ラカ物理学研究所
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 ラカ物理学研究所 | |
研究分野 | 物理 |
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| 住所 | エドモンド J. サフラ キャンパスギバット ラム、エルサレム、9190401 |
運営機関 | エルサレム・ヘブライ大学 |
| Webサイト | 物理学.huji.ac.il |
ラカ物理学研究所(ヘブライ語: מכון רקח לפיסיקה ) は、エルサレムのヘブライ大学の研究所で、エルサレムのギヴァト・ラム地区にあるエドマンド・J・サフラ・キャンパスにある数学および自然科学学部の一部です。[ 1 ]
この研究所は、ヘブライ大学における物理学の様々な分野における研究と教育の中心地です。これらの分野には、天体物理学、高エネルギー物理学、量子物理学、原子核物理学、固体物理学、レーザー・プラズマ物理学、生物物理学、非線形・統計物理学、ナノ物理学が含まれます。これらの分野では、実験研究と理論研究の両方が行われています。
歴史
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1913年、ヘブライ大学開校前に、エルサレムにおける物理学研究への第一歩がハイム・ワイツマンによって踏み出された。シオニスト組織の議長であり、ヘブライ大学の企画と設立の主要人物であったワイツマンは、オランダのユトレヒト出身の著名な物理学者レナード・オーンスタインに連絡を取り、新設の大学での物理学研究の計画を立てた。大学が正式に開校した後、彼は数年間、ユトレヒトの席から物理学グループの議長となった。1923年、正式開校の2年前に、アルベルト・アインシュタインが大学の最初のキャンパスであるスコーパス山で相対性理論についての講演を行った。この講演は多くの人にヘブライ大学の開校講演と考えられている。[ 2 ] [ 3 ] 1919年から生涯を通じてエルサレムのヘブライ大学の設立と発展に尽力したアインシュタインは、特に優れた物理学研究所の設立に尽力しました。大学の理事会メンバーであり、後に学部長および学長を務めた著名な数学者アブラハム・フランケルは、エルサレムの理論物理学の教授職に就く優秀な物理学者を探すために多大な努力を払いました。フランケルはこの件についてアインシュタインと頻繁に連絡を取り合い、様々な候補者について助言を求めました。[ 4 ]
1928年に着任した最初の実験物理学者はシュムエル・サンブルスキーであった。彼はユトレヒトのオルンシュタインの研究所を訪問中に原子分光学の実験を行った。彼の教育職務は古典実験物理学の講義であった。後年、彼は著名な物理学史家となった。1933年にエルンスト・アレクサンダーが実験物理学部に加わり、1年後にはギュンター・ウォルフソンが加わった。両名はドイツで高く評価されていた実験物理学者であったにもかかわらず、新しい人種法によりドイツでの職を辞さなければならなかった。両名ともエルサレムにおける物理学研究のための実験インフラの構築に大きく貢献した。1934年には既に知られていた原子物理学者ゲオルク・プラチェクが部署の職に就いた。エルサレムに数か月滞在した後、彼は自身の研究に必要だと考えていた実験設備の不足を理由に去った。
1935年から1938年にかけて、数人の偉大な物理学者に理論物理学の教授職のオファーがあった。フェリックス・ブロッホ、オイゲン・ウィグナー、フリッツ・ロンドンは、ヨーロッパでの職を辞した後、順番にこのオファーを真剣に検討した。彼らは皆、さまざまな個人的な理由で長い交渉の末に辞退した。最終的に、イタリアのピサの若い教授、ジュリオ（ヨエル）・ラカが任命された。彼は、恩師であり指導者でもあるエンリコ・フェルミ、ヴォルフガング・パウリ、ニールス・ボーアなどから強く推薦された。シオニストである彼は、エルサレムに来てヘブライ語で教える決心をした。彼はエルサレムの理論物理学部を原子分光法の世界的センターに変えた。彼は1965年に56歳で事故死した。5年後の1970年、実験物理学部と理論物理学部は、ラカの名を冠した1つの新しい研究所に統合された。
初期の研究
