Rolf Hagedorn (julio 20, 1919-marzo 09, 2003 ) fue un alemán físico teórico que trabajaba en el CERN . [1] [2] Es conocido por la idea de que la materia hadrónica tiene un " punto de fusión ". [3] La temperatura de Hagedorn se nombra en su honor. [4] [5]
Rolf Hagedorn | |
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Nació | 20 de julio de 1919 |
Fallecido | 9 de marzo de 2003 (83 años) |
Nacionalidad | alemán |
alma mater | Universidad de Göttingen |
Conocido por | Temperatura de Hagedorn , modelo de arranque estadístico |
Carrera científica | |
Campos | Física teórica de partículas , Física estadística |
Instituciones | Instituto Max Planck de Física , CERN |
Asesor de doctorado | Richard Becker |
Vida temprana
La vida más joven de Hagedorn estuvo profundamente marcada por los trastornos de la Segunda Guerra Mundial en Europa. Se graduó de la escuela secundaria en 1937 y fue reclutado por el ejército alemán . Después de que comenzó la guerra, fue enviado al norte de África como oficial en el Rommel Afrika Korps . Fue capturado en 1943 y pasó el resto de la guerra en un campo de prisioneros de oficiales en los Estados Unidos . La mayoría de los prisioneros eran jóvenes y no tenían nada que hacer, Hagedorn y otros establecieron su propia "universidad" donde se enseñaban mutuamente todo lo que sabían. Allí, Hagedorn se encontró con un asistente de David Hilbert , quien le enseñó matemáticas. [6]
Convertirse en físico
Cuando Hagedorn regresó a casa en enero de 1946, la mayoría de las universidades alemanas fueron destruidas. Debido a su formación en el campo de prisioneros de Crossville, Tennessee , fue aceptado como estudiante de cuarto semestre en la Universidad de Gotinga , una de las pocas universidades que quedan.
Después de haber completado sus estudios con el diploma habitual (1950) y el doctorado (1952), con una tesis del profesor Richhard Becker sobre teoría del estado sólido térmico, [7] fue aceptado como posdoctorado en el Instituto Max Planck de Física ( MPI), todavía en Gotinga en ese momento. Mientras estuvo allí, formó parte de un grupo de físicos que incluía a Bruno Zumino , Harry Lehmann , Wolfhart Zimmermann , Kurt Symanzik , Gerhard Lüders , Reinhard Oehme , Vladimir Glaser y Carl Friedrich von Weizsäcker . [6]
La vida en el CERN
En 1954, siguiendo una recomendación de Werner Heisenberg, quien era director de MPI en ese momento [6], Hagedorn asumió un cargo en el CERN en Ginebra , Suiza . [8] El nuevo laboratorio estaba a punto de establecerse. [9] El trabajo pionero sobre la teoría de la órbita lineal acababa de ser completado por Gerhard Lüders , quien deseaba volver a Gotinga . En los primeros años, Hagedorn ayudó con los diseños de aceleradores de partículas , en particular para calcular las oscilaciones no lineales en las órbitas de las partículas.
Cuando el grupo de teoría del CERN llegó a Ginebra procedente de Copenhague en 1957, [10] [11] donde había estado ubicado al principio, Hagedorn se unió al grupo. Hagedorn aportó a la División de Teoría una formación interdisciplinaria inusual que incluía física de partículas y nuclear , así como térmica , de estado sólido y de aceleradores . Una vez miembro de la División de Teoría, se centró exclusivamente en los modelos estadísticos de producción de partículas. [12]
Trabajo de producción de partículas
El trabajo de Hagedorn comenzó cuando Bruno Ferretti (entonces jefe de la División de Teoría), le pidió que intentara predecir los rendimientos de partículas en las colisiones de alta energía de la época. Comenzó con Frans Cerulus . Para empezar, había pocas pistas, pero aprovecharon al máximo el " concepto de bola de fuego " que luego fue respaldado por estudios de rayos cósmicos y lo usaron para hacer predicciones sobre el rendimiento de partículas (y por lo tanto, los rayos secundarios que se esperaban del rayo principal dirigido a Un objetivo). Como resultado de sus investigaciones se desarrolló el principio de autoconsistencia .
