Rolf Hagedorn

Rolf Hagedorn
Rolf Hagedorn, 1981
Född	20 juli 1919 Barmen
dog	9 mars 2003 ( 2003-03-10 ) (83 år) Genève
Nationalitet	tysk
Alma mater	Högskolan i Göttingen
Känd för	Hagedorn temperatur , statistisk bootstrap-modell , självkonsistensprincip i högenergifysik
Vetenskaplig karriär
Fält	Teoretisk partikelfysik , Statistisk fysik
institutioner	Max Planck Institute for Physics , CERN
Doktorand rådgivare	Richard Becker

Rolf Hagedorn (20 juli 1919 – 9 mars 2003) var en tysk teoretisk fysiker som arbetade vid CERN . Han är känd för idén att hadronisk materia har en " smältpunkt ". Hagedorn -temperaturen är uppkallad efter hans ära.

Tidigt liv

Hagedorns yngre liv präglades djupt av andra världskrigets omvälvningar i Europa. Han tog examen från gymnasiet 1937 och togs in i den tyska armén . Efter att kriget började, skeppades han iväg till Nordafrika som officer i Rommel Afrika Korps . Han tillfångatogs 1943 och tillbringade resten av kriget i ett officersfångläger i USA . De flesta av fångarna var unga och hade inget att göra, Hagedorn och andra startade sitt eget "universitet" där de lärde varandra vad de kunde. Där stötte Hagedorn på en assistent till David Hilbert , som lärde honom matematik.

Att bli fysiker

När Hagedorn kom tillbaka hem i januari 1946 förstördes de flesta tyska universiteten. På grund av sin utbildning i Crossville, Tennessee , antogs han som student på fjärde terminen vid universitetet i Göttingen – ett av de få återstående universiteten.

Efter att ha avslutat sina studier med sedvanligt diplom (1950) och doktorsexamen (1952), med en avhandling under prof. Richhard Becker om termisk solid-state-teori, antogs han som postdoc vid Max Planck Institute for Physics (MPI), fortfarande i Göttingen vid den tiden. Medan han var där var han bland en grupp fysiker inklusive Bruno Zumino , Harry Lehmann , Wolfhart Zimmermann , Kurt Symanzik , Gerhard Lüders , Reinhard Oehme , Vladimir Glaser och Carl Friedrich von Weizsäcker .

Livet på CERN

1954 – efter en rekommendation från Werner Heisenberg som var direktör vid MPI vid den tiden – tillträdde Hagedorn en anställning vid CERN i Genève , Schweiz . Det nya laboratoriet var på väg att etableras. Det banbrytande arbetet med linjär omloppsteori hade just avslutats av Gerhard Lüders , som ville åka tillbaka till Göttingen . Under de första åren hjälpte Hagedorn till med av partikelacceleratorer , särskilt för att beräkna icke-linjära svängningar i partikelbanor.

När CERN-teorigruppen kom till Genève från Köpenhamn 1957, där den hade legat till en början, anslöt sig Hagedorn till gruppen. Hagedorn tillförde teoriavdelningen en ovanlig tvärvetenskaplig bakgrund som inkluderade partikel- och kärnfysik samt termisk , fast tillstånds- och acceleratorfysik . En gång medlem i teoriavdelningen fokuserade han uteslutande på de statistiska modellerna för partikelproduktion.

Partikelproduktionsarbete

Léon Van Hove och Rolf Hagedorn tittar på resultat på en datorterminal på CERN , 1968.

Hagedorns arbete började när Bruno Ferretti (då chef för teoriavdelningen) bad honom att försöka förutsäga partikelutbyten i dåtidens högenergikollisioner. Han började med Frans Cerulus. Det fanns få ledtrådar till att börja med men de gjorde det bästa av " brännklotkonceptet " som sedan stöddes av studier av kosmiska strålar och använde det för att göra förutsägelser om partikelutbyten (och därför de sekundära strålarna som kan förväntas från huvudstrålen riktad mot ett mål). Som ett resultat av hans undersökningar utvecklades principen om självständighet .

Många nyckelingredienser som kom med kort därefter genom experiment hjälpte till att förfina tillvägagångssättet. Bland dem är det begränsade tvärgående momentum med vilket den överväldigande majoriteten av de sekundära partiklarna råkar produceras. De visar ett exponentiellt fall med avseende på den tvärgående massan. Det finns också det exponentiella fallet av elastisk spridning vid vida vinklar som en funktion av infallande energi. Sådana exponentiella beteenden antydde starkt en termisk fördelning för vad som så småningom kommer ut ur reaktionen. Utifrån detta lade Hagedorn fram sin termiska tolkning och använde den för att bygga produktionsmodeller som visade sig vara anmärkningsvärt exakta när det gäller att förutsäga utbyten för de många olika typerna av sekundära partiklar. Många invändningar framfördes vid den tiden, särskilt när det gällde vad som faktiskt kunde "termaliseras" i kollisionerna, att tillämpa okomplicerad statistisk mekanik på de producerade pionerna gav fel resultat, och temperaturen i systemet var tydligen konstant när den borde ha stigit med den infallande energin eller med massan av det exciterade eldklotet (enligt Boltzmanns lag) .

För kollisionsenergier över cirka 10 GeV behövde den naiva statistiska modellen förbättras.

Hagedorn temperatur och den statistiska bootstrap modellen (SBM)

Efter att ha sett de experimentella resultaten uppfann Hagedorn ett nytt teoretiskt ramverk som kallas statistisk bootstrap-modell (SBM).

SBM-modellen för starka interaktioner bygger på observationen att hadroner är gjorda av hadroner i en oändlig kedja. Detta leder till konceptet med en sekvens av tyngre och tyngre partiklar, som var och en är en möjlig beståndsdel av en ännu tyngre, samtidigt som den själv är sammansatt av lättare partiklar. I detta SBM-ramverk skulle det finnas en ständigt ökande partikelproduktion vid Hagedorn-temperaturen . Hagedorn gav denna omfattande sammanfattning av den historiska vägen över 50 års forskning i partikelfysik vid sin sista två timmar långa offentliga föreläsning i Divonne 1994, som spelades in och senare gjordes tillgänglig online. Hagedorn tolkade denna begränsande temperatur, synlig vid den tiden också i den tvärgående massfördelningen av sekundärpartiklarna, i termer av lutningen av ett exponentiellt spektrum av alla starkt interagerande partiklar som förekommer i SBM; värdet är i storleksordningen ~150-160 MeV. Senare arbete möjliggjorde tolkningen av Hagedorn-temperaturen som den temperatur vid vilken hadroner smälter in i en ny fas av materia, kvark-gluonplasman.

Utmärkelser och arv

En hedersbok (eller festschrift ) skrevs av professor Johann Rafelski 2016 som en hyllning till Hagedorn. Boken innehåller bidrag från samtida vänner och kollegor till Hagedorn: Tamás Biró, Igor Dremin, Torleif Ericson , Marek Gaździcki , Mark Gorenstein, Hans Gutbrod, Maurice Jacob , István Montvay, Berndt Müller , Grazyna Odyniec, Redlich Quercigh , Emanuele Quercigh, Helzysztof , Luigi Sertorio, Ludwik Turko och Gabriele Veneziano .

externa länkar

• Vetenskapliga publikationer av Rolf Hagedorn om INSPIRE-HEP