2022年狄拉克奖揭晓
FUTURE远见| 2022-08-09
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国际理论物理中心将2022年狄拉克奖章和奖金授予三位杰出物理学家,以表彰他们「对经典和量子物理系统的统计力学理解所做的开创性、数学上严格的贡献」。
2022年狄拉克奖获得者
- 美国新泽西州立罗格斯大学的乔尔·勒波维茨(Joel L. Lebowitz)
- 美国普林斯顿大学的埃利奥特·利布(Elliott H. Lieb)
- 法国国际高等科学研究院的达维德·吕埃勒(David P. Ruelle)
乔尔·勒波维茨(Joel L. Lebowitz),数学物理学家,因在统计物理、统计力学和许多其他数学和物理领域的杰出贡献而被广泛认可。勒波维茨发表了大量科学论文,在物理学的许多领域都有重要贡献。他目前的兴趣是研究非平衡统计力学问题。勒波维茨获得了许多顶级物理学荣誉,包括玻尔兹曼奖章(1992年)、美国物理学会的尼科尔森奖章(1994年)、亨利·庞加莱奖(2000年)、沃尔泰拉奖(2001年)和马克斯·普朗克奖章(2007年)。
埃利奥特·利布(Elliott H. Lieb),数学物理学家,专长统计力学、凝聚态理论和泛函分析。作为一名多产的作者,利布的科学工作涉及量子和经典多体问题、原子结构、物质稳定性、泛函不等式、磁学理论和哈伯德模型。利布在数学和物理领域获得了多个著名奖项,包括海涅曼数学物理奖(1978年)、马克斯·普朗克奖章(1992年)、玻尔兹曼奖章(1998年)、薛定谔数学和物理研究所奖章(2021年)和美国物理学会的杰出研究成就奖章(2022年)。
达维德·吕埃勒(David P. Ruelle),数学物理学家,在统计物理和动力系统方面的研究为数学物理的各个方面做出了基础性贡献。他最著名的成果之一(与F. Takens合作),为非平衡统计物理学中一个长期存在且具有挑战性的问题——湍流的本质,打开了一个全新的、根本性的视野。此外,由于吕埃勒理解湍流的方法,科学家们第一次发现复杂行为是如何从简单的物理定律中产生的。由于在理论物理方面的成就,他获得了海涅曼数学物理学奖(1985)、玻尔兹曼奖(1986)和马克斯·普朗克奖章(2014)。
这三位物理学家因统计力学领域的重要工作而获奖,他们的工作在许多新方向上大大深化和扩展了我们对物理系统的数学理解,有时与传统理解不同。他们的主要贡献包括:对非平衡物理的研究,对物质稳定性的证明,二维模型的解析解,量子信息论的开创性成果,无限系统吉布斯态的定义,以及混沌和湍流的分析。这三位科学家此前都曾获得过玻尔兹曼奖,该奖项授予在统计力学方面取得新成果的物理学家。
狄拉克奖通常颁发给追随狄拉克脚步的科学家,他们相信将严格的数学运用于物理是理解物理系统及其性质的最佳途径。今年狄拉克奖得主的工作是这种方法的展现:他们使用基于统计和概率方法的可靠的数学框架来解释微观粒子构成的体系的宏观行为。勒波维茨、 利布和吕埃勒做出了重要贡献,不仅影响了统计力学领域,还对凝聚态和量子物理等其他物理领域产生了更广泛的影响。
国际理论物理中心主任达伯霍卡(Atish Dabholkar)说∶「三位2022年狄拉克奖得主的大量工作在广度和深度上都令人印象深刻,为理解物理系统提供了新的严格的数学工具。这对物理的几个分支产生了深远的影响,从非平衡统计物理、物质的稳定性、量子信息论,到混沌和湍流。」
往届4年狄拉克奖同样精彩,有 近 40 年历史上第二位获得狄拉克奖章的女性Alessandra Buonanno、华人之光文小刚等大咖,让我们一起回顾下。
2021年狄拉克奖获得者
ICTP 已将 2021 年狄拉克奖章和奖金授予四位物理学家,他们的理论工作为 2015 年探测黑洞产生的引力波奠定了基础。
Alessandra Buonanno是德国波茨坦马克斯普朗克引力物理研究所的常务董事,也是其天体物理和宇宙相对论部门的负责人。她在意大利比萨大学获得物理学博士学位,是美国国家科学院和德国国家科学院 Leopoldina 的成员。她与 Damour 和 Pretorius 一起分享了 2021 年的 Galileo Galilei 奖章。
Thibault Damour是法国 Institut des Hautes Études Scientifiques (IHÉS) 的理论物理学教授。他拥有法国巴黎第六大学物理科学博士学位。2016年因探测引力波获得基础物理学特别突破奖。
Frans Pretorius是美国普林斯顿大学物理学教授。他在加拿大不列颠哥伦比亚大学获得物理学博士学位,并获得了 2017 年新视野物理学奖,因为他创建了第一个能够模拟双黑洞的灵感和合并的计算机代码。
Saul Teukolsky是加州理工学院罗宾逊理论天体物理学教授,康奈尔大学物理学和天文学教授。他拥有加州理工学院的理论物理学博士学位。他是美国国家科学院院士,并因在引力物理学领域的成就而获得美国物理学会 2021 年爱因斯坦奖。
