Найти тему
Green Brain

Квантовая Адысея Фрымана Дайсана. Частка 2



https://unsplash.com/photos/fteR0e2BzKo
https://unsplash.com/photos/fteR0e2BzKo

Дайсан ведаў, што дасягнуў нечага значнага, хаця па сутнасці быў толькі аспірантам, прынамсі з пункту гледжання амерыканскай сістэмы аспірантаў. Кембрыдж быў крыху іншы, і ступень Дайсона была вышэй, чым ступень бакалаўра. Тым не менш, зараз ён знаходзіўся пад эгідай Інстытута дадатковых даследаванняў, у якім знаходзіўся офіс Эйнштэйна, і ён адправіў для публікацыі непадкантрольны рукапіс без асаблівых заўваг ад паўнамоцтваў. Улада, якая мела найбольшае значэнне, быў Оппенгеймер, які прыбыў праз некалькі дзён пасля таго, як Дайсан падаў рукапіс. Калі ён прывітаў Оппенгеймера, ён быў усхваляваны і з задавальненнем перадаў яму копію. Аппенгеймер, наадварот, не быў ні ўсхваляваны, ні задаволены. На канферэнцыі, якая адбылася ў Паконасе, Оппенгеймер сфармаваў асабліва дрэнную думку аб форме ФЭНмана (прачытаць пра катастрофу Фейнмана на канферэнцыі Паканос, чытайце ў маім дзённіку) паўтара года раней і не думаў, што гэта нахабны студэнт-юнак можна было б захаваць. Дайсан са свайго боку разгубіўся. Ніхто, хто яшчэ не сустракаўся з Дайсанам, ніколі б не назваў яго нахабным, але ў гэтым выпадку ён змагаўся за больш высокую справу, напісаўшы адважную памятку Оппенгеймеру - гэтаму жудаснаму гіганту асобы - падкрэсліваючы важнасць тэорыі Фейнмана.

Бітва за сэрца квантавай тэорыі поля

Оппенгеймер вырашыў даць магчымасць Дайсану і арганізаваў шэраг семінараў, дзе Дайсан мог бы прадставіць гісторыю сабранай тэарэтычнай групе ў Інстытуце, але Дайсан змог зрабіць невялікі шлях. Кожны раз, калі ён пачынаў дабівацца поспеху, Оппенгеймер прывёў да краху з паскуднымі пытаннямі і крытыкай. Так працягвалася тыднямі, пакуль Бэтэ не прыехала з Карнэла. Да таго часу ён працаваў з фармалізмам Фейнмана. Калі Бэтэ чытаў лекцыі перад Оппенгеймерам, ён выступіў са сваімі размовамі з такімі заявамі, як: "напэўна, яны ўсе бачылі гэта ад Дайсана", і Дайсан скарыстаўся магчымасцю заявіць, што яму не дазволілі дабрацца да гэтага. Пасля таго, як Бэтэ сышла, Оппенгеймер саступіў, арганізаваўшы Дайсану правесці тры семінары за адзін тыдзень. Кожны семінар працягваўся гадзінамі, але Дайсон нарэшце скончыўся. Гледачы выцягнуліся з залы семінара, не хапаючы энергіі для абмеркавання і разваг. Пазней у той жа дзень Дайсан знайшоў у сваёй скрыні ад Опенгеймера запіску з надпісам "Nolo Contendre" - Дайсан перамог! З гэтай перамогай пад сваім поясам Дайсан змог данесці новыя метады да невялікай арміі постдоксаў у Інстытуце, кантралюючы іх прагрэс па шматлікіх нявырашаных праблемах у квантавай электрадынаміцы, якія супрацьстаілі вылічэнням, выкарыстоўваючы складаную тэорыю Швінгера-Томонага.

