Александру Прока

Александру Прока
Рожденный	( 1897-10-16 )16 октября 1897 г. Бухарест , Королевство Румыния
Умер	13 декабря 1955 г. (1955-12-13)(58 лет) Париж , Франция
Национальность	румынский
Гражданство	Румыния Франция
Альма-матер	Политехнический университет Бухареста Университет Париж-Сорбонна
Известный	Уравнения Прока
Награды	Почетный член Румынской академии (избран посмертно в 1990 году)
Научная карьера
Поля	Теоретическая физика
Тезис	О релятивистской теории электрона Дирака  (1933)
научный руководитель	Луи де Бройль

Александру Прока (16 октября 1897 – 13 декабря 1955) был румынским физиком, который учился и работал во Франции . Он разработал векторную мезонную теорию ядерных сил и релятивистские квантовые уравнения поля , которые носят его имя ( уравнения Прока ) для массивных векторных мезонов со спином 1.

Он родился в Бухаресте , сын инженера-строителя. Он был одним из выдающихся студентов в средней школе имени Георгия Лазаря и Политехническом университете в Бухаресте. С очень сильным интересом к теоретической физике он отправился в Париж, где окончил факультет естественных наук Парижского университета Сорбонна , получив из рук Марии Кюри диплом бакалавра наук . После этого он был принят на работу в качестве исследователя/физика в Институте радия в Париже в 1925 году.

Прока стал гражданином Франции в 1931 году. Он проводил докторские исследования по теоретической физике под руководством лауреата Нобелевской премии Луи де Бройля . В 1933 году он успешно защитил докторскую диссертацию под названием «О релятивистской теории электрона Дирака» перед экзаменационной комиссией под председательством лауреата Нобелевской премии Жана Перрена .

В 1939 году его пригласили на Сольвеевскую конференцию , которая не состоялась из-за начала Второй мировой войны . Во время войны он некоторое время был старшим инженером на Радио Франс . В 1943 году он ненадолго остановился в Португалии , где (заменив Гвидо Бека ) руководил семинаром по теоретической физике, организованным Руи Луишем Гомешом в Центре математических исследований в Университете Порту . С 1943 по 1945 год он находился в Соединенном Королевстве по приглашению Королевского общества и Британского адмиралтейства , чтобы помочь в военных действиях. После этого он вернулся в Париж, где руководил семинаром по физике элементарных частиц. Он пытался получить кафедру в Сорбонне или в Коллеж де Франс , но безуспешно. С 1950 года он организовал коллоквиум по теоретической физике для CNRS совместно с Пьером Оже , а в 1951 году он был представителем Франции в Международном союзе чистой и прикладной физики . ^[1]

В 1937 году Прока был избран членом-корреспондентом Румынской академии наук , а в 1990 году он был избран посмертно почетным членом Румынской академии наук . ^[2]

Он умер в Париже в 1955 году после двухлетней борьбы с раком гортани . ^[1]

В 1929 году Прока стал редактором влиятельного физического журнала Les Annales de l'Institut Henri Poincaré . Затем, в 1934 году, он провел целый год с Эрвином Шредингером в Берлине и на несколько месяцев посетил Нобелевского лауреата Нильса Бора в Копенгагене, где он также встретился с Вернером Гейзенбергом и Георгом Гамовым . ^{[3] [4]}

Прока стал известен как один из самых влиятельных румынских физиков-теоретиков прошлого века, ^[5] разработав векторную мезонную теорию ядерных сил в 1936 году, опередив первые доклады Хидеки Юкавы , который использовал уравнения Проки для векторного мезонного поля в качестве отправной точки. Впоследствии Юкава получил Нобелевскую премию за объяснение ядерных сил с помощью пи-мезонного поля и правильное предсказание существования пиона , первоначально названного Юкавой «мезотроном». Пионы, будучи самыми легкими мезонами, играют ключевую роль в объяснении свойств сильных ядерных сил в их нижнем диапазоне энергий. В отличие от массивных бозонов со спином 1 в уравнениях Проки, пионы, предсказанные Юкавой, являются бозонами со спином -0, которые связаны только со скалярными полями. Однако существуют также мезоны со спином 1, такие как те, которые рассматриваются в уравнениях Проки. Векторные мезоны со спином 1, рассмотренные Прокой в ​​1936—1941 годах, имеют нечетную четность , участвуют в электрослабых взаимодействиях и были обнаружены в экспериментах при высоких энергиях только после 1960 года, тогда как пионы, предсказанные теорией Юкавы, были экспериментально обнаружены Карлом Андерсоном в 1937 году с массами, весьма близкими по значению к 100 МэВ, предсказанным теорией пи-мезонов Юкавы , опубликованной в 1935 году; последняя теория рассматривала только массивное скалярное поле как причину ядерных сил, таких как те, которые можно было бы ожидать обнаружить в поле пи-мезона.