这四位物理学家因确定恒星或黑洞螺旋并合并时产生的时空曲率中的引力波的预测特性而获得奖章。他们的工作对于激光干涉引力波天文台 (LIGO) 从这些高能天文事件中探测到引力波至关重要。Alessandra Buonanno 是其近 40 年历史上第二位获得狄拉克奖章的女性。
2020年狄拉克奖获得者
ICTP 已将 2020 年狄拉克奖章和奖金授予三位杰出的物理学家——蒙彼利埃大学的André Neveu、佛罗里达大学的Pierre Ramond和萨米恩托国立大学的Miguel Virasoro—— 「以表彰他们对弦的创立和制定的开创性贡献将新的玻色子和费米子对称性引入物理学的理论」。
André Neveu,出生于法国巴黎,理论物理学家,研究领域包括弦理论和量子场论。他发展了第一个可以描述玻色子和费米子的弦理论,从而开启了超对称的想法(当时由几个研究小组独立发展),被认为是弦理论的先驱。
Neveu曾就读于巴黎高师,自1989年起工作于蒙彼利埃大学理论物理研究所(现在的L2C,即查尔斯·库仑实验室)。他曾任加州大学伯克利分校访问教授。因对理论物理的贡献,他荣获多个奖项,包括Paul Langevin奖(1973年)和Gentner-Kastler奖(1988年)。
Pierre Ramond,出生于法国塞纳河畔纳伊市,被认为是超弦理论发展的发起人。1970年代早期,通过将Virasoro 代数推广为一种超共形代数(被称为超Virasoro代数),他完成了玻色弦理论的推广,使其同样适用于费米弦。他是佛罗里达大学的物理学杰出教授。
他曾是费米实验室的博士后,随后成为耶鲁大学的讲师和助理教授。他曾作为R. A. Millikan Senior Fellow在加州理工学院度过一段时光。因对理论物理的贡献,他获得了多项奖项,包括Boris Pregel奖(1992年)和享有盛誉的Dannie Heineman数学物理学奖(2015年)。他是美国物理学会会士。
Miguel Virasoro,出生于阿根廷布宜诺斯艾利斯,因其在理论物理和数学物理领域的研究而闻名。他的大部分工作在意大利完成,现在是罗马第一大学教授,在那里他教授电磁学。他因对无限维李代数的巨大贡献而闻名,这是弦理论中一个至关重要的工具。
与Giorgio Parisi和Marc Mezard合作,Virasoro在统计力学领域,特别是在无限维自旋玻璃态方面,作出了巨大贡献。
从1995年到2002年,他担任ICTP主任。
2019年狄拉克奖获得者
ICTP 已将 2019 年狄拉克奖章和奖金授予了三位对近代宇宙学有着深远影响的物理学家:穆卡诺夫(Viatcheslav Mukhanov,慕尼黑大学,Ludwig Maximilian University of Munich ),斯塔罗宾斯基(Alexei Starobinsky,朗道理论物理研究所)和 苏尼亚耶夫(Rashid Sunyaev,马克斯·普朗克天体物理研究所),奖励他们对宇宙微波背景(CMB)物理作出的杰出贡献,这些理论研究有多方面实验验证结果并且通过结合微观物理和宇宙的大尺度结构,使得宇宙学逐渐演变成了精准测量的科学领域。
三位获奖者都对用暴涨宇宙学模型来理解早期宇宙做出了重要贡献。
Viatcheslav Mukhanov现任德国慕尼黑大学物理系主任,他最广为人知的贡献是宇宙结构的量子起源理论。1981年,正在莫斯科列别捷夫物理研究所工作的Mukhanov与Gennady Chibisov合作研究Starobinsky首先提出的一个宇宙暴涨模型,就该模型中时空度规的标量扰动,他们发现了产生机制。Mukhanov预言星系和星系团都起源于最初的量子涨落,这个理论被众多测量宇宙微波背景(CMB)温度涨落的实验所证实。1985年,他进一步发展了一个严格的理论框架,被许多暴涨模型用来描述密度扰动。
Alexei Starobinsky供职于俄罗斯科学院朗道理论物理研究所。他与Alan Guth和Andrei Linde一起被认为是宇宙暴涨理论的先驱和领军人物。1979年,他预言引力波应该来自日后被称之为暴涨的过程。Starobinsky随后又提出了一个更加具体的宇宙暴涨模型,这个模型迄今为止仍是与观测结果最为吻合的。Starobinsky发表了最早期计算「慢滚暴涨」模型中密度扰动的文章之一,这个模型被公认为是最有成功希望的。而后,Starobinsky又提出了「随机」暴涨的物理框架,这个模型不像先前的那些模型那样理想化。
Rashid Sunyaev现任德国普朗克天体物理研究中心主任和俄罗斯空间研究中心教授。他在物理宇宙学和高能天体物理学方面都做出过开创性贡献。1970年,他和Yakov Zel’dovich一起预言了宇宙微波背景(CMB)声波峰值的存在。这些声波峰值可以认为是在宇宙微波背景天空图案中的组成部分,显示了宇宙微波背景(CMB)的不均匀性。他们提出的Sunyaev-Zel’dovich效应认为宇宙微波背景(CMB)的亮度会在富星系团的方向上减弱一些。这一发现使得星系团成为观测宇宙学的强大工具。而且实践证明,这的确为测量遥远星系团的丰度和运动提供了我们现有的最佳工具。
