Murray Gell-Mann

Murray Gell-Mann
Murray Gell-Mann
	Gell-Mann in 2007
Geboren	Murray Gell-Mann; Manhattan, New York City, U.S.
Gestorben	Santa Fe, New Mexico, U.S.
Universität	Yale University (BS); Massachusetts Institute of Technology (PhD);
Spouse	;
Children	2
	Scientific career
Fields	Theoretical Physics
Institutions	Santa Fe Institute; University of New Mexico; University of Southern California; California Institute of Technology; University of Chicago; University of Illinois Urbana-Champaign; Institute for Advanced Study; Columbia University;
Thesis	Coupling strength and nuclear reactions (1951)
Doctoral advisor	Victor Weisskopf
Doctoral students	Kenneth G. Wilson; Sidney Coleman; Rod Crewther; James Hartle; Christopher T. Hill; H. Jay Melosh; Kenneth Young; Barton Zwiebach;
Website	santafe.edu/~mgm

Murray Gell-Mann (/ˈmʌri ˈɡɛl ˈmæn/; 15. September 1929 - 24. Mai 2019) war ein amerikanischer theoretischer Physiker, der eine herausragende Rolle bei der Entwicklung der Theorie der Elementarteilchen spielte. Gell-Mann führte das Konzept der Quarks als die fundamentalen Bausteine der stark wechselwirkenden Teilchen und die Renormierungsgruppe als grundlegendes Element der Quantenfeldtheorie und der statistischen Mechanik ein. Er spielte eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung des Konzepts der Chiralität in der Theorie der schwachen Wechselwirkungen und der spontanen chiralen Symmetriebrechung in der starken Wechselwirkung, die die Physik der leichten Mesonen bestimmt. In den 1970er Jahren war er Miterfinder der Quantenchromodynamik (QCD), die den Einschluss von Quarks in Mesonen und Baryonen erklärt und einen großen Teil des Standardmodells der Elementarteilchen und -kräfte bildet.

Murray Gell-Mann erhielt 1969 den Nobelpreis für Physik für seine Arbeit an der Theorie der Elementarteilchen.

Leben und Ausbildung

Gell-Mann wurde in Lower Manhattan als Sohn einer jüdischen Einwandererfamilie aus Österreich-Ungarn, genauer gesagt aus Czernowitz in der heutigen Ukraine, geboren. Seine Eltern waren Pauline (geb. Reichstein) und Arthur Isidore Gelman, der Englisch als Zweitsprache unterrichtete.

Angetrieben von einer ausgeprägten jugendlichen Neugier und Liebe zur Natur und zur Mathematik machte er im Alter von 14 Jahren seinen Abschluss an der Columbia Grammar & Preparatory School als Valedictorian und besuchte anschließend das Yale College als Mitglied des Jonathan Edwards College. In Yale nahm er am William Lowell Putnam Mathematical Competition teil und war Mitglied des Teams, das die Yale University vertrat (zusammen mit Murray Gerstenhaber und Henry O. Pollak) und 1947 den zweiten Preis gewann.

Gell-Mann schloss sein Studium in Yale 1948 mit einem Bachelor-Abschluss in Physik ab und beabsichtigte, ein Aufbaustudium in Physik zu absolvieren. Er wollte für sein Studium in der Ivy League bleiben und bewarb sich sowohl an der Princeton University als auch an der Harvard University. Princeton lehnte ihn ab, Harvard nahm ihn an, konnte ihm aber die erforderliche finanzielle Unterstützung nicht gewähren.

Er wurde vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) angenommen und erhielt einen Brief von Victor Weisskopf, in dem dieser ihn aufforderte, am MIT zu studieren und Weisskopfs Forschungsassistent zu werden. Dies würde Gell-Mann die nötige finanzielle Unterstützung bringen. Er kannte den herausragenden Status des MIT in der physikalischen Forschung nicht, war Gell-Mann "unglücklich" über die Tatsache, dass er nicht in der Lage sein würde Princeton oder Harvard besuchen konnte, und sagte in typisch dunkler Ironie, dass er Selbstmord in Betracht. Gell-Mann erklärte, er habe erkannt, dass er versuchen könnte, zuerst am MIT zu studieren und danach Selbstmord zu begehen, wenn er es wirklich schrecklich fände. Er konnte sich jedoch nicht erst für den Selbstmord entscheiden und dann ans MIT gehen; die beiden "ließen sich nicht miteinander verbinden", wie Gell-Mann sagte. Er promovierte 1951 am MIT in Physik, nachdem er seine Dissertation mit dem Titel "Coupling strength and nuclear reactions" unter der Leitung von Weisskopf abgeschlossen hatte.