Да гэтага часу Фейнман, нарэшце, апублікаваў два важныя дакументы пра свой падыход, якія дадалі фундаменту, які Дайсан будуе ў Прынстане. Хоць Фейнман працягваў працаваць год ці два над праблемамі QED, цэнтр цяжару гэтых праблем цвёрда перамясціўся на Інстытут перспектыўных даследаванняў і на Дайсана. Армія постдоксаў, якую кіраваў Дайсан, дапамагла ўсталяваць выкарыстанне дыяграм Фейнмана ў КЭД, вылічаючы ўсё больш выпраўленыя параметры электрамагнітнага ўзаемадзеяння. Гэтыя самыя постдоксёды былі аднымі з першых партый падрыхтаваных да ваенных часоў тэарэтыкаў, якія перайшлі на пасады выкладчыкаў па ўсёй ЗША, прывёўшы з імі метад дыяграм Фейнмана, дадаўшы хуткаму распаўсюджванню дыяграм Фейнмана ў шматлікіх аспектах тэарэтычнай фізікі, якія выходзяць далёка за рамкі QED .

У аспірантуры Берклі ў 1980-х я сутыкнуўся з вельмі простым на выгляд раўнаннем, якое называлася "Ураўненне Дайсана" ў нашым выпускніку падручніка па рэлятывісцкай квантавай механіцы Сакураі. Ураўненне Дайсана - незвычайна просты выраз бясконцай серыі дыяграм Фейнмана, які апісвае, як электрон ўзаемадзейнічае з самім сабой праз выпраменьванне віртуальных фатонаў, якія спасылаюцца на віртуальныя пары электронаў-пазітрон. Гэты працэс прыводзіць да функцыі распаўсюджвальніка Грына для электрона і з'яўляецца адпраўной кропкай для ўключэння простага электрона ў больш складаныя ўзаемадзеяння часціц.

Ураўненне Дайсона для функцыі аднаэлектроннага Грына прадстаўлена ў выглядзе бясконцага шэрагу дыяграм Фейнмана.

У мяне не было пачуцця выкарыстання раўнання Дайсана, ледзь кульгаючы праз рэлятывісцкую квантавую механіку, пакуль праз некалькі гадоў, калі я працаваў у Лабараторыі Лоўрэнса Берклі з Мірэкам Хамера, прыезджым навукоўцам з Польшчы Уорвау, які пазнаёміў мяне з Халдэнам-Андэрсанам мадэль, якая падала заяўку на праект, над якім я працаваў. Выкарыстоўваючы тэорыю, з ураўненнем Дайсана ў цэнтры, мы змаглі паказаць, што шчыльна звязаныя электроны на прымешах пераходнага металу ў паўправадніках дзейнічалі як унутраныя эталонныя ўзроўні, якія дазвалялі нам вымяраць унутраныя ўласцівасці паўправаднікоў, якія раней не былі даступныя. Праз некалькі гадоў я зноў выкарыстаў ураўненне Дайсана, калі я працаваў над невялікімі асадкамі мыш'яку ў паўправадніковым GaAs, выкарыстоўваючы тэорыю, каб апісаць падобную на гармонік лесвіцу станаў электронаў, якая можа ўзнікнуць у дыяпазоне паўправадніка, калі нана-сфера займае пры некалькіх платах.

Кулонаўская лесвіца глыбокіх энергетычных станаў нана-сферы ў GaAs разлічваецца з выкарыстаннем прынцыпаў самаэнергетыкі, упершыню вывучаных Дайсанам.

Я ў апошні раз бачыў Дайсана, калі ён чытаў мемарыяльную лекцыю Хаберта Джэймса ва ўніверсітэце Пердю ў 1996 годзе. Назва яго размовы была "Як дыназаўры маглі выратавацца: выяўленне і адхіленне органаў, якія дзівяць зямлю". Як заўсёды, яго размовы былі дзікімі і шырокімі, выкарыстоўваючы найпростую фізіку для атрымання самых страшных наступстваў нашага далейшага існавання на гэтай планеце.