Ramamurti Rajaraman (nacido el 11 de marzo de 1939) es profesor emérito de Física Teórica en la Facultad de Ciencias Físicas de la Universidad Jawaharlal Nehru . [2] También fue copresidente del Panel internacional sobre materiales fisibles y miembro del Boletín de la Junta de Ciencia y Seguridad de los Científicos Atómicos . Ha enseñado y realizado investigaciones en física en el Instituto Indio de Ciencias, el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton y como profesor invitado.en Stanford, Harvard, MIT y otros lugares. Recibió su doctorado en física teórica en 1963 de la Universidad de Cornell. Además de sus publicaciones sobre física, Rajaraman ha escrito ampliamente sobre temas que incluyen la producción de material fisionable en la India y Pakistán y los efectos radiológicos de los accidentes con armas nucleares.
Ramamurti Rajaraman | |
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Nació | [1] | 11 de marzo de 1939
Nacionalidad | indio |
alma mater | St. Stephen's College, Delhi (B.Sc.) Universidad de Cornell (PhD) |
Premios | 1983 Premio Shanti Swarup Bhatnagar 2014 Premio Leo Szilard Lectureship Award otorgado por la American Physical Society |
Carrera científica | |
Campos | Física |
Instituciones | Universidad Jawaharlal Nehru |
Asesor de doctorado | Hans Bethe |
Temprana edad y educación
Rajaraman completó su licenciatura (con honores) de la Universidad de Delhi en 1958 y su doctorado en física teórica en 1963 de la Universidad de Cornell con Hans Bethe como su supervisor. [3] Después de un breve período postdoctoral en TIFR en 1963, regresó a Cornell para enseñar y continuar investigando. En 1969, después de pasar dos años en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, regresó a la India, trabajando primero en la Universidad de Delhi (1969–76), luego en el Instituto Indio de Ciencias (IISc) , Bangalore (1976–93), finalmente en JNU ( 1994-) donde ahora es Profesor Emérito. Pasó sabáticos en la Universidad de Harvard , el MIT , la Universidad de Stanford , el CERN , la Universidad de Illinois y el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton.
Logros académicos y de investigación
Una característica notable de la investigación de Rajaraman es la diversidad de las áreas en las que ha trabajado. En física teórica, su trabajo que abarca cuatro décadas (1962-2002) cubre la teoría de muchos cuerpos nucleares, partículas elementales, teoría cuántica de campos, física de solitones, efecto hall cuántico y aspectos de la mecánica estadística. Además, desde 2000, ha estado profundamente involucrado en el trabajo técnico y de promoción de políticas públicas, incluido el desarme nuclear global, los programas nucleares civiles y militares de la India y la educación superior. A continuación se presenta un resumen de algunos de estos trabajos.
Teoría nuclear de muchos cuerpos
En 1962-63, como parte de su tesis doctoral, Rajaraman demostró que los cálculos predominantes de la energía de la materia nuclear en potencias de la matriz de reacción de Brueckner no producirían un resultado convergente. [4] [5] En cambio, sugirió sumar, en forma cerrada, las interacciones de todos los órdenes entre cualquier número dado de nucleones, generando así una expansión de densidad. También describió un método para hacerlo. Posteriormente, Hans Bethe convirtió el esquema de Rajaraman en una teoría sustantiva para el problema de los tres nucleones en la materia nuclear. [6] Estos desarrollos, resumidos en el artículo de revisión de 1967 de Rajaraman con Bethe, [7] eventualmente condujeron al método de clústeres acoplados en la teoría de muchos cuerpos. Posteriormente, BHJ McKellar, Rajaraman estudió el impacto de las fuerzas intrínsecas de tres cuerpos y de muchos cuerpos superiores entre nucleones (a diferencia de las familiares fuerzas nucleares por pares) sobre la materia nuclear. [8] [9] Por separado, Rajaraman mostró que las correlaciones nucleón-nucleón suprimen la condensación de piones en las estrellas de neutrones. [10]
Polos regge y fenomenología de partículas