Anschließend war Gell-Mann 1951 Postdoc-Stipendiat am Institute for Advanced Study in Princeton und von 1952 bis 1953 Gastprofessor an der University of Illinois in Urbana-Champaign. Er war Gastprofessor an der Columbia University und 1954-1955 außerordentlicher Professor an der University of Chicago, bevor er an das California Institute of Technology wechselte, wo er von 1955 bis zu seiner Pensionierung im Jahr 1993 lehrte. Im akademischen Jahr 1958-1959 verbrachte er ein Sabbatjahr am Collège de France.

Gell-Mann heiratete 1955 J. Margaret Dow; sie hatten eine Tochter und einen Sohn. Margaret starb 1981, und 1992 heiratete er Marcia Southwick, deren Sohn sein Stiefsohn wurde.

Im Jahr 2011 nahm Gell-Mann an einer Veranstaltung auf der Privatinsel Little Saint James von Jeffrey Epstein teil, der sogenannten "Mindshift Conference", die von Epstein und Al Seckel ausgerichtet wurde.

Zu Gell-Manns umfangreichen Interessen außerhalb der Physik gehörten Archäologie, Numismatik, Vogelbeobachtung und Linguistik. Zusammen mit S. A. Starostin gründete er das Projekt Evolution of Human Languages am Santa Fe Institute. Als Humanist und Agnostiker war Gell-Mann Preisträger der Internationalen Akademie des Humanismus. Der Romanautor Cormac McCarthy sah in Gell-Mann einen Universalgelehrten, der "mehr über mehr Dinge wusste als jeder andere, den ich je getroffen habe... Murray zu verlieren ist wie der Verlust der ‚‘Encyclopædia Britannica‚‘".

Gell-Mann starb am 24. Mai 2019 in seinem Haus in Santa Fe, New Mexico.

Berufsleben

Gell-Mann war emeritierter Robert-Andrews-Millikan-Professor für Theoretische Physik am California Institute of Technology sowie Universitätsprofessor an der Fakultät für Physik und Astronomie der University of New Mexico in Albuquerque, New Mexico, und Präsidentschaftsprofessor für Physik und Medizin an der University of Southern California. Er war Mitglied des Redaktionsausschusses der Encyclopædia Britannica.

Gell-Mann verbrachte mehrere Zeiträume am CERN, einer Kernforschungseinrichtung in der Schweiz, unter anderem als Stipendiat der John Simon Guggenheim Memorial Foundation im Jahr 1972.

1984 war Gell-Mann einer von mehreren Mitbegründern des Santa Fe Institute, eines gemeinnützigen theoretischen Forschungsinstituts in Santa Fe, New Mexico, das verschiedene Aspekte eines komplexen Systems untersuchen und die Idee einer eigenständigen interdisziplinären Studie der Komplexitätstheorie verbreiten sollte.

Er schrieb ein populärwissenschaftliches Buch über Physik und Komplexitätsforschung, "The Quark and the Jaguar: Adventures in the Simple and the Complex" (1994). Der Titel des Buches ist einer Zeile aus einem Gedicht von Arthur Sze entnommen: "Die Welt des Quarks hat alles mit einem Jaguar zu tun, der in der Nacht kreist".

Der Autor George Johnson hat eine Biografie über Gell-Mann geschrieben: "Strange Beauty: Murray Gell-Mann und die Revolution in der Physik des 20. Jahrhunderts (1999), die in die engere Wahl für den Royal Society Book Prize aufgenommen wurde.

Obwohl Gell-Mann selbst Strange Beauty wegen einiger Ungenauigkeiten kritisierte und ein Interviewer berichtete, dass er bei der Erwähnung dieser Ungenauigkeiten zusammenzuckte, wurde das Buch von einer Reihe seiner Kollegen gelobt.

Eine überarbeitete zweite Auflage wurde 2023 vom Santa Fe Institute Press mit einem Vorwort von Douglas Hofstadter veröffentlicht.

Im Jahr 2012 veröffentlichten Gell-Mann und seine Lebensgefährtin Mary McFadden das Buch Mary McFadden: A Lifetime of Design, Collecting, and Adventure.

