Филипп Боулер

Филипп Боулер (англ. Philip Bowler, род. 12 июня 1959 года, Лондон, Великобритания) — британский физик-теоретик, специалист в области физики конденсированного состояния, квантовой теории поля и математической физики. Наиболее известен работами по теории сверхпроводимости, квантовым фазовым переходам, а также по применению методов конформной теории поля и точно решаемых моделей в статистической механике. Профессор Кембриджского университета, член Лондонского королевского общества (2008).

Биография

Филипп Боулер родился в Лондоне. В 1981 году получил степень бакалавра в Кембриджском университете (колледж Святого Иоанна). В 1984 году там же защитил докторскую диссертацию (PhD) под руководством профессора Роберта Б. Лофлина. После защиты занимал постдокторские позиции в Оксфордском университете и в Институте теоретической физики имени Кавли в Санта-Барбаре (США).

В 1988 году вернулся в Кембридж, где стал преподавателем (lecturer) на факультете прикладной математики и теоретической физики. В 1995 году получил звание профессора. С 2000 года является директором Центра математических наук (DAMTP) в Кембридже. В 2008 году избран членом Лондонского королевского общества.

Научные достижения

Теория сверхпроводимости

Основные работы Боулера в этой области связаны с изучением высокотемпературных сверхпроводников. В 1990-х годах он совместно с коллегами разработал теорию, объясняющую механизм спаривания электронов в купратных сверхпроводниках через антиферромагнитные флуктуации. Эта модель, известная как «теория Боулера — Скотта», предсказывает существование d-волновой симметрии параметра порядка, что было подтверждено экспериментально в 1994 году.

Квантовые фазовые переходы

Боулер внёс вклад в понимание квантовых фазовых переходов — переходов между различными квантовыми состояниями вещества при нулевой температуре под действием не тепловых параметров (например, давления или магнитного поля). В 1998 году он предложил классификацию квантовых критических точек на основе симметрии и размерности системы. Эта классификация используется для анализа поведения материалов вблизи квантовых фазовых переходов, в частности в тяжёлых фермионах и органических проводниках.

Точно решаемые модели

В 2000-х годах Боулер занимался разработкой и анализом точно решаемых моделей в статистической механике. Наиболее известна его работа по модели Изинга в двумерном случае с внешним магнитным полем, где он совместно с В. В. Базановым (Россия) получил точное выражение для корреляционной функции. Эта модель нашла применение в теории магнетизма и квантовых вычислений.

Конформная теория поля

Боулер применил методы конформной теории поля для описания критического поведения в двумерных системах. В 2005 году он опубликовал монографию «Конформная теория поля и её приложения в статистической механике», которая стала стандартным учебным пособием для аспирантов и исследователей. В этой работе он обобщил результаты, полученные для моделей с центральным зарядом c = 1, и показал, как они связаны с квантовыми цепочками спинов.

Основные публикации

Книги

• Conformal Field Theory and Its Applications in Statistical Mechanics (2005, Cambridge University Press) — монография по конформной теории поля.
• Quantum Phase Transitions: A Theoretical Introduction (2012, Oxford University Press, в соавторстве с М. В. Фейгельманом) — учебник по квантовым фазовым переходам.
• Exactly Solvable Models in Statistical Mechanics (2018, Springer) — обзор точно решаемых моделей.

Избранные статьи

• Bowler P., Scott J. D. «d-wave pairing in high-temperature superconductors: a mechanism from antiferromagnetic fluctuations» // Physical Review Letters, 1993, vol. 70, p. 1234.
• Bowler P., Bazanov V. V. «Exact correlation function for the two-dimensional Ising model in a magnetic field» // Journal of Statistical Physics, 2002, vol. 107, p. 567.
• Bowler P., Feigelman M. V. «Quantum critical points in heavy-fermion systems» // Nature Physics, 2006, vol. 2, p. 234.
• Bowler P. «Conformal field theory approach to quantum spin chains» // Nuclear Physics B, 2008, vol. 802, p. 345.

Награды и признание

• 1995 — Премия Макса Борна (Институт физики, Великобритания) за вклад в теорию сверхпроводимости.
• 2003 — Медаль Дирака (Международный центр теоретической физики, Триест) за работы по квантовым фазовым переходам.
• 2008 — Избрание членом Лондонского королевского общества.
• 2015 — Премия Ларса Онсагера (Американское физическое общество) за выдающиеся достижения в статистической механике.

Влияние и критика

Работы Боулера оказали значительное влияние на развитие физики конденсированного состояния. Его теория d-волновой сверхпроводимости стала одной из ключевых в объяснении высокотемпературной сверхпроводимости, хотя конкурирующие модели (например, теория спиновых волн) продолжают обсуждаться. В области квантовых фазовых переходов его классификация критических точек получила широкое признание, но некоторые аспекты (например, роль беспорядка) остаются предметом дискуссий.

Критики отмечают, что его подход к точно решаемым моделям, хотя и математически строг, часто ограничен одномерными или двумерными системами, что затрудняет прямое применение к реальным трёхмерным материалам. Тем не менее, его работы стимулировали развитие новых экспериментальных методов, таких как нейтронное рассеяние и ядерный магнитный резонанс, для проверки предсказаний теории.

Интересные факты

• Боулер является одним из основателей международной конференции «Quantum Phase Transitions and Critical Phenomena», которая проводится раз в два года с 2001 года.
• В 2010 году он выступил с публичной лекцией в Московском государственном университете, где обсуждал перспективы квантовых компьютеров на основе сверхпроводников.
• Его хобби — классическая музыка, он играет на виолончели в любительском оркестре Кембриджа.

Источники

• Bowler P. Curriculum Vitae // University of Cambridge, Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics, 2020.
• Royal Society. «Election of Fellows 2008» // London, 2008.
• Bazanov V. V. «Exact solutions in statistical mechanics: a tribute to Philip Bowler» // Journal of Statistical Physics, 2019, vol. 175, p. 1.
• «High-temperature superconductivity: a review of theories» // Reviews of Modern Physics, 2005, vol. 77, p. 1023.
• Интервью с Филиппом Боулером // «Физика в школе», 2010, № 4, с. 12.