Julian Schwinger, physicien américain (prix Nobel de physique d’électrodynamique quantique 1965) Le physicien théoricien Julian Schwinger a utilisé le processus mathématique de renormalisation
Biographique Julian Seymour Schwinger (1918-1994) ; Le prix Nobel de physique 1965 
Julian Schwinger est né le 12 février 1918 à New York. La direction principale de sa vie a été fixée dès son plus jeune âge par une intense conscience de la physique, et son étude est devenue une activité passionnante. A en juger par une première publication, il débute comme physicien professionnel à l’âge de seize ans. Il a été autorisé à progresser rapidement dans le système scolaire public de New York. Grâce à l’aimable intérêt de quelques amis, et en particulier II Rabi de l’Université de Columbia, il a été transféré dans cette institution, où il a terminé ses études collégiales. Bien que sa thèse ait été rédigée deux ou trois ans plus tôt, c’est en 1939 qu’il obtient son doctorat. degré.
Pendant les deux années suivantes, il a été à l’Université de Californie à Berkeley, d’abord en tant que National Research Fellow, puis en tant qu’assistant de JR Oppenheimer. Le déclenchement de la guerre du Pacifique a trouvé Schwinger en tant qu’instructeur, enseignant la physique élémentaire aux étudiants en génie de l’Université Purdue.
Les activités de guerre étaient en grande partie confinées au Radiation Laboratory du Massachusetts Institute of Technology de Cambridge. Travailleur solitaire confirmé, il devient le personnel de recherche de nuit. Des influences plus scientifiques étaient également à l’œuvre. Il a d’abord abordé les problèmes de radar électromagnétique en tant que physicien nucléaire, mais a rapidement commencé à penser à la physique nucléaire dans le langage de l’électrotechnique. Cela finirait par apparaître comme la formulation de la portée effective de la diffusion nucléaire. Puis, conscient des grandes puissances micro-ondes disponibles, Schwinger a commencé à réfléchir aux accélérateurs d’électrons, ce qui a conduit à la question du rayonnement par les électrons dans les champs magnétiques. En étudiant ce dernier problème, on lui a rappelé, au niveau classique, que la réaction du champ de l’électron modifie les propriétés de la particule, y compris sa masse.
Avec la fin de la guerre, le Dr Schwinger a accepté un poste de professeur agrégé à l’Université de Harvard. Deux ans plus tard, il devient professeur titulaire. C’était aussi l’année de son mariage avec Clarice Carrol de Boston.
Au cours des années suivantes, il a travaillé dans un certain nombre de directions, mais il y avait une tendance à se concentrer sur des questions théoriques générales plutôt que sur des problèmes spécifiques d’intérêt expérimental immédiat, qui étaient plus proches du centre de ses travaux antérieurs. Une approche spéculative de la physique a ses dangers, mais elle peut avoir ses avantages. Schwinger se réjouit particulièrement d’une anticipation, au début de 1957, de l’existence de deux neutrinos différents associés respectivement à l’électron et au muon. Cela n’a été confirmé expérimentalement qu’assez récemment. Une spéculation connexe et quelque peu antérieure, selon laquelle toutes les interactions faibles sont transmises par des particules lourdes, chargées et à spin unitaire, attend toujours un test expérimental décisif.
Plus tard, Schwinger a suivi ses propres conseils sur l’importance pratique d’une théorie phénoménologique des particules. Il a inventé et développé systématiquement la théorie des sources, qui traite uniformément les particules, les photons et les gravitons en interaction forte, offrant ainsi une approche générale de tous les phénomènes physiques. Ce travail a été décrit en deux volumes publiés sous le titre « Particules, sources et champs ».
Les prix et autres distinctions comprennent le premier prix Einstein (1951), la médaille nationale des sciences des États-Unis (1964), le doctorat honorifique en sciences. diplômes de l’Université Purdue (1961) et de l’Université de Harvard (1962), et le prix Nature of Light de l’Académie nationale des sciences des États-Unis (1949). Le professeur Schwinger est membre de ce dernier organisme et sponsor du Bulletin of the Atomic Scientists.
Affiliation au moment de l’attribution : Harvard University, Cambridge, MA, États-Unis
Ses travaux : Suite à l’établissement de la théorie de la relativité et de la mécanique quantique, une première théorie relativiste a été formulée pour l’interaction entre les particules chargées et les champs électromagnétiques. Cependant, en partie parce que le moment magnétique de l’électron s’est avéré un peu plus grand que prévu, la théorie a dû être reformulée. Julian Schwinger a résolu ce problème en 1948 par « renormalisation » et a ainsi contribué à une nouvelle électrodynamique quantique.
