Хидэки Юкава биография

Хидэки Юкава биография
Хидэки Юкава биография

Биография Хидэки Юкава

Карьера: Физик
Дата рождения: 23 января 1907, знак зодиака водолей
Место рождения: Токио, Япония
Хидэки Юкава – японский физик-теоретик. Родился 23 января 1907 года. Хидэки Юкава является первым японским ученым, получившим Нобелевскую премию – 1949 год премия за предсказание существования мезонов и теоретические исследования природы ядерных сил.
Хидэки рос в культурной и интеллектуальной атмосфере. Его папа активно интересовался археологией, историей и литературой древнего Китая и Японии. Еще маленьким мальчиком Хидэки познакомился с китайской классикой с помощью своего деда по отцовской линии, филолога. В 3-й школе в Киото, которую он окончил в 1926 г., он увлекался литературой, философией и математикой, но больше всего его привлекала современная физика, с которой он познакомился, прочитав книги по теории относительности и квантовой механике на японском языке, имевшиеся в школьной библиотеке. Он независимо изучил германский язык, для того чтобы прочитать в оригинале многотомное издание трудов Макса Планка, которое купил, роясь в завалах одной из книжных лавок.
Окончив школу, Хидэки поступил в Киотский императорский универ, где изучал физику по ускоренной программе и выдавался тем, что проводил высокоточные эксперименты в лаборатории Кадзюро Тамаки. Написав диссертацию о свойствах уравнения П.А.М. Дирака, где доктрина относительности применяется к квантовой механике при описании движения атомных частиц, он получил уровень магистра в 1929 г. Хидэки оставался в лаборатории Тамаки в качестве ассистента без оплаты, но теоретическая физика начинала интересовать его больше экспериментальной. В Европе велась интереснейшая служба в области квантовой теории, и молодого физика практически захватили многие ее нерешенные проблемы. В его университетских курсах квантовая доктрина изучалась в небольшом объеме, но между 1929 и 1932 гг. он изучил ее независимо, читая нужную литературу. Он беседовал с Вернером Гейзенбергом и Дираком, когда они приезжали в Киото, а кроме того познакомился с Ёсио Нисиной, тот, что работал с Нильсом Бором в Копенгагене. Ю. признавался позже, что Тамаки и Нисина оказали решающее воздействие на его заключение посвятить себя теоретической физике, отмечая при этом и отсутствие экспериментальных наклонностей ввиду неспособности «освоить изготовление обычной стеклянной лабораторной посуды». В 1932 г. он стал лектором по физике в Киотском университете, год через – в Осакском университете, а в 1936 г. – ассистент-профессором в Осаке.
Именно в Осаке Ю. начал серьезно раздумывать над проблемой, которая два последних десятилетия занимала умы физиков: отчего ядро атома не раскалывается на части? Какое-то время уже было известно, что ядро содержит густо упакованные положительно заряженные частицы (протоны). Поскольку одноименные электрические заряды отталкиваются дружбан от друга, а мощь отталкивания скоро возрастает при уменьшении расстояния между зарядами, сцепление протонов казалось загадкой. Открытие Джеймсом Чедвиком в 1932 г. нейтрона, незаряженной частицы с массой, без малого равной массе протона, ещё больше все запутало. Нейтрон, вскоре признанный ещё одним обитателем ядра, объяснил наличие изотопов, элементов с одинаковым числом протонов, но разным числом нейтронов. Однако задача связи протонов оставалась, осложненная необходимостью втолковать связь нейтронов товарищ с другом и с протонами. Гравитация, взаимное притяжение всех масс, сверх меры слаба, чтобы оказывать значительное воздействие на внутриядерное сцепление.
Некоторые видные физики, охватывая Гейзенберга, предлагали свои теории ядра, но ни одна из них не выдерживала критики. Было ясно, что существует неизвестная ядерная мощь, но она должна быть необыкновенно сильной и делать на коротких расстояниях. Более того, специалисты по квантовой физике должны были прийти к тому, чтобы анализировать известные силы как силы, действующие посредством обмен частичками, содержащими единицы энергии сил поля, называемых квантами. В случае электромагнитного поля эдакий частицей является фотон, квант электромагнитной энергии. У фотона нет массы покоя – свет или движется, или не существует.
В 1935 г. Ю. предположил, что большая мощь, удерживающая ядро от распада, связана с обменной частицей, имеющей большую массу. Он опубликовал сложную, но содержательную теорию, которая позволила ему подсчитать массу (грубо в 200 раз больше массы электрона) гипотетической частицы. Он ещё показал, что ее нельзя приметить при обычных ядерных реакциях, потому что ее большая масса эквивалентна крайне здоровый энергии, но позволительно было бы поискать при столкновении космических лучей с атомными ядрами.
Статья Ю. появилась в японском физическом журнале. Хотя она была написана на английском языке, она два года оставалась незамеченной.