ラカは一連の画期的な論文で、複雑な原子のスペクトルを計算するための、今では教科書にも載っている数学的手法を開発した。この研究は、第二次世界大戦中、科学的に完全に孤立したエルサレムで行われた。この研究で、彼はこれらの計算に対称性と群論を利用する先駆者となった。理論原子分光法も、彼の学生や訪問者のほとんどが研究対象としていた。しかし、彼の最も優秀な学生の何人かは、彼の精巧な手法を、当時まだ黎明期にあった原子核分光法に応用し始めた。エルサレムでは、原子核質量理論の世界的専門家となったニサン・ゼルデスと、ギデオン・ラカヴィがいた。ラカの学生のうち2人、アモス・デ・シャリートとイガル・タルミは、理論原子核分光法の世界的リーダーとなった。彼らは、レホヴォトのワイツマン研究所に原子核物理学部門を設立した。前述のように、実験物理学は 1920 年代後半から行われ、最初はサンバースキーが原子分光学で、次にアレクサンダーとウォルフソンがX 線分光学、結晶学、光学で行いました。1950 年に、米国のチャールズ タウンズの学生であったウィリアム ロー (ゼエヴ レブ) が実験物理学に加わりました。彼はエルサレムで新しい研究分野を始めました。マイクロ波の研究を始め、次に磁気共鳴研究のための研究所を設立しました。彼はまた、エルサレムで極低温学とレーザー物理学の先駆者となりました。核磁気共鳴は医療への応用を含めて続きました。ラカの初期の卒業生であるアブラハム ハルペリンとアブラハム メニーの 2 人は、固体物理学の新しい研究方向を始めました。彼らは、絶縁体と半導体の光学的および電気的特性、および固体の表面特性に関する実験研究を行いました。これらの研究分野は、トランジスタの誕生とともにちょうど繁栄し始めたところでした。彼は1949年に物理学部に加わり、同部初の原子核実験者となり、超長寿命放射性核種と極めて短寿命の原子核状態を測定しました。1960年代初頭、彼の関心は新たに発見されたメスバウアー効果に移り、エルサレムをこの分野における世界的拠点へと押し上げた研究グループを設立しました。
ラカ研究所（およびそれ以前の物理学科）の卒業生の多くは、イスラエルおよび世界中で著名な教授や科学者（ノーベル賞受賞者を含む）となりました。研究所の存続期間中、世界中から多くの著名な物理学者が研究所を訪れました。ニールス・ボーア、ポール・ディラック、ヴォルフガング・パウリ、ロバート・オッペンハイマー、ジョン・ホイーラー、スティーブン・ホーキングなど、数え上げればきりがありません。ウルフ賞受賞者全員と多数のノーベル賞受賞者も訪問者に含まれていました。[ 5 ]
現在の研究
ラカ研究所の現在の研究は、天体物理学、高エネルギー物理学、原子核物理学、凝縮物質物理学、統計物理学、非線形物理学、生物物理学、量子光学、量子情報、計算神経科学の分野にわたります。
凝縮物質物理学
ラカー研究所の凝縮系物理学は、理論と実験の両面で強力な研究成果を収めています。研究の大部分は、多体物理学という広範な分野において行われており、特に非平衡現象、デコヒーレンスと散逸の影響、低次元系の研究、ガラス系などに重点を置いています。もう一つの研究分野としては、例えば反応拡散系、特にゆらぎが重要な影響を及ぼす場合などに適用される統計物理学があります。
理論の領域では、厳密法および摂動法を含む様々な場の理論的手法から、古典的および量子的可積分性理論に基づく数値的手法および厳密法まで、幅広い手法が用いられています。これらの概念と手法は、量子不純物問題（例えば量子ドットで実現）、分数量子ホール効果、一次元フェルミオン気体、アンダーソン転移、そして高温超伝導に関連する特殊な側面を含む超伝導など、様々な物理系に適用されます。
実験面では、ハーベイ・M・クルーガー・ナノサイエンス・ナノテクノロジーセンターの施設を活用し、最新の計測・製造技術を駆使して、ナノ構造の物理、量子情報処理への応用、光と物質の相互作用、高温超伝導、電子ガラスの物理について研究しています。より具体的には、研究の方向性を一部にまとめると、半導体ナノ構造中の励起子流体を研究し、その巨視的量子コヒーレンス特性の物理的理解を深めるとともに、将来の電気光学デバイスへの応用の可能性も視野に入れています。ジョセフソン接合は、長寿命の巨視的量子コヒーレンスを可能にする条件を明らかにし、最適化するとともに、ノイズやデコヒーレンスにつながる過程を明らかにするために研究されています。電子ガラスは、その特異な特性、特に相互作用、無秩序性、非平衡性の相互作用、そしてそれらが輸送特性にどのように現れるかをもたらす根底にあるメカニズムを理解するために研究されています。
高エネルギー物理学
高エネルギー物理学 (HEP) の研究には、HEP 理論と粒子現象論の両方が含まれます。