Julian Schwinger (1918-1994)
Le physicien théoricien Julian Schwinger a utilisé le processus mathématique de renormalisation pour débarrasser la théorie quantique des champs développée par Paul Dirac de graves incongruités avec les observations expérimentales qui avaient failli inciter la communauté scientifique à l’abandonner.
Julian Schwinger était un physicien théoricien influent qui était responsable de la théorie quantique moderne des champs. Il a pu réconcilier la mécanique quantique et la relativité restreinte pour la première fois dans sa théorie relativiste des champs quantiques de l’électrodynamique. L’électrodynamique quantique donne un mécanisme complet de la façon dont les particules chargées électriquement interagissent par l’échange de photons. Grâce à ses études, il a introduit «l’effet Schwinger» en utilisant des méthodes non perturbatives pour le calcul de la vitesse à laquelle les paires électron-positon sont créées par effet tunnel dans un champ électrique. En 1965, le prix Nobel de physique a été décerné à Sin-Itiro Tomonaga, Julian Schwinger et Richard P. Feynman « pour leurs travaux fondamentaux en électrodynamique quantique, avec des conséquences profondes pour la physique des particules élémentaires ».
Fils d’un industriel de la ville de New York, Schwinger est né le 12 février 1918. Il s’intéresse très tôt à la physique dans les magazines de vulgarisation scientifique et tente d’étancher sa soif de connaissances en parcourant les bibliothèques et les librairies d’occasion de la ville à la recherche de physique. des textes. Schwinger a rapidement absorbé tout ce qu’il a lu et a pu sauter plusieurs classes au lycée. À l’âge de 14 ans, il s’inscrit à la City University of New York. À peine deux ans plus tard, Physics Review accepta la publication d’un des articles de Schwinger sur la mécanique quantique. Le travail a attiré l’attention de Schwinger sur le célèbre physicien Isidor Rabi, qui a enseigné à l’Université de Columbia. Avec l’aide de Rabi, Schwinger a remporté une bourse pour étudier à Columbia. Il y a obtenu son baccalauréat à 17 ans et son doctorat. quelques années plus tard.
L’année 1947 fut mouvementée pour le jeune érudit. Il a été nommé professeur titulaire, un honneur considérable pour quelqu’un qui n’a pas encore 30 ans; il a également épousé Clarice Carrol. La même année, il assiste à une importante conférence sur la physique théorique à Shelter Island, New York, où un sujet très discuté est l’écart entre la théorie quantique et les résultats de deux expériences récentes. Un autre jeune physicien américain, Richard Feynman, était également présent. La réunion a inspiré les deux hommes, travaillant indépendamment, à trouver un moyen de concilier la théorie et les résultats expérimentaux.
Les contributions de Schwinger à QED lui ont valu une large reconnaissance dans la communauté scientifique. En 1949, il a reçu le prix Nature of Light de l’Académie nationale des sciences des États-Unis, en 1951, il a accepté le premier prix Einstein, en 1964, il a remporté la médaille nationale des sciences des États-Unis et, enfin, en 1965, il est devenu lauréat du prix Nobel. De nombreuses universités prestigieuses ont vénéré Schwinger avec des doctorats honorifiques.
Schwinger était très apprécié non seulement pour son travail théorique mais aussi pour ses dons en tant que professeur de physique. Plusieurs de ses élèves ont ensuite remporté le prix Nobel. Schwinger a écrit un certain nombre de tracts et de livres scientifiques. La plupart exigent une compréhension approfondie de la physique théorique, mais un ouvrage sur Albert Einstein a séduit un lectorat plus large. En 1972, Schwinger a quitté Harvard pour accepter un poste de physique à l’Université de Californie à Los Angeles, où il a travaillé jusqu’à sa mort le 16 juillet 1994, d’un cancer du pancréas.
Enfance et petite enfance : Julian Seymour Schwinger est né le 12 février 1918 à New York dans une famille juive aisée. Son père, Benjamin Schwinger, était un fabricant de vêtements prospère. Le nom de sa mère était Belle (née Rosenfeld) Schwinger.
Julian avait un frère aîné nommé Harold. Les deux enfants étaient inscrits à l’école secondaire Townsend Harris pour leurs études secondaires. Né dans la descendance d’un enfant, Julian s’est intéressé à la physique dès son plus jeune âge.