В диапазоне более высоких масс векторные мезоны включают в свою структуру также очарованные и b-кварки . Спектр тяжелых мезонов связан через радиационные процессы с векторными мезонами, которые поэтому играют важную роль в мезонной спектроскопии. Векторные мезоны легких кварков появляются в почти чистых квантовых состояниях .

Уравнения Прока — это уравнения движения типа Эйлера–Лагранжа , которые приводят к условиям калибровочного поля Лоренца : . По сути, уравнения Прока имеют вид:${\displaystyle \partial _{\mu }A^{\mu }=0\!}$

${\displaystyle \Box A^{\nu }-\partial ^{\nu }(\partial _ {\mu }A^{\mu })+m^{2}A^{\nu }=j^{ \ну }}$, где:

${\displaystyle \Box =\left({\frac {1}{c^{2}}}{\frac {\partial ^{2}}{\partial t^{2}}}\right)-\nabla ^{2}}$.

Здесь есть 4-потенциал, оператор перед этим потенциалом — оператор Даламбера , — плотность тока, а оператор набла (∇) в квадрате — оператор Лапласа , Δ. Поскольку это релятивистское уравнение, предполагается соглашение Эйнштейна о суммировании по повторяющимся индексам. 4-потенциал — это комбинация скалярного потенциала и 3-векторного потенциала A , полученная из уравнений Максвелла :${\displaystyle А^{\мю }}$${\displaystyle \Коробка}$${\displaystyle j^{\nu }}$${\displaystyle А^{\nu }}$${\displaystyle \фи}$

${\displaystyle A^{\nu }=\left({\frac {\phi }{c}},\mathbf {A} \right)}$

${\displaystyle \mathbf {E} =-\mathbf {\nabla } \phi - {\frac {\partial \mathbf {A} {\partial t}}}$

${\displaystyle \mathbf {B} =\mathbf {\nabla} \times \mathbf {A}.}$

В упрощенной записи они имеют вид:

${\displaystyle \partial _ {\mu }(\partial ^{\mu }A^{\nu }-\partial ^{\nu }A^{\mu })+\left({\frac {mc} \hbar }}\right)^{2}A^{\nu }=0}$.

Уравнения Прока, таким образом, описывают поле массивной частицы со спином -1 и массой m с сопутствующим полем, распространяющимся со скоростью света c в пространстве-времени Минковского ; такое поле характеризуется действительным вектором A, что приводит к релятивистской плотности лагранжиана L. Формально они могут напоминать уравнение Клейна–Гордона :

${\displaystyle {\frac {1}{c^{2}}}{\frac {\partial ^{2}}{\partial t^{2}}}\psi -\nabla ^{2}\psi +{\frac {m^{2}c^{2}}{\hbar ^{2}}}\psi =0}$,

но последнее является скалярным, а не векторным , уравнением, которое было выведено для релятивистских электронов , и, таким образом, оно применимо только к фермионам со спином 1/2. Более того, решения уравнения Клейна–Гордона являются релятивистскими волновыми функциями , которые могут быть представлены как квантовые плоские волны, когда уравнение записано в натуральных единицах:

${\displaystyle -\partial _{t}^{2}\psi +\nabla ^{2}\psi =m^{2}\psi }$;

это скалярное уравнение применимо только к релятивистским фермионам, которые подчиняются соотношению энергии-импульса в специальной теории относительности Альберта Эйнштейна . Интуиция Юкавы основывалась на таком скалярном уравнении Клейна–Гордона, и лауреат Нобелевской премии Вольфганг Паули писал в 1941 году: ``... Юкава предположил, что мезон имеет спин 1 , чтобы объяснить спиновую зависимость силы между протоном и нейтроном. Теория для этого случая была дана Прокой". ^[6]

• Уравнения движения Эйлера–Лагранжа
• Действие Прока
• Векторный мезон
• Уравнение Клейна–Гордона
• релятивистский электрон
• Специальная теория относительности
• Ядерные силы
• Теория Юкавы
• Пионы
• Мезоны
• Кварки

• Краткая история IFIN-HH: предшественники Достопочтенный. акад. Александру Прока (1897–1955) и акад. Профессор доктор Хория Хулубей (1896–1972).