Abraham País | |
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Abraham País | |
Fecha de nacimiento | 19 de mayo de 1918 [1] [2] [3] […] |
Lugar de nacimiento | Ámsterdam , Países Bajos |
Fecha de muerte | 28 de julio de 2000 [1] [2] [3] (82 años) |
Un lugar de muerte | |
País | |
Esfera científica | física teórica |
Lugar de trabajo |
Universidad de Utrecht Instituto Niels Bohr Instituto de Estudios Avanzados Universidad Rockefeller |
alma mater |
Universidad de Ámsterdam Universidad de Utrecht |
consejero científico |
George Uhlenbeck León Rosenfeld |
Conocido como | uno de los autores del concepto de extrañeza y estados mixtos de partículas, autor de los términos "lepton" y "baryon" |
Premios y premios | Beca Guggenheim Premio Nacional del Libro Premio en memoria de Robert Oppenheimer ( 1979 ) Medalla Óscar Klein Premio de Periodismo Científico [d] |
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Abraham Pais ( ing. Abraham Pais ; 19 de mayo de 1918 , Ámsterdam - 28 de julio de 2000 , Copenhague ) fue un físico teórico e historiador de la ciencia estadounidense de origen holandés . El trabajo científico de Pais está dedicado a temas de física nuclear, física de partículas elementales , teoría cuántica de campos : entre sus principales logros se encuentran la idea de la producción asociativa de partículas extrañas , la teoría de los estados mixtos de las partículas y sus oscilaciones, también introdujo los términos " leptón " y " barión ". Pais es autor de varios trabajos sobre la historia de la física, incluidas biografías populares de Einstein, Bohr y Oppenheimer.
Abraham (Bram) Pais nació en Ámsterdam en el seno de una familia judía . Su padre, Isaiah "Jacques" Pais ( Isaías "Jacques" Pais ), que provenía de sefardí , trabajó como maestro de escuela y luego director de dos escuelas, una de las cuales era sefardí; madre, Kati van Kleeff ( Katje "Cato" van Kleeff ), dejó su trabajo como maestra después de casarse. El segundo hijo de la familia, Annie ( Annie ), nació 2,5 años después de Abraham. El futuro científico creció en un ambiente religioso, sin embargo, según él mismo admitió, perdió la fe alrededor de los nueve años; sin embargo, siempre sintió su origen judío y no lo consideró relacionado con la pertenencia a una religión en particular. En su juventud, Abraham fue miembro de la Organización Juvenil Sionista Holandesa, a través de la cual conoció a Tineke Buchter ( ing. Tineke Buchter ); estaban casi comprometidos, pero su familia no podía aceptarla, ya que no era judía (" shiksa "). Young Pais era aficionado a la literatura y la música, asistía a menudo al Concertgebouw e incluso en un momento quiso convertirse en director de orquesta [4] .
En 1935, Pais ingresó a la Universidad de Amsterdam y estudió ciencias exactas allí. Su deseo de convertirse en científico se fortaleció en el invierno de 1936-1937, cuando Georg Uhlenbeck , entonces profesor en Utrecht , dio varias conferencias invitadas en Amsterdam sobre problemas modernos de física. En febrero de 1938, Pais recibió su licenciatura y tenía la intención de continuar sus estudios en física teórica. Convenció a Uhlenbeck para que lo aceptara como estudiante de posgrado y comenzó a viajar para estudiar en Utrecht. El otoño siguiente, Uhlenbeck partió hacia América, habiendo presentado previamente a Pais a Hendrik Kramers y Hendrik Casimir . En la primavera de 1939, al regreso de Uhlenbeck, Pais estudió la teoría de los electrones y los positrones, así como el fenómeno de la fisión nuclear , descubierto poco antes [5] . Según la última confesión de Pais, fue Uhlenbeck quien le enseñó a utilizar el aparato matemático de la física teórica; a este respecto escribió: "He llegado a creer que un teórico nunca puede saber las matemáticas lo suficientemente bien, aunque, paradójicamente, fácilmente puede saber demasiado de ellas" [Comm 1] . En agosto de 1939, Uhlenbeck volvió a marcharse de Utrecht, esta vez definitivamente, pero antes de partir consiguió que su alumno fuera asistente, lo que se convirtió en su primer trabajo remunerado. El nuevo supervisor de Pais fue Leon Rosenfeld [6] .