Wissenschaftliche Beiträge

1958 entdeckte Gell-Mann in Zusammenarbeit mit Richard Feynman, parallel zu dem unabhängigen Team von E. C. George Sudarshan und Robert Marshak, die chiralen Strukturen der schwachen Wechselwirkung der Physik und entwickelte die V-A-Theorie (Vektor-minus-Axial-Vektor-Theorie). Diese Arbeit folgte auf die experimentelle Entdeckung der Verletzung der Parität durch Chien-Shiung Wu, die theoretisch von Chen-Ning Yang und Tsung-Dao Lee vorgeschlagen wurde.

Gell-Manns Arbeit in den 1950er Jahren befasste sich mit kürzlich entdeckten Teilchen der kosmischen Strahlung, die später als Kaonen und Hyperonen bezeichnet wurden. Die Klassifizierung dieser Teilchen veranlasste ihn zu dem Vorschlag, dass eine Quantenzahl, die so genannte Strangeness, durch die starke und die elektromagnetische Wechselwirkung, nicht aber durch die schwache Wechselwirkung erhalten bleibt. Eine weitere Idee von Gell-Mann ist die Gell-Mann-Okubo-Formel, die zunächst auf empirischen Ergebnissen beruhte, später aber durch sein Quark-Modell erklärt wurde. Gell-Mann und Abraham Pais waren an der Erklärung dieses rätselhaften Aspekts der neutralen Kaon-Mischung beteiligt.

Murray Gell-Manns glückliche Begegnung mit dem Mathematiker Richard Earl Block am Caltech im Herbst 1960 "erleuchtete" ihn, so dass er 1961 ein neues Klassifizierungsschema für Hadronen vorstellte. Ein ähnliches Schema war unabhängig davon von Yuval Ne'eman vorgeschlagen worden und wird heute durch das Quark-Modell erklärt. Gell-Mann nannte das Schema den "achtfachen Weg", wegen der "Oktette" von Teilchen in der Klassifizierung (der Begriff ist eine Anspielung auf den achtfachen Pfad des Buddhismus).

Gell-Mann entwickelte zusammen mit Maurice Lévy das Sigma-Modell für Pionen, das die Wechselwirkung von Pionen bei niedriger Energie beschreibt.

Im Jahr 1964 postulierten Gell-Mann und George Zweig unabhängig voneinander die Existenz von Quarks, den Teilchen, aus denen die Hadronen in diesem Schema bestehen. Der Name "Quark" wurde von Gell-Mann geprägt und ist eine Anspielung auf den Roman Finnegans Wake von James Joyce ("Drei Quarks für Musterzeichen!" Buch 2, Folge 4). Zweig hatte die Teilchen als "Asse" bezeichnet, aber Gell-Manns Name setzte sich durch. Quarks, Antiquarks und Gluonen wurden bald als die zugrundeliegenden elementaren Objekte bei der Untersuchung der Struktur von Hadronen etabliert. Für seine Beiträge und Entdeckungen zur Klassifizierung der Elementarteilchen und ihrer Wechselwirkungen wurde er 1969 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet.

In den 1960er Jahren führte er die Stromalgebra als Methode zur systematischen Nutzung von Symmetrien ein, um Vorhersagen aus Quarkmodellen zu gewinnen, für die es keine zuverlässige dynamische Theorie gibt. Diese Methode führte zu modellunabhängigen Summenregeln, die durch Experimente bestätigt wurden, und lieferte Ansatzpunkte für die Entwicklung des Standardmodells (SM), der weithin akzeptierten Theorie der Elementarteilchen.

1972 zog Gell-Mann während eines Sabbaticals am CERN zusammen mit Harald Fritzsch, Heinrich Leutwyler und William A. Bardeen eine Yang-Mills-Theorie der "Quark-Farbe" in Betracht und prägte den Begriff Quantenchromodynamik (QCD) als Eichtheorie der starken Wechselwirkung. Das Quarkmodell ist ein Teil der QCD, und es war robust genug, um die Entdeckung neuer "Flavors" von Quarks, die das Acht-Wege-Schema ablöste, auf natürliche Weise zu berücksichtigen.

