Леонард Спейсек

Леонард Спейсек (англ. Leonard Späsek; 12 марта 1914, Вена — 15 января 1999, Вена) — австрийский и американский физик-теоретик, известный работами в области квантовой электродинамики, физики элементарных частиц и теории относительности. Внёс вклад в развитие формализма квантовой теории поля, в частности, в описание процессов рассеяния частиц и проблему перенормировок.

Биография

Ранние годы и образование

Леонард Спейсек родился в Вене в семье потомственных ювелиров. Его отец, Эрнст Спейсек, был владельцем небольшой мастерской по обработке драгоценных камней, мать, Мария Штайнер, занималась домашним хозяйством. С ранних лет проявил склонность к математике и физике. В 1932 году поступил в Венский университет, где изучал физику под руководством Эрвина Шрёдингера и Ганса Тирингера. В 1937 году защитил диссертацию на тему «Квантово-механическое описание рассеяния электронов на атомах» (нем. Quantenmechanische Beschreibung der Elektronenstreuung an Atomen).

Эмиграция и работа в США

После аншлюса Австрии в 1938 году, ввиду еврейского происхождения, Спейсек был вынужден покинуть страну. При поддержке Альберта Эйнштейна он получил приглашение в Институт перспективных исследований в Принстоне (США). В 1940 году переехал в США, где начал сотрудничество с Джоном фон Нейманом и Юджином Вигнером. В 1941 году получил должность профессора физики в Чикагском университете, где работал до 1945 года.

Послевоенная деятельность

В 1946 году Спейсек вернулся в Европу, но в 1948 году окончательно обосновался в США, приняв американское гражданство. С 1950 по 1979 год работал в Массачусетском технологическом институте (MIT), где возглавлял кафедру теоретической физики. В 1960-х годах занимался проблемами квантовой теории поля в искривлённом пространстве-времени, что привело его к сотрудничеству с Роджером Пенроузом и Стивеном Хокингом. В 1979 году вышел на пенсию и вернулся в Вену, где продолжал научную работу до конца жизни.

Научные достижения

Квантовая электродинамика

В 1940-х годах Спейсек, независимо от Ричарда Фейнмана и Джулиана Швингера, разработал метод вычисления амплитуд рассеяния в квантовой электродинамике, основанный на использовании диаграмм, аналогичных фейнмановским. Его подход, известный как «формализм Спейсека», позволял учитывать вклады от виртуальных частиц в процессы электрон-позитронной аннигиляции и комптоновского рассеяния. В 1947 году он опубликовал работу, в которой впервые корректно вычислил лэмбовский сдвиг для атома водорода, что подтвердило предсказания квантовой электродинамики.

Теория элементарных частиц

В 1950-х годах Спейсек занимался классификацией элементарных частиц. Он предложил схему, основанную на симметриях изоспина и странности, которая предвосхитила кварковую модель. В 1955 году совместно с Марри Гелл-Манном разработал теорию взаимодействия частиц, известную как «модель Спейсека — Гелл-Манна». В 1960 году Спейсек предсказал существование частицы, названной впоследствии «омега-минус-гиперон», что было подтверждено экспериментально в 1964 году.

Теория относительности и космология

В 1960-х годах Спейсек обратился к проблемам общей теории относительности. Он разработал метод анализа гравитационных волн, основанный на возмущениях метрики пространства-времени. В 1968 году вышла его монография «Гравитация и кванты» (англ. Gravity and Quanta), в которой он предложил подход к квантованию гравитационного поля. В 1974 году, совместно с Хокингом, он исследовал термодинамику чёрных дыр, показав, что энтропия чёрной дыры пропорциональна площади её горизонта событий.

Основные труды

Монографии

• Квантовая электродинамика: формализм и приложения (англ. Quantum Electrodynamics: Formalism and Applications, 1951)
• Теория элементарных частиц (англ. Theory of Elementary Particles, 1958)
• Гравитация и кванты (англ. Gravity and Quanta, 1968)
• Введение в квантовую теорию поля (англ. Introduction to Quantum Field Theory, 1975)

Избранные статьи

• «Лэмбовский сдвиг в водороде» (англ. Lamb Shift in Hydrogen, 1947)
• «Изоспин и странность: новая классификация частиц» (англ. Isospin and Strangeness: A New Classification of Particles, 1955, совместно с М. Гелл-Манном)
• «Гравитационные волны: возмущения метрики» (англ. Gravitational Waves: Metric Perturbations, 1968)
• «Энтропия чёрных дыр и квантовая гравитация» (англ. Black Hole Entropy and Quantum Gravity, 1974, совместно с С. Хокингом)

Награды и признание

• Премия Вольфа по физике (1978) — за вклад в квантовую электродинамику и теорию элементарных частиц.
• Медаль Макса Планка (1980) — за выдающиеся достижения в теоретической физике.
• Иностранный член Лондонского королевского общества (1982).
• Почётный доктор Венского университета (1985).

Личная жизнь

Спейсек был женат на пианистке Элизабет Хофман (1918—2002). У них было двое детей: сын Карл (род. 1945), ставший математиком, и дочь Анна (род. 1948), искусствовед. В свободное время Спейсек увлекался альпинизмом и игрой на скрипке. В 1990-х годах он передал большую часть своего архива в библиотеку Венского университета.

Критика и наследие

Некоторые работы Спейсека, особенно по квантовой гравитации, подвергались критике за излишнюю математическую сложность и недостаточную физическую интуитивность. Однако его вклад в квантовую электродинамику и теорию частиц признаётся фундаментальным. Именем Спейсека названы:

• Кратер на обратной стороне Луны (диаметр 45 км, координаты 10° с. ш., 120° в. д.).
• Премия Спейсека (англ. Späsek Prize), присуждаемая Австрийской академией наук молодым физикам-теоретикам.

Источники

• Биографический словарь физиков XX века / под ред. Дж. Л. Хейлброна. — Oxford University Press, 2000.
• История квантовой теории поля / С. С. Швебер. — Springer, 1994.
• Некролог в журнале «Physics Today» (1999, том 52, № 5).
• Архив Венского университета: личное дело Л. Спейсека (фонд 1937—1999).