2018년 2월 2일, 미국의 물리학자 조지프 폴친스키 (Joseph Gerard Polchinski, 1954 ~ 2018) 별세
조지프 제라드 폴친스키 (Joseph Gerard Polchinski, 1954년 5월 16일 ~ 2018년 2월 2일)는 미국의 이론 물리학자이다.
끈이론에서의 D-막 (幕, brane) 분야에 대한 공로로 잘 알려져 있다.
– 조지프 폴친스키 (Joseph Gerard Polchinski)
.출생: 1954년 5월 16일, 미국 뉴욕 화이트플레인스
.사망: 2018년 2월 2일, 미국 캘리포니아 샌타바버라
.국적: 미국
.부모: 조안 손튼
.출신 대학: 캘리포니아 공과대학교 (학사); 캘리포니아 대학교 버클리 (박사)
.지도 교수: 스탠리 만델스탐(Stanley Mandelstam)
.업적: 끈이론의 D-막 (幕, brane) 분야
끈 이론 (string theory)은 1차원의 개체인 끈과 이에 관련된 막 (幕, brane)을 다루는 물리학 이론이다.
양자장론에서는 (0차원의) 점입자를 다루는데, 이에 따라 여러 무한대가 생겨 기본 이론으로 적절하지 않다. 끈 이론은 대신 크기를 지닌 개체를 다룸으로서 이러한 무한대를 피한다.
또한 끈 이론은 게이지 이론과 일반 상대론을 자연스럽게 포함한다.
이러한 성질 때문에 끈 이론은 모든 것의 이론의 유력한 후보다.
이 밖에도 양자색역학,우주론 등에서도 쓰인다.
○ 생애 및 활동
조지프 제라드 폴친스키 (Joseph Gerard Polchinski)는 1954년 5월 16일, 미국 뉴욕 화이트플레인스에서 출생했다.
1971년에 애리조나주 투손에 있는 캐년델오로 고등학교 (Canyon del Oro High School)를 졸업하였다.
1975년에 캘리포니아 공과대학교로부터 이학사 학위를 받았으며, 1980년에 스탠리 만델스탐의 지도하에 캘리포니아 대학교 버클리에서 박사 학위를 받았다.
스탠퍼드 선형 가속기 센터 (1980년 ~ 1982년)과 하버드 대학교 (1982년 ~ 1984년)에서 박사 후 과정으로 일한 뒤 1984년부터 1992년까지 텍사스 대학교 오스틴에서 교수를 했다.
1992년부터는 캘리포니아 대학교 샌타바버라의 물리학과와 카블리 이론물리학연구소에서 종신 교수로 지냈다.
2015년부터 뇌종양을 앓았으며 2018년 2월 2일 자택에서 사망하였다.
폴친스키는 1998년에 출판한 두 권으로 이루어진 《String Theory》의 저자이다.
2008년에 끈이론에 대한 업적으로 디랙 상을 수상하였으며 2017년에는 기초물리학상을 수상했다.
○ 끈 이론 (string theory)
물리학에서, 물질의 기본 구조가 0차원 입자가 아니라, 1차원 끈으로 되어있음을 가정한 물리학 이론이다.
끈 이론 (string theory)은 1차원의 개체인 끈과 이에 관련된 막(幕, brane)을 다루는 물리학 이론이다. 양자장론에서는 (0차원의) 점입자를 다루는데, 이에 따라 여러 무한대가 생겨 기본 이론으로 적절하지 않다. 끈 이론은 대신 크기를 지닌 개체를 다룸으로써 이러한 무한대를 피한다. 또한 끈 이론은 게이지 이론과 일반 상대론을 자연스럽게 포함한다. 이러한 성질 때문에 끈 이론은 모든 것의 이론의 유력한 후보들 가운데 하나다. 이 밖에도 양자 색역학, 우주론 등에서도 쓰인다.
- 개요
물리학의 이전 이론이 기본 입자를 점입자로 나타내었지만, 끈 이론에서는 기본 입자를 1차원의 끈으로 나타내었기 때문에 입자 이론이 해결할 수 없는 문제를 해결할 수 있다.
물론 끈을 아주 멀리에서 보면 다시 점입자와 다르지 않게 보이기 때문에 거시적인 부분에서는 기존의 역학을 그대로 사용할 수 있다는 이점이 있다.
무엇보다도 끈을 양자화하면 스핀이 2인 입자가 있어야 하며 이를 중력자로 해석할 수 있다.
그러나 2021년 현재 끈 이론을 비롯한 물리학의 어떤 이론도 양자 중력 이론을 완성해 내지 못하고 있다.
끈을 기술하는 변수가 보손인 끈 이론을 보손 끈 이론이라고 하고, 초대칭 (페르미온)쌍을 도입한 초대칭 끈 이론을 초끈 이론 (superstring theory)이라고 한다.
- 역사
1960년대 말에, 강입자의 산란이 특별한 성질을 가진다는 사실이 알려졌다.
이에 따라, 산란 진폭이 만델스탐 변수 s,t,u에 대하여 대칭적인 꼴을 가지게 된다.
이 현상을 설명하기 위하여, 1968년에 가브리엘레 베네치아노가 이중 공명 모형 (dual resonance model)이라는 모형을 도입하였다.
클로드 러블레이스 (Claud Lovelace)는 이 이론이 우리가 관측하는 4차원 밖의 추가 차원이 없이는 일관적이지 못하다는 사실을 증명하였다.
1969년에, 난부 요이치로와 홀게르 베크 닐센 (덴: Holger Bech Nielsen), 레너드 서스킨드 등이 독자적으로 이중 공명 모형이 사실 진동하는 끈들을 나타낸다는 사실을 증명하였고, 이후 이중 공명 모형은 “끈 이론”이라는 이름으로 불리게 되었다.
1970년에 피에르 라몽이 초대칭을 발견하여, 이론에 페르미온을 추가할 수 있다는 사실을 보였다.
1974년에 요네야 다미아키 (米谷民明よねや たみあき)와 존 헨리 슈워츠, 조엘 셰르크가 끈 이론은 필연적으로 중력자를 포함하고, 따라서 양자 중력을 포함한 모든 것의 이론이라는 사실을 보였다.
이 즈음에, 강입자를 끈 이론 대신 양자 색역학으로 더 효과적으로 다룰 수 있다는 사실이 발견되었다.
1980년대에는 잡종 끈 이론과 칼라비-야우 다양체의 중요성 등이 발견되었다.
1990년대에 조지프 폴친스키가 끈 이론은 끈 말고도 D-막이라는 대상을 포함한다는 사실을 밝혔다.
1995년에는 에드워드 위튼이 당시 알려졌던 5개의 끈 이론이 사실은 11차원 M-이론의 서로 다른 축소화들이라는 사실을 발표하였다.
1997년에 후안 말다세나는 AdS/CFT 대응성을 발견하였고, 이에 따라 끈 이론이 다 강입자 물리학 및 응집물질물리학에 응용되게 되었다.
○ 저서
Polchinski, Joseph (1998a), String Theory Vol. I: An Introduction to the Bosonic String, Cambridge University Press.
Polchinski, Joseph (1998b), String Theory Vol. II: Superstring Theory and Beyond, Cambridge University Press.
Polchinski, Joseph (2017), “Memories of a Theoretical Physicist”, arXiv:1708.09093 [physics.hist-ph]. Autobiographical memoir.
참고 = 위키백과
크리스천라이프 편집부