2018年狄拉克奖获得者
ICTP 已将 2018 年狄拉克奖章和奖金授予三位杰出的物理学家——哈佛大学的 Subir Sachdev,芝加哥大学的 Dam Thanh Son 和麻省理工学院的文小刚(Xiao-Gang Wen),以表彰三位杰出的物理学家分别在强相关多体系统(strongly interacting many-body system)研究中引入原创性跨领域研究法,为理解 Novel Phase 所做出的贡献。
三位获奖者的研究都与量子力学会如何影响多体系统(many-body system)有关。当今的科学家们清楚量子力学的法则会如何影响极“一小群粒子”的行为,但生活中的大部分事物都由大量粒子组成,而粒子间又会以各种方式发生相互作用。由于这些相互作用的存在,科学家们在分析时就不得不将量子纠缠考虑进去,让用量子力学模型分析多体系统的工作变的十分复杂,但量子纠缠的各种复杂模式是理解材料宏观性质的关键,特别是当多体系统呈现出罕见的突现行为时。
多体系统的突现行为有时会导致物质形态Novel Phase (一种新的物质态,以电子的不寻常排序为特征,将有望实现常温下的超导材料。)产生。研究多体系统的方法之一就是观察研究材料所处的相,比如固、液和气,但在现代量子材料的研究中,科学家们已经发现了许多新的物质相,处于这些相的材料会具有与此前不同的性质,而这也逐渐成为了一个有趣的研究方向。
Subir Sachdev 出生于印度新德里,生前为凝聚态理论物理学的许多领域做出了开创性的贡献。他的突出贡献有:绝缘体、超导体和金属中量子临界现象理论,量子反铁磁体的液态自旋理论,物质相细分理论,新型去约束相变,无准粒子的量子物理。他还将以上提及的许多内容应用于当时与这些内容毫无关联的黑洞研究,发展了包括非费米液体(non-Fermi liquids)在内的许多理论模型。
Dam Thanh Son 出生于越南河内,率先发现了场论/重力 二重性可被用于解决从冷陷原子到夸克 - 胶子等离子体的这类强相关多体系统中的基本问题。他证明了人们可以详细地计算出这些系统中的运输系数(transport coefficients,如粘度和电导率),以及强耦合通常会界定这些系数的范围。在最近的研究中,他试图证明在半满兰道能级(half-filled Landau level)上会出现 Dirac 费米子的论点,其研究完善了我们对三维规范场论(three-dimensional gauge theories)的理解。
文小刚,出生于中国北京,是引入拓扑秩序(topological order)解释空性量子系统的先驱者。他发现具有拓扑顺序的能态包含有意义的边界激态,并为量子霍尔系统的边界态发展了手性Luttinger理论(chiral Luttinger theory)。他率先意识到量子霍尔态在表示物质所处的状态时不属于普通的兰道范式,并展示了如何对它们进行分类,揭示了拓扑秩序和纠缠之间的深层联系。
在最近的研究中,他发展了对称保护拓扑相(symmetry protected topological phases)概念,该概念与量子场理论中的异常现象存在密切关联。
关于ICTP狄拉克奖
ICTP狄拉克奖是为纪念P.A.M.狄拉克而设立的,第一次颁发于1985年。狄拉克是20世纪最伟大的物理学家之一,也是ICTP忠实的朋友。每年的8月8日(狄拉克的生日),该奖项授予对理论物理学作出重大贡献的科学家。狄拉克奖获得者都是世界顶级物理学家,其中很多人后来获得了诺贝尔奖、菲尔兹奖和沃尔夫奖。由杰出科学家组成的国际委员会从提名候选人名单中选出获奖者。本次颁奖典礼将于2023年举行,三位获奖者将就他们的工作发表演讲。
原文链接:
[1]https://www.ictp.it/about-ictp/media-centre/news/2022/8/2022-dirac-medal-winners-announced.aspx
[2]https://www.ictp.it/about-ictp/media-centre/news/2021/8/dirac-2021-announce.aspx
[3]https://www.ictp.it/about-ictp/media-centre/news/2020/8/ictp-dirac-medal-2020-announced.aspx
[4]https://www.ictp.it/about-ictp/media-centre/news/2019/8/dirac-medal.aspx
[5]https://www.ictp.it/about-ictp/media-centre/news/2018/8/dirac-medal-2018.aspx
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