Дэвид Гросс

Дэвид Гросс — американский физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии по физике (2004, совместно с Дэвидом Политцером и Фрэнком Вильчеком) за открытие асимптотической свободы в теории сильных взаимодействий. Один из ведущих специалистов в области квантовой теории поля, теории струн и математической физики. Профессор Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, директор-основатель Института теоретической физики Кавли (KITP).

Биография

Ранние годы и образование

Дэвид Джонатан Гросс родился 19 февраля 1941 года в Вашингтоне, округ Колумбия, в семье еврейских эмигрантов из Литвы. Его отец, Соломон Гросс, был инженером-механиком. Мать, Нора Файн, занималась домохозяйством. Интерес к физике проявился у Гросса в раннем возрасте: в 12 лет он прочитал книгу Джорджа Гамова «Одна, две, три… бесконечность», которая определила его дальнейший путь.

В 1962 году Гросс получил степень бакалавра по физике в Еврейском университете в Иерусалиме (Израиль). В 1966 году защитил докторскую диссертацию (Ph.D.) в Калифорнийском университете в Беркли под руководством Джеффри Чу. Тема диссертации была посвящена теории S-матрицы и свойствам сильных взаимодействий.

Научная карьера

После получения докторской степени Гросс работал в Гарвардском университете (1966–1969) и в Принстонском университете (1969–1972). В 1972 году он перешёл в Принстонский институт перспективных исследований, где проработал до 1997 года. В 1997 году Гросс стал профессором физики и директором-основателем Института теоретической физики Кавли (KITP) при Калифорнийском университете в Санта-Барбаре, где продолжает работать по настоящее время.

Научные достижения

Асимптотическая свобода

Главное научное достижение Дэвида Гросса — открытие в 1973 году асимптотической свободы в неабелевых калибровочных теориях. Совместно с Фрэнком Вильчеком (тогда аспирантом) Гросс показал, что в квантовой хромодинамике (КХД) — теории сильных взаимодействий — константа связи уменьшается с ростом энергии (или, что эквивалентно, с уменьшением расстояния между кварками). Это объяснило, почему кварки ведут себя как почти свободные частицы на малых расстояниях, но оказываются «запертыми» внутри адронов на больших расстояниях (конфайнмент).

Открытие асимптотической свободы было сделано независимо Дэвидом Политцером (тогда аспирантом Гарварда) в том же 1973 году. За это открытие все трое — Гросс, Политцер и Вильчек — получили Нобелевскую премию по физике в 2004 году.

Теория струн

В 1980-е годы Гросс активно участвовал в развитии теории струн. Он внёс вклад в построение гетеротической струны (совместно с Джеффри Харви, Эмилем Мартинеком и Райаном Ромом), которая объединяет в себе свойства бозонной и суперсимметричной струн. Гетеротическая струна стала одной из пяти последовательных суперструнных теорий, возникших в ходе первой суперструнной революции (1984–1985).

Другие работы

Гросс также известен работами по:

• Квантовой теории поля: исследование свойств калибровочных теорий, ренормализационной группы, аномалий.
• Математической физике: изучение интегрируемых систем, модели Гросса-Невё (двумерная модель с четырёхфермионным взаимодействием).
• Физике высоких энергий: предсказание существования глюболов (частиц, состоящих только из глюонов), изучение свойств кварк-глюонной плазмы.

Награды и признание

• Нобелевская премия по физике (2004, совместно с Д. Политцером и Ф. Вильчеком).
• Премия Дирака (Международный центр теоретической физики, 1988).
• Премия Харви (Технион, 2000).
• Премия по фундаментальной физике (2012, за вклад в теорию струн).
• Медаль Оскара Клейна (Стокгольмский университет, 2004).
• Член Национальной академии наук США (с 1986).
• Член Американской академии искусств и наук (с 1985).
• Иностранный член Лондонского королевского общества (с 2011).

Педагогическая и общественная деятельность

Гросс известен как активный популяризатор науки. Он регулярно читает лекции для широкой аудитории, участвует в научно-популярных программах и пишет статьи для журналов (в том числе для «Nature» и «Physics Today»). В 2008 году он подписал «Манифест о будущем физики» — обращение к правительствам стран мира с призывом увеличить финансирование фундаментальных исследований.

Гросс также является членом редколлегий нескольких ведущих физических журналов, включая «Physical Review Letters» и «Nuclear Physics B».

Личная жизнь

Дэвид Гросс женат на Шуламит Гросс, имеет двух дочерей. Увлекается классической музыкой, играет на фортепиано. В свободное время занимается теннисом и плаванием.

Интересные факты

• В 2004 году, получая Нобелевскую премию, Гросс произнёс речь, в которой сравнил открытие асимптотической свободы с «распутыванием клубка ниток» — настолько сложной и запутанной казалась теория сильных взаимодействий до 1973 года.
• Гросс является одним из авторов концепции «ландшафта теории струн» — гипотезы о существовании огромного числа (до 10^500) возможных вакуумных состояний в теории струн.
• В 2015 году он выступил с критикой так называемой «теории всего» — утверждая, что поиск единой теории, объединяющей все фундаментальные взаимодействия, может оказаться бессмысленным, если не будет подкреплён экспериментальными данными.
• Гросс активно поддерживает молодых учёных: он основал несколько стипендиальных программ для аспирантов и постдоков в области теоретической физики.

Источники

• Нобелевская лекция Дэвида Гросса (2004)
• Биография на сайте Нобелевского комитета
• Интервью Дэвида Гросса журналу «Physics Today» (2005)
• Статья «The Asymptotic Freedom of Non-Abelian Gauge Theories» (Gross, Wilczek, 1973)
• Книга «The Theory of the Universe» (Gross, 2008)
• Официальный сайт Института теоретической физики Кавли (KITP)