Muchos ingredientes clave traídos poco después por el experimento ayudaron a refinar el enfoque. Entre ellos se encuentra el momento transversal limitado con el que se produce la inmensa mayoría de las partículas secundarias. Muestran una caída exponencial con respecto a la masa transversal. También existe la caída exponencial de la dispersión elástica en ángulos amplios como función de la energía incidente. Tales comportamientos exponenciales sugirieron fuertemente una distribución térmica para cualquier cosa que eventualmente salga de la reacción. [13] Basándose en esto, Hagedorn expuso su interpretación térmica y la utilizó para construir modelos de producción que resultaron ser muy precisos para predecir los rendimientos de los diferentes tipos de partículas secundarias. Se plantearon muchas objeciones en ese momento, particularmente en cuanto a lo que realmente podría ser 'termalizado' en las colisiones, la aplicación de una mecánica estadística sencilla a los piones producidos dio resultados incorrectos, y la temperatura del sistema aparentemente era constante cuando debería haber aumentado con la energía incidente o con la masa de la bola de fuego excitada (según la Ley de Boltzmann ).
Para energías de colisión superiores a aproximadamente 10 GeV, el modelo estadístico ingenuo necesitaba mejoras.
La temperatura de Hagedorn y el modelo de arranque estadístico (SBM)
Al ver los resultados experimentales, Hagedorn inventó un nuevo marco teórico llamado modelo de arranque estadístico (SBM). [14] [15] [16] [17] [18] [19]
El modelo SBM de interacciones fuertes se basa en la observación de que los hadrones están hechos de hadrones en una cadena infinita. Esto conduce al concepto de una secuencia de partículas cada vez más pesadas, cada una de las cuales es un posible constituyente de una aún más pesada, mientras que al mismo tiempo está compuesta por partículas más ligeras. En este marco de SBM, habría una producción de partículas cada vez mayor a la temperatura de Hagedorn . [20] Hagedorn dio este extenso resumen de la trayectoria histórica a lo largo de 50 años de investigación en física de partículas en su última conferencia pública de 2 horas en Divonne 1994, que se grabó y luego se puso a disposición en línea. [21] [22] Hagedorn interpretó esta temperatura límite, visible en ese momento también en la distribución de masa transversal de las partículas secundarias, en términos de la pendiente de un espectro exponencial de todas las partículas que interactúan fuertemente que aparecen en el SBM; el valor es del orden de ~ 150-160 MeV. [23] [16] [24] [25] [26] El trabajo posterior permitió la interpretación de la temperatura de Hagedorn como la temperatura a la que los hadrones se funden en una nueva fase de la materia, el plasma de quark-gluón. [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33]
Premios y legado
El profesor Johann Rafelski escribió un libro honorífico (o festschrift ) en 2016 como tributo a Hagedorn. El libro incluye contribuciones de amigos y colegas contemporáneos de Hagedorn: Tamás Biró, Igor Dremin, Torleif Ericson, Marek Gaździcki , Mark Gorenstein, Hans Gutbrod, Maurice Jacob , István Montvay, Berndt Müller , Grazyna Odyniec, Emanuele Quercigh , Krzysztof Red Satzichtof , Luigi Sertorio, Ludwik Turko y Gabriele Veneziano .
Referencias
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- ^ Rafelski, Johann (2004). "Rolf Hagedorn (1919-2003)" . Journal of Physics G: Física nuclear y de partículas . 30 (1). doi : 10.1088 / 0954-3899 / 30/1 / E02 . ISSN 0954-3899 .
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enlaces externos
- Publicaciones científicas de Rolf Hagedorn sobre INSPIRE-HEP