Hagen Kleinert

Hagen Kleinert
Narození15. června 1941 (82 let)
Twardogóra
Alma materGeorgia Institute of Technology
Univerzita Hannover
University of Colorado at Boulder
Povoláníteoretický fyzik, vysokoškolský učitel a fyzik
ZaměstnavatelSvobodná univerzita Berlín
OceněníMax Born Prize (2008)
Majorana Prize (2008)
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Hagen Michael Kleinert (* 15. června 1941, Twardogóra – do 1945 Festenberg) je německý fyzik, profesor teoretické fyziky na FU v Berlíně.

Dílo

Kleinert je autorem mnoha vědeckých publikací (více než 370 článků) které se zabývají matematickou fyzikou, fyzikou elementárních částic, atomovou fyzikou, fyzikou pevných látek, tekutými krystaly, biomembránami, emulzemi, polymery, a teorií finančních trhů. Je také autorem několika knih z teoretické fyziky. Nejznámější z nich je učebnice - Path Integrals in Quantum Mechanics, Statistics, Polymer Physics, and Financial Market - která se od roku 1990 dočkala již čtvrté edice a obdržela velmi pozitivní kritiku[1].

Ještě jako mladý profesor navštívil Kleinert v roce[1972 Caltech, kde byl silně ovlivněn významným americkým fyzikem Richardem Feynmanem. Byla to pravděpodobně tato zkušenost která mu později pomohla úspěšně použít Feynmanův dráhový integrál k řešení vodíkového atomu[2].[3]

Tento výsledek také značně rozšířil aplikační oblast Feynmanovy metody. Později Kleinert spolupracoval[4] s Feynmanem na jednom z jeho posledních článků.[5] Uvedená spolupráce vedla k rozpracování matematického postupu který umožňuje převést divergentní ("weak-coupling") mocninné řady na konvergentní ("strong-coupling") mocninné řady. Tato, tak zvaná Variační poruchová teorie je v současné době nejpřesnější teorií na výpočet kritických exponentů[6] které jsou pozorovány v blízkosti fázových přechodů druhého řádu. Úspěšnost této metody byla experimentálně potvrzena pro supratekuté hélium v družicových experimentech.[7]

V rámci kvantové teorie kvarků nalezl původ algebry Reggeho residuí[8] předpovězené N. Cabibbem, L. Horwitzem a Y. Ne'emanem(p.232 in[9]).

Společně s K. Maki objasnil strukturu ikosahedrální fáze u kvasikrystalů.[10]

V roce 1982 předpověděl pro supravodiče tříkritický bod ve fázovém diagramu mezi supravodiči typu-I a typu-II.[11] Tato předpověď byla v roce 2002 nepřímo potvrzena prostřednictvím Monte Carlo simulací.[12] Zmíněná teorie je založena na nové, tak zvané, "neuspořádané" polní teorii (disorder field theory), kterou Kleinert rozpracoval ve své knize Gauge Fields in Condensed Matter (viz níže). V této teorii jsou statistické vlastnosti fluktuujících vortexů nebo lineárních defektů popsány jako elementární excitace s pomocí kvantových polí. Neuspořádaná polní teorie je duální verzí k "uspořádané" polní teorii (order field theory) navržené L.D. Landauem pro fázové přechody.

Na letní škole v Erice konané v roce 1978 navrhl existenci "zlomené" supersymetrie, která by měla existovat v atomových jádrech[13], tato předpověď byla později experimentálně pozorována[14].

Jeho teorie kolektivních kvantových polí[15] a hadronizace kvarkových teorií[16] slouží dnes jako teoretické prototypy, např. v pevných látkách nebo v jaderné a částicové fyzice.

V roce 1986 zavedl[17] pojem tuhosti do teorie strun (ve strunové teorii se běžně předpokládá, že struny mají jenom napětí). Tímto způsobem značně zlepšil fyzikální vlastnosti strun. Protože podobné rozšíření bylo také nezávisle navrženo ruským fyzikem A. Polyakovem, je tento výsledek znám jako Polyakovova-Kleinertova struna Archivováno 11. 6. 2020 na Wayback Machine..

Jako alternativu k strunové teorii, použil Kleinert kompletní fyzikální analogii mezi ne-Euklidovskou geometrií a geometrií krystalu s defekty. Tento krok mu umožnil navrhnout model vesmíru dnes známého jako World Crystal nebo Planck-Kleinertův krystal který má, na vzdálenostech řádu Planckovy délky, zcela odlišné fyzikální vlastnosti než strunová teorie. V tomto modelu látka vytváří defekty v prostoročase, které ve svém důsledku generují křivost a všechny obvyklé efekty známé z teorie obecné relativity. Zmíněna teorie inspirovala italskou umělkyni Lauru Pesce k tvorbě skleněné sochy s názvem "world crystal" (viz též spodní levý roh této stránky).