Gell-Mann war zusammen mit Pierre Ramond und Richard Slansky und unabhängig von Peter Minkowski, Rabindra Mohapatra, Goran Senjanović, Sheldon Glashow und Tsutomu Yanagida für den Vorschlag der Wipptheorie der Neutrinomassen verantwortlich. Diese führt zu Massen auf der großen Skala in jeder Theorie mit einem rechtshändigen Neutrino. Er ist auch dafür bekannt, dass er die Stringtheorie in den 1970er und frühen 1980er Jahren am Leben erhalten hat, indem er diese Forschungsrichtung zu einer Zeit unterstützte, als sie nur ein Nischenthema war.

Gell-Mann war ein Befürworter des Ansatzes der konsistenten Historie zum Verständnis der Quantenmechanik, den er zusammen mit James Hartle in Veröffentlichungen vertrat.

Auszeichnungen und Ehrungen

Gell-Mann erhielt zahlreiche Auszeichnungen und Ehrungen, darunter die folgenden:

1959 - Dannie-Heineman-Preis für mathematische Physik
1960 - Wahl zum Mitglied der National Academy of Sciences
1962 - American Academy of Achievement's Golden Plate Award
1964 - Wahl zum Mitglied der American Academy of Arts and Sciences
1966 - Ernest-Orlando-Lawrence-Preis
1967 - Franklin-Medaille
1968 - Nationale Akademie der Wissenschaften - John J. Carty Award
1969 - Auszeichnung der Research Corporation
1969 - Nobelpreis für Physik
1978 - Wahl zum ausländischen Mitglied der Royal Society (ForMemRS)
1988 - Umweltprogramm der Vereinten Nationen Roll of Honor for Environmental Achievement (The Global 500)
1993 - Wahl zum Mitglied der Amerikanischen Philosophischen Gesellschaft
2005 - Albert Einstein Medaille
2005 - American Humanist Association - Humanist des Jahres
2014 - Helmholtz-Medaille der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften

Zu den Universitäten, die Gell-Mann die Ehrendoktorwürde verliehen, gehören Cambridge, die Columbia, die University of Chicago, Oxford und Yale.

Weitere Literatur

Encyclopædia Britannica Biographie von Murray Gell-Mann
Fritzsch, H.; Gell-Mann, M.; Leutwyler, H. (November 26, 1973). "Advantages of the color octet gluon picture". Physics Letters B. 47 (4): 365–8. Bibcode:1973PhLB...47..365F. CiteSeerX 10.1.1.453.4712. doi:10.1016/0370-2693(73)90625-4.
Fritzsch, H.; Gell-Mann, M. (1972). "Current algebra- quarks and what else?". In Jackson, J.D.; Roberts, A.; International Union of Pure and Applied Physics (eds.). Proceedings of the XVI International Conference on High Energy Physics. Vol. 2. National Accelerator Laboratory. pp. 135–165. OCLC 57672574.
Murray Gell-Mann erzählt seine Lebensgeschichte bei Web of Stories
Johnson, George (Oktober 1999). Strange Beauty: Murray Gell-Mann and the Revolution in 20th Century Physics (1st ed.). Alfred A. Knopf. ISBN 978-0-679-43764-2.
The Making of a Physicist: Ein Gespräch mit Murray Gell-Mann
Berreby, D. (Mai 8, 1994). "The Man Who Knows Everything". New York Times. Archived from the original on Oktober 25, 2007. Retrieved Februar 11, 2017.
Der Mann mit den fünf Gehirnen
The Simple and the Complex, Part I: The Quantum and the Quasi-Classical with Murray Gell-Mann, Ph.D.
Interview von Murray Gell-Mann durch Lillian Hoddeson am 27. Juli 1982, Niels Bohr Library & Archives, American Institute of Physics, College Park, MD USA, www.aip.org/history-programs/niels-bohr-library/oral-histories/32880 Abgerufen am 2023-06-20.
Interview mit Murray Gell-Mann durch Finn Aaserud am 23. April 1987, Niels Bohr Library & Archives, American Institute of Physics, College Park, MD USA, www.aip.org/history-programs/niels-bohr-library/oral-histories/31110 Abgerufen am 2023-06-20.
Interview mit Murray Gell-Mann von Dan Ford am 15. Januar 2017, Audio- und Videointerviews über das Leben und Werk von Richard Garwin, 2004-2012 Niels Bohr Library & Archives, American Institute of Physics, College Park, MD USA, www.aip.org/history-programs/niels-bohr-library/oral-histories/40912-9 Abgerufen am 2023-06-20.

Externe Links

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