Йоитиро Намбу

Йоитиро Намбу (яп. 南部 陽一郎, англ. Yoichiro Nambu; 18 января 1921, Токио — 5 июля 2015, Осака) — японский и американский физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии по физике 2008 года (половина премии) за открытие механизма спонтанного нарушения симметрии в физике элементарных частиц, который позволил объяснить происхождение массы у частиц. Считается одним из основоположников теории струн.

Биография

Ранние годы и образование

Йоитиро Намбу родился 18 января 1921 года в Токио. Его отец был инженером, а мать — домохозяйкой. В 1940 году поступил на физический факультет Токийского университета. В 1942 году, во время Второй мировой войны, окончил университет и начал работать в лаборатории физики твердого тела. После войны, в 1949 году, получил степень доктора наук в Токийском университете за диссертацию по квантовой теории поля.

Научная карьера

В 1952 году Намбу получил приглашение от Института перспективных исследований в Принстоне (США). В 1954 году переехал в Чикагский университет, где проработал до конца своей карьеры. В 1970 году принял американское гражданство. В Чикаго он стал профессором физики и в 1971 году — заслуженным профессором (University Professor). Намбу воспитал несколько поколений физиков-теоретиков, его учениками были, в частности, Джеффри Голдстоун и Том Киббл.

Смерть

Йоитиро Намбу скончался 5 июля 2015 года в больнице города Осака от острого инфаркта миокарда в возрасте 94 лет.

Научные достижения

Спонтанное нарушение симметрии

Главным вкладом Намбу в физику является концепция спонтанного нарушения симметрии. В 1960 году он первым применил эту идею из физики конденсированного состояния (где она проявляется, например, в сверхпроводимости) к физике элементарных частиц. Намбу показал, что в квантовой теории поля вакуум может иметь ненулевую энергию, что приводит к нарушению симметрии законов природы, хотя сами уравнения остаются симметричными. Это открытие позволило объяснить, почему некоторые частицы, такие как W- и Z-бозоны, имеют массу, в то время как другие, например фотоны, — безмассовы. Механизм Намбу — Голдстоуна (вместе с Джеффри Голдстоуном) предсказывает существование безмассовых бозонов (голдстоуновских бозонов) при спонтанном нарушении непрерывной симметрии. Позже этот механизм был расширен Питером Хиггсом и другими учёными, что привело к созданию механизма Хиггса, который был подтверждён экспериментально в 2012 году на Большом адронном коллайдере.

Теория струн

В 1970 году Намбу предложил модель, в которой элементарные частицы рассматриваются не как точечные объекты, а как одномерные струны. Эта работа, независимо от него, была также выполнена Леонардом Сасскиндом и Хольгером Нильсеном. Модель Намбу — Гото (совместно с Тэцуо Гото) описывает действие релятивистской струны. Хотя первоначально теория струн была предложена для описания сильного взаимодействия (ядерных сил), она не получила экспериментального подтверждения в этой области, но впоследствии стала основой для теории суперструн — одного из кандидатов на описание всех фундаментальных взаимодействий.

Другие работы

Намбу внёс вклад в несколько областей физики:

• Квантовая хромодинамика: В 1966 году он совместно с Митио Като предложил модель цветовых зарядов для кварков, предвосхитившую современную квантовую хромодинамику.
• Сверхпроводимость: В 1960 году Намбу разработал теорию сверхпроводимости, основанную на спонтанном нарушении симметрии, что стало важным шагом к пониманию эффекта Джозефсона.
• Физика конденсированного состояния: Он изучал фазовые переходы и коллективные возбуждения в твёрдых телах.

Награды и признание

Намбу также был избран членом Национальной академии наук США (1973) и Американской академии искусств и наук (1974). В 2008 году он стал лауреатом Нобелевской премии, разделив её с Макото Кобаяси и Тосихидэ Маскавой (которые получили вторую половину за нарушение CP-симметрии).

Личные качества и влияние

Коллеги и ученики описывали Намбу как скромного, глубокого мыслителя, который предпочитал работать в одиночестве. Его стиль работы отличался интуитивным подходом к физике: он часто начинал с простых моделей и постепенно усложнял их. Несмотря на то, что многие его идеи опережали время, Намбу не стремился к публичности. Его влияние на физику XX века огромно: концепция спонтанного нарушения симметрии лежит в основе Стандартной модели элементарных частиц, а теория струн остаётся активной областью исследований.

Интересные факты

• Намбу был одним из первых физиков, кто использовал математический аппарат теории групп в физике элементарных частиц.
• Он свободно владел японским, английским и немецким языками.
• В 2008 году, когда Намбу получил Нобелевскую премию, ему было 87 лет — он стал одним из старейших лауреатов в истории премии.
• Его имя носит премия Намбу — ежегодная награда Американского физического общества за выдающиеся достижения в теоретической физике.

Источники

• Yoichiro Nambu. Nobel Prize Biography. 2008.
• Nambu, Y. (1960). "Quasi-Particles and Gauge Invariance in the Theory of Superconductivity". Physical Review.
• Nambu, Y. (1970). "Duality and Hadrodynamics". Notes for the Copenhagen Conference.
• Close, F. (2015). "Yoichiro Nambu (1921–2015)". Nature.
• "Yoichiro Nambu, Nobel-winning physicist, dies at 94". The New York Times. 2015.