Spolu s A. Chervyakovem zobecnil teorii distribucí z lineárních prostorů na semigrupy tím, že konsistentně zadefinoval součin distribucí (v obvyklé matematické formulaci jsou definovány jenom lineární kombinace distribucí). Toto rozšíření bylo umožněno fyzikálním požadavkem, že dráhové integrály musí být invariantní vzhledem k libovolné transformaci souřadnic.[18] Tato vlastnost je ve skutečnosti nezbytná k důkazu ekvivalence mezi dráhově-integrální formulací a Schrödingerovou teorií.

Kleinert je ve fyzice stále aktivní. V roce 2007 byl starším členem fakulty pro Mezinárodní PhD. projekt v Relativistické Astrofyzice (IRAP) Archivováno 6. 7. 2007 na Wayback Machine., která tvoří součást mezinárodní vědecké sítě pro astrofyziku ICRANet. Je také zakládájícím členem ESF projektu Kosmologie v Laboratoři.

Knihy

  • Gauge Fields in Condensed Matter, Vol. I, " SUPERFLOW AND VORTEX LINES", pp. 1–742, Vol. II,

"Stress and Defects", pp. 743–1456, World Scientific (Singapore, 1989); Paperback ISBN 9971-5-0210-0 (také dostupné na: Vol. I a Vol. II)

Paperback ISBN 981-02-4658-7 (také dostupné na [1])

  • Path Integrals in Quantum Mechanics, Statistics, Polymer Physics, and Financial Markets,

5. edice, World Scientific (Singapore, 2009) (také dostupné na [2])

  • Multivalued Fields in in Condensed Matter, Electrodynamics, and Gravitation,

World Scientific (Singapore, 2008) (také dostupné na [3])

Ocenění

Kleinert je kromě jiného, čestným profesorem na Kyrgyzijsko-Ruské Slovanské Universitě, a čestným členem Ruské akademie věd. Za svůj příspěvek ve fyzice částic a ve fyzice pevných látek mu byla roku 2008 udělena [4] cena Maxe Borna s medailí.

Odkazy

Reference

  1. ↑ Henry B.I., Book Review, Australian Physics 44, 110 (2007)
  2. ↑ Duru I. H., Kleinert H., "Solution of the path integral for the H-atom", Physics Letters B 84, 185 (1979)
  3. ↑ Duru I. H.; Kleinert H., "Quantum Mechanics of H-Atom from Path Integrals", Fortschr. Phys. 30, 401 (1982)
  4. ↑ Kleinert H., "Travailler avec Feynman", Pour La Science 19, 89-95 (2004)
  5. ↑ Feynman R. P.; Kleinert H., "Effective Classical Partition Functions", Physical Review A 34, 5080 (1986)
  6. ↑ Kleinert, H., "Critical exponents from seven-loop strong-coupling φ4 theory in three dimensions", Physical Review D 60, 085001 (1999)]
  7. ↑ Lipa J.A.,"Specific heat of liquid helium in zero gravity very near the lambda point", Physical Review B 68, 174518 (2003)
  8. ↑ Kleinert H., "Bilocal Form Factors and Regge Couplings", Nucl. Physics B65, 77 (1973)
  9. ↑ Ne'eman Y., Reddy V.T.N., "Universality in the Algebra of Vertex Strengths as Generated by Bilocal Currents", Nucl. Phys. B 84, 221-233 (1981)
  10. ↑ Kleinert H., Maki K., "Lattice Textures in Cholesteric Liquid Crystals", Fortschritte der Physik 29, 219 (1981)
  11. ↑ Kleinert H., "Disorder Version of the Abelian Higgs Model and the Order of the Superconductive Phase Transition", Lett. Nuovo Cimento 35, 405 (1982)
  12. ↑ Hove J., Mo S., Sudbo A., "Vortex interactions and thermally induced crossover from type-I to type-II superconductivity", Phys. Rev. B 66, 064524 (2002)
  13. ↑ Ferrara S., "The New Aspects of Subnuclear Physics", 1978 Erice Lecture publ. in Plenum Press (N.Y., Zichichi A. ed.) Vol. 40 (1980)
  14. ↑ Metz A., Jolie J., Graw G., Hertenberger R., Gröger J., Günther C., Warr N., Eisermann Y., "Evidence for the Existence of Supersymmetry in Atomic Nuclei" Archivováno 12. 3. 2020 na Wayback Machine., Phys. Rev. Lett. 83, 1542 (1999)
  15. ↑ Kleinert H., "Collective Quantum Fields", Fortschritte der Physik 36, 565 (1978)
  16. ↑ Kleinert H., "On the Hadronization of Quark Theories", Lectures presented at the Erice Summer Institute 1976, in "Understanding the Fundamental Constituents of Matter", Plenum Press, New York, 1978 (Zichichi,A., ed.) p. 289-390
  17. ↑ Kleinert H., "The Membrane Properties of Condensing Strings", Phys. Lett. B 174, 335 (1989)
  18. ↑ Kleinert H., Chervyakov A., "Rules for integrals over products of distributions from coordinate independence of path integrals", Europ. Phys. J. C 19, 743 (2001)

Externí odkazy

Média použitá na této stránce