ラカ物理学研究所の高エネルギー物理学グループの現在の活動の 1 つは、自然の基本法則にかかわるもので、場の量子論と一般相対論(アインシュタインの重力) の両方、およびそれらの基礎となる幾何学と数学に触れています。ファインマン図の評価は場の量子論の計算上の中核をなしていますが、70 年以上にわたるかなりの進歩にもかかわらず、一般かつ完全な理論は利用できません。グループの研究では、この問題に取り組んでいます。この研究ラインは、(古典的な)有効場の理論を通じて、ポストニュートン極限でのアインシュタインの重力の2 体問題を解くアプローチから生まれました。この問題は、重力波の検出と解釈に不可欠です。このアプローチでは、ファインマン図を使用して 2 体の有効作用を計算します。
2つ目の研究分野は、電弱相互作用および強い相互作用の標準モデルを超える物理学に焦点を当てています。例としては、超対称性の破れのモデルと標準モデルの超対称拡張へのその媒介（ CERNの大型ハドロン衝突型加速器での比較的早期の発見を可能にする可能性のある特性を持つモデルに重点を置く）、余剰次元のモデルとLHCおよび将来の衝突型加速器でのその潜在的な特徴、弦理論へのその埋め込み、超対称理論と超対称性の破れのダイナミクス、ゲージ理論と弦理論におけるブレーン構成へのその埋め込みとの相互作用、弦理論におけるブラックホールと初期宇宙の物理学、および反ド・ジッター/共形場理論対応などを介したブレーンダイナミクスおよびゲージ理論との相互作用、弦理論の基礎構造のさまざまな側面などがあります。
3 番目の研究分野は、量子場理論における量子もつれを研究します。
非線形統計物理学
非線形・統計物理学グループは、複雑な非平衡系の挙動を理解するために、広範な理論的・実験的研究を行っています。研究対象は多岐にわたり、プラズマ、レーザー、原子物理学から材料物理学、生物物理学まで多岐にわたります。具体的な研究分野としては、破壊と摩擦運動の基礎物理学、成長する物体の弾性、平衡状態から離れた系における大変動の理論、自己共鳴の理論と応用、超短レーザーパルス形成の非平衡統計物理学、共振器／回路量子電磁力学および冷原子物理学の半古典的波束理論などが挙げられます。
量子情報
ラカ研究所では、量子情報を実験と理論の両面から研究しています。実験には、原子、光子、半導体、超伝導といった様々な技術の実現が含まれます。エンタングルメントと単一光子の生成は積極的に研究されています。理論面では、エンタングルメントとその特性評価に関する基本的な問題が研究されています。また、イオントラップの動的制御理論やダイヤモンド中の窒素空孔の理論も研究対象となっています。
著名な教授
- ナタリー・Q・バラバン、生物物理学（実験）
- オフェル・ビハム、統計物理学、計算物理学、生物物理学（理論）
- Avishai Dekel、天体物理学（理論）物理学（理論）
- バラク・コル、高エネルギー物理学（理論）
- ツヴィ・ピラン、天体物理学（理論）
- ニル・シャヴィフ、天体物理学（理論）
- ハイム・ソンポリンスキー、神経科学
- アムリ・ワンデル、天体物理学（理論）
- ハノック・グットフロイント
- エリエゼル・ラビノビッチ
参照
参考文献
- ^数学・自然科学学部
- ^ウンナ、イッサカル (2000). 「エルサレム・ヘブライ大学における物理学の起源」.物理学の展望. 2 (4): 336– 380. Bibcode : 2000PhP.....2..336U . doi : 10.1007/s000160050050 .
- ^ローゼンクランツ、ゼエフ (2011).イスラエル以前のアインシュタイン。プリンストン。ISBN 978-0-691-14412-2。
{{cite book}}: CS1 メンテナンス: 場所の発行元が見つかりません (リンク) - ^パルゼン, H. (1974). 『ヘブライ大学 1925–1935』 ニューヨーク. ISBN 0-87068-234-2。
{{cite book}}: CS1 メンテナンス: 場所の発行元が見つかりません (リンク) - ^ゼルデス、ニッサン (2009). 「ジュリオ・ラカとエルサレムの理論物理学」.正確科学史アーカイブ. 63 (3): 289– 323. arXiv : physics/0703032 . doi : 10.1007/s00407-008-0040-z .
外部リンク