Durante los años setenta, Rajaraman amplió su investigación para incluir la física de partículas. En ese momento, se estaba analizando la dispersión de hadrones de alta energía utilizando técnicas de matriz S y polos Regge. Dado que los límites asintóticos de Froissart-Martin en la dispersión de hadrones no son aplicables a las interacciones débiles, Rajaraman construyó una teoría autoconsistente de neutrinos de masa cero y mostró que las secciones transversales totales de dispersión ν- ν y ν- ν (bar) se vuelven asintóticamente iguales y aproximarse al mismo valor constante. [11]
Rajaraman dio la primera determinación a partir de datos experimentales del valor del "Triple Pomeron Vertex" en función de la transferencia de momento [12] y también derivó las consecuencias de la desaparición de este vértice en la dispersión de hadrones de alta energía. [13] Con Finkelstein, analizó la degeneración de intercambio en reacciones inclusivas que involucran el vértice del triple Reggeon [14] [15]
Con S. Rai Choudhary y G. Rajasekaran, obtuvo varios resultados sobre la generación de datos de dispersión de electrones inelásticos profundos en SLAC. Estos incluyeron (i) restricciones en sus Funciones Estructurales, (ii) su relación con la dispersión inclusiva puramente hadrónica (N + N → N + X) y (iii) el descubrimiento de un polo fijo en la Dispersión Compton virtual. [16] [17] [18]
Solitones
Aparte de sus reseñas y su libro, [19] los resultados originales de Rajaraman sobre solitones incluyen soluciones exactas de solitones de teorías de campos escalares acoplados [20] y con E. Weinberg un método para cuantificar solitones con simetrías internas. [21] En 1982, Rajaraman y el teórico John Bell , examinaron el curioso fenómeno de los estados cuánticos con número de fermión fraccional, descubierto teóricamente por Jackiw y Rebbi y observado experimentalmente en poliacetileno. Estos hallazgos parecieron violar el sentido común a primera vista. Rajaraman y Bell aclararon este acertijo, en un par de artículos, uno que aborda el problema en la teoría del continuo de Dirac y el otro en un modelo de celosía de poliacetileno. [22] [23] Demostraron que la fracción faltante del electrón acechaba en los bordes del sistema, como también se ha visto desde entonces en algunos experimentos. [24]
Anomalías de calibre
En 1985, R. Jackiw y Rajaraman demostraron que las teorías de gauge con anomalías no son necesariamente inconsistentes, contrariamente a la creencia generalizada hasta entonces. Resolvieron el Modelo Chiral de Schwinger (CSM), que es anómalo, exactamente y demostraron que tiene un espectro coherente y covariante relativista. [25] Siguiendo esto, Rajaraman demostró usando la teoría de restricciones de Dirac que la presencia de una anomalía de calibre solo altera la estructura de restricción de la teoría de modo que, aunque ya no es invariante de calibre, sigue siendo canónicamente consistente y relativista. [26] Más tarde, amplió estos resultados a diferentes teorías de gauge no abelianas en dos y cuatro dimensiones, [27] [28] [29] incluyendo (con Percacci) el modelo Wess-Zumino-Witten calibrado quiralmente. [30]
Mecánica estadística
Motivados por cálculos de estrellas de neutrones que tratan la resonancia de hadrones Δ (3-3) como una especie separada de fermiones, Rajaraman y RF Dashen analizaron la cuestión general de la elementariedad efectiva de resonancias estrechas en conjuntos hadrónicos. [31] [32] Dado que las resonancias se describen naturalmente en la matriz S en lugar del formalismo hamiltoniano, esta investigación se basó en la formulación de la matriz S de la mecánica estadística desarrollada por RF Dashen y SK Ma. Los criterios derivados por Dashen y RR, cuando se aplicaron a la ecuación de estado de la estrella de neutrones, mostraron que tratar el Δ (3-3) como una partícula elemental independiente era una aproximación razonable. Por separado, Rajaraman estudió, con Dashen y Ma, el comportamiento de la temperatura finita del modelo de Gross y Neveu que rompe espontáneamente la simetría quiral. [33] Dashen, Ma y Rajaraman encontraron que cuando la temperatura se enciende, aunque sea levemente, la simetría se restablece. Por separado, Ma y Rajaraman dieron una explicación pedagógica de cuándo y por qué las fluctuaciones restauran las simetrías rotas. [34] Otro resultado intrigante, obtenido con Raj Lakshmi fue la restauración de la simetría, tras la cuantificación, de algunas teorías de campo debido a diferencias de energía de punto cero. [35]