Il a dit plus tard qu’il avait lu l’Encyclopédie Britannica à la maison et qu’il était resté bloqué lorsqu’il a atteint la « Physique ». Bientôt, il a commencé à visiter les bibliothèques publiques pour acquérir des connaissances supplémentaires dans ce domaine. En fait, la plupart de ses connaissances en physique à cette époque ont été acquises en dehors du système éducatif formel.
Après s’être évanoui de l’école en 1933, Julian est entré pour la première fois au City College de New York avec la physique comme matière principale. A cette époque, il avait pris l’habitude d’étudier la nuit. Plus que ses manuels scolaires, il a continué à lire des publications extérieures et a ainsi acquis des connaissances approfondies sur le sujet.
Julian a publié son premier article en physique en 1934 à l’âge de seize ans et à l’âge de dix-sept ans, il faisait des calculs avancés. Pourtant, parce qu’il n’assistait pas aux cours et était plus intéressé à résoudre des problèmes plus complexes, il a commencé à avoir des difficultés avec ses instructeurs et a commencé à échouer aux examens.
Heureusement pour lui, une de ses lettres publiée dans la section « Lettres à l’éditeur » de « Physical Review » a attiré l’attention du professeur Isidor Isaac Rabi de l’Université de Columbia. Il fut plus impressionné lorsqu’il rencontra face à face le jeune Julian.
Sur les conseils de Rabi, Julian a quitté le City College de New York et a rejoint l’Université de Columbia. Il a obtenu son diplôme de BS de l’Université de Columbia en 1936. À cette époque, il avait commencé à travailler sur un article intitulé « Magnetic Scattering of Neutrons » et une fois terminé, il l’a soumis à la « Physical Review ».
L’article a attiré l’attention du célèbre physicien théoricien Edward Teller. Sur ses conseils, Julian a approfondi la thèse et l’a soumise comme thèse de doctorat. Cependant, il n’obtint pas immédiatement son diplôme.
À cette époque, il était obligatoire pour les doctorants de suivre des cours de mathématiques, ce que Julian n’avait pas fait, principalement parce que ces cours avaient lieu tôt le matin. Pour compenser cela, il a dû passer un examen.
Le professeur de mathématiques, sur les conseils d’Isidor Isaac Rabi, a mis en place un papier extraordinairement dur. Malgré cela, Julian s’évanouit avec brio et obtint son doctorat en 1939. Il n’avait alors que vingt et un ans.
Carrière : Après avoir obtenu son doctorat en 1939, Julian Schwinger a rejoint l’Université de Californie à Berkeley en tant que membre du National Research Council. L’année suivante, en 1940, il commença à travailler comme associé de recherche de J Robert Oppenheimer.
Il a reçu sa nomination académique régulière à l’été 1941 en tant qu’instructeur de physique à l’Université Purdue, Indiana. L’année suivante, il est promu au poste de professeur adjoint à la même université.
À cette époque, un programme actif de recherche sur les semi-conducteurs était mené à Purdue pour le Radiation Laboratory du Massachusetts Institute of Technology. Schwinger a rejoint le programme en 1942 et a travaillé sur la propagation du rayonnement micro-onde dans les cavités micro-ondes.
Au début de 1943, Oppenheimer a demandé à Schwinger de le rejoindre au Laboratoire national de Los Alamos, où une bombe atomique était en cours de construction. Schwinger a refusé; au lieu de cela, il a rejoint le Radiation Laboratory du MIT plus tard dans la même année.
Étant un oiseau de nuit et un solitaire, Schwinger a choisi de devenir un personnel de recherche de nuit. Cela lui a permis de travailler dans la solitude. En appliquant ses connaissances de la physique nucléaire à l’ingénierie électromagnétique, il est arrivé à la théorie de la diffusion nucléaire, qui a finalement fourni des apports importants dans la conception des radars.
Tout en travaillant au Radiation Laboratory, il a également résolu une grande variété de problèmes de micro-ondes. Les résultats de ces travaux ont ensuite été utilisés par lui pour formuler plusieurs de ses célèbres théories. Parallèlement, il donne plusieurs conférences sur les guides d’ondes. Ceux-ci ont été suivis par un groupe sélectionné de collègues.
Ses conférences au cours de cette période ont montré son incroyable pouvoir analytique ainsi que sa profondeur de connaissances dans diverses branches de la science. Cependant, la guerre terminée avant, il pourrait terminer la série. Beaucoup plus tard en 1968, ces conférences ont été compilées dans un livre intitulé « Discontinuities in Waveguides »
À la fin de la guerre en 1945, Schwinger a reçu des offres de nombreuses universités établies. Finalement, il quitta Purdue pour rejoindre l’Université de Harvard en tant que professeur associé et y resta jusqu’en 1972.
