dispersión o la relación entre la energía y la transferencia de momento. Debido a que el aumento de energía implica una resolución espacial potencialmente mejorada, el escalado implica independencia de la escala de resolución absoluta y, por lo tanto, una subestructura similar a un punto.

Esta observación fue fundamental para el reconocimiento de los quarks como partículas elementales reales (en lugar de simples construcciones teóricas convenientes), y condujo a la teoría de interacciones fuertes conocida como cromodinámica cuántica , donde se entendía en términos de la propiedad de libertad asintótica . En la imagen de Bjorken, los quarks se convierten en objetos observables en forma de puntos a distancias muy cortas (altas energías), más cortas que el tamaño de los hadrones.

Bjorken también descubrió la regla de la suma de Bjorken , ^{[4] [5]} la regla prototípica de la suma de espines de QCD. Afirma que en el dominio de escala de Bjorken , la integral de la función de estructura de espín del protón menos la del neutrón es proporcional a la carga axial del nucleón . Especialmente:, donde es la variable de escala de Bjorken, es la primera función de estructura de espín del protón (neutrón), y es la carga axial del nucleón que caracteriza la desintegración β del neutrón . La regla de la suma se verificó experimentalmente con una precisión superior al 10%.${\displaystyle \int _{0}^{1}dxg_{1}^{p}(x)-g_{1}^{n}(x)=g_{A}/6}$${\displaystyle x}$${\displaystyle g_{1}^{p(n)}(x)}$${\displaystyle g_{A}}$^[6]

Bjorken también fue uno de los primeros en señalar los fenómenos de extinción del chorro en las colisiones de iones pesados ​​en 1982.

Richard Feynman reformuló posteriormente este concepto en el modelo parton , utilizado para comprender la composición de quarks de los hadrones a altas energías. ^[7] Las predicciones de la escala de Bjorken se confirmaron a principios de los experimentos de electroproducción de finales de la década de 1960 en SLAC , en los que se vieron quarks por primera vez. La idea general, con pequeñas modificaciones logarítmicas, se explica en cromodinámica cuántica por " libertad asintótica ".

Bjorken fue coautor, con Sidney Drell , de un libro de texto de volumen acompañante clásico sobre mecánica cuántica relativista y campos cuánticos .

Publicaciones

Libros

• JD Bjorken, S. Drell (1964). Mecánica cuántica relativista . McGraw-Hill . ISBN 0-07-005493-2.
• JD Bjorken, S. Drell (1965). Campos cuánticos relativistas . McGraw-Hill . ISBN 0-07-005494-0.

Artículos seleccionados

• JD Bjorken (1968). "Álgebra actual a pequeñas distancias", en Actas de la Escuela Internacional de Física Enrico Fermi Curso XLI , J. Steinberger, ed., Academic Press, Nueva York, págs. 55–81. En línea, SLAC-PUB-338
• JD Bjorken (1969). "Reglas de suma asintótica en impulso infinito". Revisión física . 179 (5): 1547-1553. Código Bibliográfico : 1969PhRv..179.1547B . doi : 10.1103 / PhysRev.179.1547 . OSTI  1444603 .

• JD Bjorken (1982). "Pérdida de energía de partones energéticos en plasma de Quark-Gluon: posible excitación de chorros de pT altos en colisiones Hadron-Hadron". FERMILAB-Pub-82/59-THY .

Lista completa de trabajos

INSPIRE-HEP - Bjorken

Notas

1. Instituto de estudios avanzados: una comunidad de académicos
2. https://eps-hepp.web.cern.ch/eps-hepp/hepp-prize-awards.php
3. Bjorken, James D. (2020). " " ¿Por qué hacemos física? ¡Porque la física es divertida! " " . Revisión anual de ciencia nuclear y de partículas . 70 : 1–20. Código bibliográfico : 2020ARNPS..70 .... 1B . doi : 10.1146 / annurev-nucl-101918-023359 .
4. JD Bjorken (1966) "Aplicaciones del álgebra quiral U (6) × U (6) de densidades de corriente" Phys. Apocalipsis 148, 1467
5. JD Bjorken (1970) "Dispersión inelástica de leptones polarizados de nucleones polarizados" Phys. Rev. D 1, 1376
6. A. Deur, SJ Brodsky, GF de Teramond (2019) "La estructura de giro del nucleón " Rept. Prog. Phys. 82 076201
7. El modelo de Parton por P. Hansson, KTH, 18 de noviembre de 2004 Archivo PDF

Referencias

• SLAC Bio
• APS bio
• Wu-Ki Tung, "Escala de Bjorken" en Scholarpedia (2009).
• Premio lobo

enlaces externos

Medios relacionados con James Bjorken en Wikimedia Commons