Efecto hall cuántico
Rajaraman y SL Sondhi construyeron un operador de campo bosónico para bosones compuestos, en sistemas de Hall cuánticos cuyo condensado produce los estados de Laughlin en el nivel de campo medio. [36] En una línea similar, Rajaraman construyó operadores de campo para los compuestos de flujo-electrón de Jain. [37] También estudió diferentes características de los sistemas de sala cuántica bicapa. AH MacDonald y T. Jungwirth y Rajaraman construyeron su diagrama de fase con un factor de llenado de dos en función del acoplamiento de Zeeman, el sesgo de la capa y la tunelización entre capas. Mostraron que su estado fundamental tiene una rica estructura de simetrías rotas, incluida una que exhibe anti-ferromagnetismo inclinado. [38]
Rajaraman y el estudiante de doctorado Sankalpa Ghosh estudiaron excitaciones topológicamente no triviales de "meron" y bi-meron en el espín de capa para sistemas Hall de dos capas, teniendo en cuenta las diferencias en la energía de culombio entre capas e intracapa. [39] [40] También analizaron los solitones CP_ {3} que surgen en una descripción de cuatro componentes de electrones que llevan tanto espín como espín de capa. Estos solitones llevan bobinados entrelazados no triviales de giro real y grados de libertad de capa. [41]
Política nuclear y control de armamentos
Rajaraman ha argumentado [42] en contra de que India desarrolle armas nucleares mucho antes de su primera prueba nuclear en Pokhran en 1974. Sin embargo, incluso después de que India y Pakistán comenzaron oficialmente a construir armas nucleares en 1998, sintió que debería mantenerse comprometido con la comunidad estratégica y luchar por la energía nuclear. moderación y reducción de amenazas Con este fin, se educó más profundamente en tecnología y política nuclear. En esto le ayudaron mucho las repetidas visitas al Programa de Ciencia y Seguridad Global de la Universidad de Princeton, dirigido por Frank von Hippel , un líder en control de armas nucleares.
Desde entonces, a través de artículos, apariciones en televisión y conferencias en think tanks y universidades en la India y en el extranjero, Rajaraman ha tratado de aclarar los problemas nucleares en el sur de Asia y a nivel mundial. Su trabajo cubre accidentes con armas nucleares, defensa civil, doctrina nuclear de la India, disuasión mínima y sistemas de alerta temprana y de misiles antibalísticos. [43] En repetidas ocasiones ha instado a limitar el arsenal nuclear de la India basándose en motivos técnicos y estratégicos de que un pequeño arsenal será suficiente para cumplir con los requisitos de la doctrina declarada del gobierno indio de disuasión mínima. [44] [45] [46] [47] Ha defendido los acuerdos de eliminación de alerta nuclear y otras medidas de fomento de la confianza en las reuniones de la vía II con colegas paquistaníes y chinos. Ha calculado la producción y las existencias de material fisionable en Asia meridional [48] [49] y ha analizado las perspectivas de un TCPMF. [50] [51] Más recientemente argumentó a favor de la adhesión de la India al Tratado de Prohibición Completa de Ensayos (TPCE). [52] Ha analizado en detalle las ramificaciones del Acuerdo Nuclear del Acuerdo Nuclear entre Estados Unidos e India y fue un participante activo en el polémico debate público en torno a sus negociaciones de tres años (2005-08). [53]
Rajaraman es miembro fundador y ex copresidente del Panel internacional sobre materiales fisibles [54] del Consejo de la Conferencia de Pugwash sobre ciencia y asuntos mundiales y de la Red de liderazgo de Asia y el Pacífico para la no proliferación y el desarme nucleares, y miembro de la Junta de Ciencia y Seguridad del Boletín de Científicos Atómicos durante seis años (véase [55] [56] [57] ).