En el otoño de 1939 comenzó la Segunda Guerra Mundial , pero en sus primeros meses la vida en Holanda siguió como siempre. El 22 de abril de 1940, País aprobó el examen de grado de maestría . Unas semanas más tarde, en mayo de 1940, las tropas alemanas nazis ocuparon los Países Bajos ; las autoridades de ocupación inmediatamente comenzaron a imponer nuevas restricciones a la población judía. En particular, a los judíos se les prohibió ocupar cargos académicos y, en general, estar en el servicio público; Las protestas contra estas restricciones llevaron al cierre de la Universidad de Leiden en noviembre . Por lo tanto, Pais ya no podía ocupar oficialmente su puesto de asistente, pero Rosenfeld, que había llegado a Utrecht en ese momento, nombró a otra persona para este puesto con la condición secreta de que daría parte del salario de Pais. Cada día se limitaban más y más los derechos de la población judía; pronto se impuso una prohibición a la recepción de títulos de doctorado por judíos : uno de los decretos alemanes fijó como fecha límite el 14 de julio de 1941. Sin embargo, bajo la dirección de Rosenfeld, Pais escribió su disertación y la defendió 5 días antes de esta fecha [7] .
Mientras tanto, la situación de los judíos empeoró, en 1942 fueron trasladados al gueto , se les ordenó llevar estrellas amarillas en la ropa y comenzaron a ser enviados a campos de concentración . La hermana de Pais, Anni, fue asesinada por gases venenosos en el campo de Sobibor en junio de 1943, sus padres sobrevivieron milagrosamente. Después de las primeras deportaciones, a fines de 1942, Abraham decidió esconderse (en holandés, esa persona se llamaba onderduiker ). Con la ayuda de Teanecke y otros amigos, obtuvo una identificación falsa y se preparó para una larga vida en un espacio confinado. Desde marzo de 1943, Pais se escondió en el desván de una casa; aquí se hizo un escondite detrás de un falso panel de pared, donde podía trepar en caso de peligro. Durante este período, dedicó su tiempo a la física y a la lectura, fue visitado en secreto por Teanecke y Kramers, con quienes pudo discutir problemas científicos (en particular, se interesaron por el problema de la energía propia del electrón en la teoría cuántica de campos ). Tras el allanamiento de noviembre de 1943, el País abandonó este lugar, cambió varios albergues y padeció hambre durante el duro invierno de 1944-1945. Después de la guerra, él, tratando de olvidar todo, quemó el diario que llevaba en ese momento; más tarde se arrepintió de este acto [8] .
Sin embargo, en marzo de 1945, como resultado de una redada, Pais fue capturado por la Gestapo y encarcelado. Teanecke informó esto a Kramers, quien escribió una carta a Werner Heisenberg pidiéndole ayuda. Heisenberg respondió que no podía hacer nada. Sin embargo, a fines de abril, Teanecke fue a uno de los jefes de policía, le mostró la carta de Kramers y le explicó que el prisionero era solo un científico apolítico. Funcionó: Pais fue liberado; su compañero, que también fue detenido en ese escondite, fue baleado. El 8 de mayo, las tropas canadienses entraron en Amsterdam, completando formalmente la liberación del país de la ocupación nazi [9] .
En junio de 1945, Pais vuelve a ser ayudante de Rosenfeld en Utrecht y comienza a preparar la publicación de sus resultados, tanto los contenidos en su tesis doctoral como los obtenidos más tarde, durante su vida en la clandestinidad. También comenzó su labor como divulgador científico cuando, tras el bombardeo atómico de Hiroshima y Nagasaki , escribió un artículo sobre armas nucleares a petición de una de las publicaciones. Sin embargo, quería dejar el país para continuar su trabajo en otro lugar y embotar un poco sus recuerdos de los años de guerra. Por recomendación de Rosenfeld, Peiss recibió una invitación de Niels Bohr para pasar un tiempo en Copenhague , y también de Wolfgang Pauli , que entonces trabajaba en Princeton. En enero de 1946, Abraham llegó a la capital danesa como uno de los primeros jóvenes empleados de posguerra del Instituto de Física Teórica , y ya en septiembre zarpó en barco hasta Nueva York para participar en la primera reunión de posguerra de la American Sociedad Física . El 22 de septiembre de 1946 llegó al Instituto de Estudios Avanzados de Princeton y, aunque Pauli ya se había marchado a Europa, se quedó aquí a trabajar. Pronto, el joven físico se reunió aquí con científicos tan destacados como Paul Dirac , Albert Einstein y John von Neumann , y fue testigo de las discusiones entre Bohr y Einstein sobre las cuestiones fundamentales de la mecánica cuántica; El mismo Pais discutió regularmente estos problemas con Einstein durante varios años [10] . A principios de junio de 1947, Abraham participó en la famosa Conferencia de Shelter Island , que desempeñó un papel importante en la resolución de las dificultades a las que se enfrentaba la electrodinámica cuántica [11] .
