О знаменитости

Биография

Абрахам Пайс: биография

В послевоенные годы исследования космических лучей привели к открытию ряда новых элементарных частиц. Некоторые из этих частиц обладали неожиданно высокими значениями времени жизни, что не находило теоретического объяснения; такие частицы получили название «странных», или V-частиц, поскольку треки, которые они оставляли в камере Вильсона, напоминали букву V. К началу 1950-х годов были получены надёжные свидетельства существования таких частиц, поэтому Пайс решил заняться разгадкой их тайны. В процессе работы над проблемой он впервые пришёл к идее о том, что возможно существование правил отбора (и, соответственно, законов сохранения), которые выполняются для одних взаимодействий и нарушаются для других. Применительно к странным частицам это означало, что только па?ры таких частиц могут вступать в сильные взаимодействия, тогда как поодиночке они взаимодействуют слабо. Другими словами, странные частицы могут рождаться в столкновениях обычных частиц только па?рами. Это явление, получившее название ассоциативного рождения (associated production) странных частиц, было описано Пайсом в 1952 году и позволило объяснить некоторые их свойства; в частности, большие времена жизни были следствием невозможности их распада за счёт сильных взаимодействий. Эта идея была подтверждена спустя год в экспериментах на Космотроне, крупном ускорителе в Брукхейвенской национальной лаборатории.

В 1952 году Пайс начал в сотрудничестве с Ресом Йостом (англ. ) развивать представления о связи правил отбора и симметрий в теории элементарных частиц с теорией групп. Обобщая группу изоспина, использовавшуюся в ядерной физике, они попытались построить симметрию более высокого порядка, которая также включала бы свойства странных частиц. Эта деятельность сблизила Пайса с Мюрреем Гелл-Манном, который также занимался применением групповых методов к описанию семейств частиц. Их совместная работа 1954 года уже содержала идею нового квантового числа, сохранение которого выполняется в сильных и нарушается в слабых взаимодействиях. Однако явным образом оно было введено Гелл-Манном в 1956 году и получило название «странности». К тому времени лёгкие странные частицы получили название К-мезонов, или каонов, тогда как тяжёлые стали называть гиперонами. В 1955 году Пайс ввёл термин «барион» для обозначения тяжёлых частиц (как нуклонов, так и гиперонов).

В 1955 году совместно с Гелл-Манном Пайс ввёл представление о смешанных состояниях нейтральных каонов, которые представляют собой суперпозицию каона и антикаона . Эти два смешанных состояния ( и ) должны обладать различными временами жизни, причём из эксперимента была известна лишь частица с коротким временем жизни. Пайс, который работал консультантом в Брукхейвенской лаборатории, представил там полученные результаты; вскоре существование состояния было экспериментально подтверждено сотрудниками лаборатории. Другим следствием теории Пайса и Гелл-Манна было то, что соотношение между компонентами суперпозиции может меняться по мере распространения пучка частиц, что приводит к возникновению эффектов осцилляции и регенерации состояний, когда переходит в и обратно. Вместе с Орестом Пиччиони (англ. ) Пайс теоретически изучил эти эффекты, позволяющие лучше понять поведение нейтральных каонов. В 1961 году Ричард Фейнман назвал открытие смешанных состояний частиц «одним из величайших достижений в теоретической физике»; сам Пайс считал его своей лучшей работой. Уже в 1956 году исследование каонов привело к предсказанию Янгом и Ли нарушения чётности в слабых взаимодействиях, что вскоре нашло подтверждение в эксперименте. В заметке, приуроченной к присуждению им Нобелевской премии, Леон Розенфельд писал:

Среди прочих результатов Пайса, полученных в 1950-е годы, разработка принципов экономии констант (1954) и иерархии взаимодействий (1958), точное определение G-чётности (совместно с Йостом). Несколько его работ, опубликованных в 1958 году, были посвящены свойствам симметрии сильных взаимодействий, а спустя два года исследование рождения пионов при аннигиляции протонов и антипротонов привело к открытию так называемого эффекта Гольдхабера — Гольдхабер — Ли — Пайса (GGLP), согласно которому корреляции в рождении пионов определяются статистикой Бозе — Эйнштейна. В 1964 году Пайс под влиянием открытия нарушения CP-инвариантности в слабых взаимодействиях обратился к перспективной схеме SU(6)-симметрии и её нарушения. Одним из следствий из этой симметрии была необходимость приписывать кваркам одно из трёх значений квантового числа, позже получившего наименование «цвета»; значимость этой идеи была в полной мере осознана лишь годы спустя. В 1970-е годы Пайс занимался калибровочными теориями поля и квантовой хромодинамикой. В частности, вместе с Сэмом Трейманом (англ. ) он исследовал (1972) эффекты нейтральных токов в некоторых процессах с участием слабых взаимодействий; совместно с Говардом Джорджи (англ. ) он изучал процессы нарушения CP-инвариантности в калибровочных теориях. В 1975 году Пайс и Трейман, по-видимому, впервые использовали термин «стандартная модель» по отношению к электрослабой теории с четырьмя кварками; в дальнейшем это понятие претерпело существенную модификацию и уточнение.

Награды и членства

Член Национальной академии наук США (1962)
Премия Р. Оппенгеймера (1979)
Национальная книжная премия (1983)
Офицер Ордена Оранье-Нассау (англ. ; 1992)
Премия Эндрю Геманта (1993)
Медаль науки Нидерландской королевской академии наук (1993)
Премия Льюиса Томаса (англ. ; 1995)
Член-корреспондент Нидерландской королевской академии наук

Публикации

Книги

Pais A. Developments in the Theory of the Electron. — Princeton University Press, 1948.
Pais A. ‘Subtle is the Lord…’: The Science and the Life of Albert Einstein. — Oxford University Press, 1982. Русский перевод: А. Пайс. Научная деятельность и жизнь Альберта Эйнштейна. — М.: Наука, 1989.
Pais A. Inward Bound: Of matter and forces in the physical world. — Oxford University Press, 1986.
Pais A. Niels Bohr's Times: In physics, philosophy, and polity. — Oxford University Press, 1991.
Pais A. Einstein Lived Here. — Oxford University Press, 1994.
Twentieth Century Physics / Eds. A. Pais, B. Pippard, L. Brown. — Oxford University Press, 1995.
Pais A. A Tale of Two Continents: A physicist's life in a turbulent world. — Princeton University Press, 1997.
Pais A. The Genius of Science: A Portrait Gallery. — Oxford University Press, 2000. Русский перевод: А. Пайс. Гении науки. — М.: ИКИ, 2002.
Pais A, Crease R. P. J. Robert Oppenheimer: A life. — Oxford University Press, 2006.