Por su trabajo en el control de armas nucleares, Rajaraman recibió el Premio Leo Szilard otorgado por la American Physical Society en 2014.
También ha escrito sobre seguridad, protección y transparencia en el programa de energía nuclear de la India, desde mucho antes de la tragedia de Fukushima. [58] Para ayudar a mitigar las opiniones polémicas sobre la energía nuclear entre el público indio, organizó y editó un libro [59] sobre el programa de energía nuclear de la India con contribuyentes que iban desde líderes del Departamento gubernamental de Energía Atómica hasta activistas antinucleares. Fue miembro del Comité de Expertos de la Nuclear Threat Initiative (NTI) para desarrollar su Índice de Seguridad Nuclear de 2012. [60]
Enseñando
A pesar de las contribuciones de investigación de amplio alcance resumidas anteriormente, Rajaraman quizás sea más recordado por su enseñanza. En todas las universidades donde ha enseñado durante más de 50 años, ha sido conocido por sus habilidades docentes en física, particularmente en teoría cuántica. Lo mismo ocurre con los numerosos mini-cursos que ha impartido en escuelas de verano e invierno en la India y en el extranjero, explicando los nuevos avances en la investigación de la física teórica.
Quizás los ejemplos más conocidos de esto fueron sus monografías sobre solitones cuánticos. En la década de 1970 se estaba desarrollando un nuevo enfoque no perturbativo de la teoría cuántica de campos mediante la cuantificación de las fluctuaciones alrededor de soluciones clásicas exactas (solitones), para obtener estados de partículas cuánticas extendidos con propiedades topológicas notables. En 1975, Rajaraman publicó el primer artículo de revisión sobre estos nuevos métodos en la revista de revisión Physics Reports. [61] Posteriormente, lo desarrolló como un libro, Solitons and Instantons , publicado en 1982 por Elsevier North Holland. [19] Explicó de manera simple y coherente estos desarrollos, así como las técnicas asociadas de integrales de trayectoria, tunelización de vacío inducida instanton, campos de Grassman y vacua de calibre múltiple. Dado que estos métodos han encontrado aplicaciones en física nuclear, de partículas y de materia condensada, este libro ha sido ampliamente utilizado en todo el mundo por una generación de físicos teóricos. Sus derechos de traducción fueron comprados por la Prensa Soviética MIR, que lo publicó en ruso en 1985. [62] Se pusieron a disposición de la mayoría de los departamentos de física líderes en la Unión Soviética y Europa del Este copias subvencionadas del libro.
Honores y premios
Recibió el Premio Leo Szilard Lectureship Award 2014 de la American Physical Society [63] por sus "esfuerzos para promover la paz y la seguridad nuclear en el sur de Asia a través de extensos compromisos y escritos" y el Premio Shanti Swarup Bhatnagar en Ciencias Físicas en 1983. [64] También recibió el premio en memoria del Dr. GP Chatterjee en 1989 y la medalla SNBose de la Academia Nacional de Ciencias de la India en 1995. [ cita requerida ]
Becas / membresías
- Miembro fundador (2006-presente) y ex Copresidente (2007-2014) del Panel internacional sobre materiales fisionables
- Miembro de la Academia de Ciencias de la India , elegido en 1978
- Miembro de la Academia Nacional de Ciencias de la India , elegido en 1985, miembro del consejo (2004–06), Vicepresidente (2010–12)
- Editor, PRAMANA - Indian Journal of Physics (1989-1992)
- Miembro del consejo, Pugwash Conferences (2016-presente)
- Miembro de la Red de Liderazgo de Asia Pacífico
- Miembro de la Junta de Ciencia y Seguridad del Boletín de Científicos Atómicos (2012-2015; 2015-2018)
- Miembro de la Junta de Editores de Ciencia y Seguridad Global (editores de Taylor & Francis, EE. UU.) [65]
- Miembro, Panel de Monitoreo Permanente — Mitigación de Actos Terroristas, Federación Mundial de Científicos, Erice, Italia [66]
- Miembro, Proyecto piloto de verificación de NTI, Iniciativa sobre amenazas nucleares , Washington DC
Referencias
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enlaces externos
- Perfil de la facultad de Rajaraman