Robert Oppenheimer , quien se convirtió en director del Instituto de Estudios Avanzados en abril de 1947, sugirió que Pais se quedara. En 1949, este último recibió un puesto permanente y dos años más tarde se convirtió en profesor titular (solo el tercero en el Instituto después de Einstein y Oppenheimer). El director tenía un temperamento duro y podía hacer llorar a cualquier orador, pero Pais fue uno de los pocos que supo resistirlo. Según Freeman Dyson , que también trabajaba en el Instituto en ese momento, Pais tenía un "carácter tranquilo y firme, aparentemente capaz de resistir las payasadas de Oppenheimer sin dificultad" [Comm 2] . Pais era conocido entre sus colegas por su actitud atenta a las personas, muchos acudían a él para hablar de sus problemas. En otra parte, Dyson lo llama "el psiquiatra casero de la comunidad del instituto" [Comm 3] y continúa: "Teniendo cicatrices emocionales tan profundas, era inusualmente sensible a los problemas de otras personas" [Comm 4] . En los primeros años después de mudarse a América, País fue atormentado por un trauma mental recibido durante la guerra; tenía pesadillas en las que otros o él mismo morían. Esto lo impulsó en 1948 a comenzar un curso de tratamiento psicoanalítico con el Dr. Theodor Reik ( inglés: Theodor Reik ), un alumno de Sigmund Freud . Las sesiones ayudaron al paciente; más tarde Reik describió este caso en sus obras (sin mencionar el nombre de Pais) [12] .
En 1953, País emprendió un viaje alrededor del mundo, durante el cual conoció el arte y la literatura de varios países. A su regreso, compró un apartamento en Greenwich Village para estar más cerca de los eventos sociales y culturales. Pronto, el científico tomó la ciudadanía estadounidense y el 15 de diciembre de 1956 se casó con la modelo Lila Atwill . En junio de 1958 nació su hijo Joshua, quien luego se convertiría en actor ( Josh Pais ) [13] . En enero de 1960 murió el padre del científico; Pais pasó parte de ese año en Europa trabajando en el CERN . En este momento, se interesó por el alpinismo y escaló el Mont Blanc . De regreso a América, al año siguiente Pais se separó de su esposa, quien padecía un trastorno mental (tenía episodios de impotencia). En 1962, mientras transcurría el proceso de divorcio, vivió un tiempo en Reno [14] .
En 1963, Pais, sintiendo falta de motivación en su antiguo lugar de trabajo, decidió dejar el Instituto de Estudios Avanzados y, por sugerencia de Uhlenbeck, se trasladó a la Universidad Rockefeller , donde dirigió el grupo teórico [15] . En 1975, el científico se casó por segunda vez con Sarah, una profesora de francés en Princeton, pero diez años después se separaron y pronto se divorciaron. En 1976, a Pais se le ofreció el puesto de director del Instituto de Estudios Avanzados, pero lo rechazó [16] . En 1981, recibió una cátedra honoraria ( profesor emérito Detlev W. Bronk ) en la Universidad Rockefeller. En octubre de 1985, durante las celebraciones del centenario de Niels Bohr, Pais conoció a Ida Nicolaisen ( Dan. Ida Nicolaisen ), profesora asistente de antropología en la Universidad de Copenhague, en Copenhague . Se casaron en marzo de 1990 [17] .
Poco a poco, Pais prestó más y más atención a la historia de la ciencia . Esto fue facilitado por su interés en la historia y la literatura, el conocimiento personal de muchos científicos destacados y su pasión por la escritura. Después de la muerte de Oppenheimer en 1967, se le pidió a Pais que escribiera una biografía de su antiguo jefe, pero todavía estaba demasiado ocupado con la investigación científica para dedicar suficiente tiempo a una nueva ocupación [18] . Después de ser invitado a hablar en una conferencia en honor al centenario de Einstein, Pais decidió escribir una biografía completa del gran científico. Este proyecto culminó con la publicación del libro 'Sutil es el Señor...' (en traducción rusa - "La obra científica y la vida de Albert Einstein"), que obtuvo el reconocimiento de lectores y críticos y fue galardonado con el Premio Nacional del Libro en 1983. El libro fue traducido a 15 idiomas y le dio fama internacional al autor. En 1986 se publicó el libro de Pais Inward Bound , dedicado al desarrollo de la física de partículas elementales en el siglo XX. En 1991 se publicó una biografía de Niels Bohr, en 1994 otro libro sobre Einstein y en 1997 una autobiografía llamada Historia de dos continentes . En 2000, se publicó la colección de artículos The Genius of Science , una especie de "galería de retratos" de científicos con los que Pais conocía personalmente (Einstein, Bohr, Uhlenbeck, Kramers y otros). La biografía de Oppenheimer, en la que Pais trabajó durante muchos años y que nunca llegó a completarse, se publicó después de la muerte del autor, en 2006, con añadidos del historiador Robert P. Crease [ 19 ] . Según Cris,
“En sus escritos biográficos, País demuestra un genuino arte y habilidad para transitar el complejo camino de quienes buscan brindar tanto una descripción detallada de los descubrimientos científicos como la creación de una imagen pura de las personas que los realizaron. Escribe, en cierto sentido, con indiferencia y quizás incluso con una indiferencia consciente hacia la investigación histórica estándar.