En 1947, il est promu au poste de professeur titulaire. La même année, en septembre, Schwinger a développé le concept de renormalisation, qui a pu expliquer le phénomène appelé Lamb Shift dans le champ magnétique d’un électron.
Au cours de son mandat à Harvard, Schwinger a travaillé sur divers aspects de la physique théorique moderne et jusqu’au milieu des années 1950, il était considéré comme une autorité en la matière. En 1948-1949, il a soumis une série d’articles intitulés « Quantum Electrodynamics » (Parties I, II et III) à « Physics Review », ce qui lui a valu un grand succès.
En 1951, il a présenté sa formulation des équations des fonctions de Green des champs quantiques dans Actes de l’Académie nationale des sciences. Il a également donné de nombreuses conférences innovantes, qui contenaient de nombreux nouveaux résultats. Bien qu’il n’ait pas pris la peine d’en publier beaucoup, certains ont ensuite été imprimés par ses étudiants.
À partir du milieu des années 1950, certaines de ses théories ont commencé à être contestées. Néanmoins, il continue d’explorer de nouvelles voies et à partir de 1966, il commence à développer sa « théorie des sources », qui est une reformulation de la théorie de l’électrodynamique quantique. Cependant, la théorie n’a pas été acceptée par de nombreux collègues de Harvard.
En 1972, Schwinger quitte Harvard pour rejoindre l’Université de Californie à Los Angeles. Là, il a poursuivi ses travaux sur la théorie des sources, qui selon lui était le symbolisme mathématique des manipulations humaines en physique des hautes énergies.
À partir des années 1980, Schwinger a commencé une série d’articles sur le modèle Thomas-Fermi des atomes. Puis à partir de 1989, il commence à s’intéresser à la recherche non conventionnelle de la fusion froide. Cependant, ses articles n’ont pas été acceptés pour publication. Son dernier article publié portait sur la sonoluminescence.
Tout au long de sa vie professionnelle, Schwinger avait publié environ 200 articles et avait écrit un certain nombre de livres. Il a également agi en tant que conseiller académique auprès d’environ 73 doctorants et 20 post-doctorants. Beaucoup d’entre eux étaient devenus plus tard des physiciens bien connus et trois d’entre eux avaient remporté le prix Nobel. À travers eux, ses théories continuent d’influencer la physique moderne.
Grands travaux : Julian Schwinger est surtout connu pour ses travaux sur l’électrodynamique quantique (QED). Il a non seulement développé le formalisme de la nouvelle QED dans plusieurs articles fondamentaux, mais les a également rendus plus utiles pour les calculs pratiques. Ses découvertes ont contribué à apporter une nouvelle dimension à la théorie quantique des champs.
Récompenses et réalisations : Julian Schwinger a partagé le prix Nobel de physique 1965 avec Richard Feynman et Shinichiro Tomonaga. Bien que trois d’entre eux aient travaillé séparément, leurs travaux fondamentaux en électrodynamique quantique ont injecté de nouvelles idées dans le domaine de la QED, qui ont eu des conséquences considérables.
Outre le prix Nobel, Schwinger a également reçu le prix Nature of Light de l’Académie nationale des sciences des États-Unis en 1949, le prix Albert Einstein en 1951 et la médaille nationale des sciences des États-Unis en 1964.
Il a également reçu un D.Sc. honorifique. diplômes de l’Université Purdue en 1961 et de l’Université Harvard en 1962.
Vie personnelle et héritage : Julian Schwinger a épousé Clarice Carrol en 1947 alors qu’il enseignait à l’Université de Harvard. Le couple n’a pas eu d’enfants.
Vers la fin de sa vie, Schwinger a été atteint d’un cancer du pancréas. Malgré cela, il a travaillé intensément presque jusqu’à la fin. Son dernier article (sur la sonoluminescence) a été publié l’année même de sa mort.
Il est décédé d’un cancer du pancréas le 16 juillet 1994 à son domicile de Los Angeles. Il laisse dans le deuil son épouse Clarice.
Anecdotes : Il a rédigé sa thèse de doctorat alors qu’il était encore étudiant au premier cycle.
Sa carrière a duré soixante ans et pendant cette période, il a guidé au moins quatre générations d’étudiants diplômés. Selon le professeur Saxon, les facultés des meilleures universités américaines sont remplies par les étudiants de Schwinger et leurs étudiants.
Julian Seymour Schwinger (1918-1994)
https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1965/schwinger/biographical/
http://www.nasonline.org/member-directory/deceased-members/50690.html
https://www.thefamouspeople.com/profiles/julian-schwinger-7096.php