Американский физик Карл Д. Андерсон открыл позитрон в 1932 г., изучая фотографии треков, полученных при прохождении космических лучей сквозь ионизационную камеру. (Частицы, подобные тем, что присутствуют в космических лучах, невидимы, но электризуют водяной пар в камере и вынуждают его конденсироваться в видимые капельки.) В 1937 г., явно не зная о гипотезе Ю., Андерсон обнаружил треки раньше неизвестной частицы с массой, аналогичной той, что была у гипотетической частицы Ю. Сначала она была названа мезотроном, а после этого мезоном (от греческого «мезо», что значит «средний», ибо масса частиц была промежуточной между массами электрона и протона). Это открытие принесло известность предсказанию Ю., и западные физики стали исследовать возможные связи. Однако через немного лет они поняли, что частицы Андерсона и Ю. – это разные частицы. В частности, наблюдаемый мезон слабо взаимодействовал с ядром (Ю. постулировал сильное взаимодействие), а время его жизни было больше чем в 100 раз длиннее, чем предсказанная одна стомиллионная доля секунды. Некоторые физики стали подозревать, что Ю. пошел по ложному пути.
Ю. вернулся в Киотский императорский универ в 1939 г. Поскольку он был к тому времени уже известным теоретиком, его наличие помогло физическому факультету университета обрести международное признание. Вторая мировая махаловка прервала связи между японскими и западными физиками, но Ю. продолжал родное изучение частиц. В 1942 г. два его сотрудника, Ясутака Таникава и Сойти Саката, предположили, что существует два вида мезонов, больше нелегкий и больше легкий, и что Андерсон обнаружил больше легкий тип в космических лучах на уровне моря. Было похоже, что больше тяжелая частица Ю. может быть обнаружена только в верхних слоях атмосферы, где первозданные космические лучи в первый раз взаимодействуют с атомными ядрами. Затем частица одним духом распадается на больше легкий тип мезонов, большее время жизни которых позволяет им добиваться меньших высот.
В 1947 г. Сесил Ф. Пауэлл обнаружил частицу Ю. с помощью ионизационной камеры, помещенной на больших высотах. Почти наверно он не был знаком с работой Таникавы и Сакаты, но, похоже, ему была известна двухмезонная гипотеза, предложенная Робертом Е. Маршаком и Хансом А. Бете в 1947 г. В 1948 г. мезоны были искусственно получены в лаборатории Калифорнийского университета в Беркли.
В связи с этими открытиями Ю. был «оправдан» и получил в 1949 г. Нобелевскую премию по физике «за предсказание существования мезонов на основе теоретической работы по ядерным силам». Частица Ю. стала известна как пи-мезон, потом без затей пион. Более легкая частица Андерсона получила наименование мю-мезон, а потом мюон. На самом деле пионы бывают трех видов: единственный – электрически нейтральный, иной несет позитивный заряд и третий заряжен отрицательно. Похоже, что мюоны без малого идентичны электронам, за исключением их большущий массы. Позже были обнаружены многие другие типы мезонов.
Когда Ю. узнал о награде, он находился в США, взяв годом прежде отпуск в Киотском университете, чтобы заняться исследовательской работой в Институте фундаментальных исследований в Принстоне (штат Нью-Джерси). Проведя год в этом институте, он принял приглашение Колумбийского университета поработать Там приглашенным профессором. Финансировав его нахождение там с 1951 г., вуз назначил его профессором физики. В 1953 г. Ю. вернулся в Киотский универ, заняв там пост директора Научно-исследовательского института фундаментальной физики. Здесь он продолжал свои исследования по квантовой физике и элементарным частицам, а ещё хоть отбавляй времени уделял воспитанию целого поколения молодых японских физиков вплоть до ухода в отставку в 1970 г.
Начиная с 1954 г., когда США провели опробование водородного оружия, уничтожившее атолл Бикини в Тихом океане, Ю. стал публично выступать супротив ядерного оружия «как ученый, японец и агент всего человечества». Он был посреди подписавших «Обращение Рассела» (по имени его автора Бертрана Рассела), тот, что призвал правительства находить решение свои конфликты мирным путем. Ю. ещё принимал участие в конференциях, на которых ученые обсуждали вопросы разоружения.
Ю. (тогда Огава) женился на Суми Юкава в 1932 г. Они воспитали двоих сыновей. В свои последние годы он сызнова вернулся к увлечениям молодости, стал интересоваться историей, литературой и философией, а ещё писал вирши на японском языке. Помимо научных работ, он опубликовал и философские размышления. В своей книге «Творчество и интуиция: точка зрения физика на Восток и Запад» («Creativity and Intuition: A Physicist Loks at East and West», 1973) Ю. приподнято оценивал воздействие восточных философов, в особенности даосских философов Лао-цзы и Чжуан-цзы, на его личный образ мышления.
Кроме Нобелевской премии, Ю. награжден императорской премией Японской академии наук (1940), золотой медалью им. Ломоносова АН СССР (1964), орденом «За заслуги» правительства ФРГ (1967) и орденом Восходящего Солнца – японской государственной наградой (1977). Он был членом десятка престижных научных академий и обществ, охватывая американскую Национальную академию наук, Японское физическое среда, Лондонское королевское среда и АН СССР.

Author: maksim5o

Добавить комментарий