Texto original (inglés)[ mostrarocultar] “En sus escritos biográficos, Pais muestra una genuina habilidad e ingenio para navegar el difícil camino de aquellos que buscan proporcionar tanto un relato detallado de los descubrimientos científicos como un perfil completo de quienes los hicieron. Escribe de una manera que es arrogante y tal vez incluso conscientemente despreocupado de la investigación histórica dominante”. Pliegue RP Abraham Pais // Biogr. Mems Nat. Academia ciencia - 2011. - Pág. 28.Tras su jubilación (1988), Pais pasó parte de su tiempo en el Instituto Niels Bohr . En junio de 2000, luego de una de sus conferencias públicas en Holanda, el científico sufrió un infarto ; murió unas semanas después en Copenhague, donde fue enterrado. En 2005, la Sociedad Estadounidense de Física estableció el Premio Abraham Pice de Historia de la Física [20] .
En los primeros trabajos de la posguerra, Pais abordó el problema de la autoenergía de un electrón en la electrodinámica cuántica , proponiendo un nuevo esquema para eliminar las divergencias mediante la introducción de campos adicionales. En este caso, las infinitas contribuciones a la propia energía de la partícula, generadas por diferentes campos, pueden compensarse entre sí. En el caso específico de un electrón, Pais introdujo un campo vectorial neutro de corto alcance además de la interacción electromagnética habitual , de modo que, bajo ciertas condiciones, la energía propia de un electrón que interactúa con este nuevo campo resultó ser finita. Sin embargo, pronto quedó claro que esta hipótesis era incompatible con los demás requisitos de la teoría de campos, aunque desempeñó un papel estimulante en el desarrollo posterior de este campo de la física [21] . Sin embargo, Pais usó esta idea suya para estimar la diferencia entre las masas de protones y neutrones [22] . Durante una breve estancia en Copenhague, Pais, en colaboración con Christian Möller , desarrolló una teoría según la cual las partículas elementales se combinaban en familias, que podían utilizarse para estimar la diferencia de masa de estos objetos. Aunque este intento fue generalmente infructuoso, ya que no permitió incluir información sobre nuevas partículas que fueron descubiertas por los experimentadores, los autores del trabajo propusieron el término ahora comúnmente utilizado " leptón " para caracterizar partículas tan ligeras como el electrón y el muón [23] .
En los años de la posguerra, los estudios de los rayos cósmicos llevaron al descubrimiento de varias partículas elementales nuevas. Algunas de estas partículas tenían tiempos de vida inesperadamente altos que no podían explicarse teóricamente; tales partículas se denominaron "extrañas" o partículas V, porque las huellas que dejaban en la cámara de niebla se parecían a la letra V. A principios de la década de 1950, se recibieron pruebas confiables de la existencia de tales partículas, por lo que Pais decidió resolver su problema. misterio. En el proceso de trabajar en el problema, primero llegó a la idea de que puede haber reglas de selección (y, en consecuencia, leyes de conservación ), que se cumplen para algunas interacciones y se violan para otras. Aplicado a partículas extrañas, esto significaba que solo pares de tales partículas pueden entrar en interacciones fuertes , mientras que individualmente interactúan débilmente . En otras palabras, las partículas extrañas se pueden producir en colisiones de partículas ordinarias solo en pares. Este fenómeno, denominado producción asociada de partículas extrañas, fue descrito por Pais en 1952 y permitió explicar algunas de sus propiedades; en particular, las largas vidas fueron consecuencia de la imposibilidad de su descomposición debido a fuertes interacciones. Esta idea fue confirmada un año más tarde en experimentos en el Cosmotron , un gran acelerador en el Laboratorio Nacional de Brookhaven [24] .
En 1952, Pais, en colaboración con Res Jost , comenzó a desarrollar ideas sobre la conexión entre reglas de selección y simetrías en la teoría de partículas elementales y la teoría de grupos . Al generalizar el grupo isospín , utilizado en física nuclear, intentaron construir una simetría de orden superior que también incluiría las propiedades de partículas extrañas. Esta actividad acercó a Pais a Murray Gell-Mann , quien también estuvo involucrado en la aplicación de métodos de grupo a la descripción de familias de partículas. Su trabajo conjunto en 1954 ya contenía la idea de un nuevo número cuántico, cuya conservación se cumple en interacciones fuertes y se viola en interacciones débiles. Sin embargo, Gell-Mann lo introdujo explícitamente en 1956 y lo llamó "extrañeza" . En ese momento, las partículas extrañas ligeras se llamaban K-mesones , o kaones, mientras que las pesadas se llamaban hiperones . En 1955, Pais introdujo el término " barión " para denotar partículas pesadas (tanto nucleones como hiperones) [25] .
En 1955, junto con Gell-Mann, Pais introdujo el concepto de estados mixtos de kaones neutros , que son una superposición de un kaon y un antikaon . Estos dos estados mixtos ( y ) deben tener tiempos de vida diferentes, y del experimento solo se conocía una partícula con un tiempo de vida corto. Pais, quien trabajó como consultor en el Laboratorio Brookhaven, presentó allí sus resultados; pronto la existencia del estado fue confirmada experimentalmente por el personal del laboratorio. Otra consecuencia de la teoría de Pais y Gell-Mann fue que la relación entre las componentes de la superposición puede cambiar a medida que se propaga el haz de partículas, lo que conduce a los efectos de oscilación y regeneración de estados al ir y venir. Junto con Oreste Piccioni , Pais estudió estos efectos teóricamente para comprender mejor el comportamiento de los kaones neutros . En 1961, Richard Feynman calificó el descubrimiento de estados mixtos de partículas como "uno de los mayores logros de la física teórica" [Comm 5] ; El mismo Pais lo consideró su mejor trabajo. Ya en 1956, el estudio de los kaones condujo a la predicción de Yang y Lee de la violación de la paridad en las interacciones débiles, lo que pronto se confirmó en el experimento [26] . En una nota conmemorativa de su concesión del Premio Nobel , Leon Rosenfeld escribió:
"Sería apropiado recordar que fue el ingenioso deseo de Pais de analizar las propiedades invariantes de las partículas elementales lo que dio el impulso inicial a esos desarrollos teóricos que culminaron con el descubrimiento de Lee y Yang".
Texto original (inglés)[ mostrarocultar] "[E] fue el esfuerzo pionero de Pais para analizar las propiedades de invariancia de las partículas elementales lo que dio el impulso inicial a los desarrollos teóricos que culminaron en el descubrimiento de Lee y Yang". — Cita. por Pais A. Tzundao Li y Zhenying Yang // Genii nauki. - M. : IKI, 2002. - S. 221.Entre otros resultados de Pais, obtenidos en la década de 1950, el desarrollo de los principios de economía de constantes (1954) y la jerarquía de interacciones (1958) [27] , la definición exacta de G-parity (junto con Jost) [28] . Varios de sus trabajos, publicados en 1958, se dedicaron a las propiedades de simetría de las interacciones fuertes, y dos años más tarde, el estudio de la producción de piones en la aniquilación de protones y antiprotones condujo al descubrimiento del llamado Goldhaber-Goldhaber-Lee. -Efecto Pice ( GGLP ), según el cual las correlaciones en la producción de piones están determinadas por el estadístico de Bose-Einstein [14] . En 1964, Pais, influenciado por el descubrimiento de la violación de la invariancia de CP en interacciones débiles, recurrió a un esquema prometedor de simetría SU(6) y su violación. Una consecuencia de esta simetría fue la necesidad de asignar uno de los tres números cuánticos a los quarks , más tarde llamados " colores "; el significado de esta idea se comprendió completamente solo años después [15] . En la década de 1970, Pais trabajó en teorías de campo gauge y cromodinámica cuántica . En particular, junto con Sam Treiman , investigó (1972) los efectos de las corrientes neutras en algunos procesos que involucran interacciones débiles; junto con Howard Georgi , estudió los procesos de violación de CP en las teorías de calibre [29] . En 1975, Pais y Treiman aparentemente usaron por primera vez el término " modelo estándar " en referencia a la teoría electrodébil de cuatro quarks ; posteriormente este concepto sufrió una importante modificación y aclaración [30] .