НОБЕЛОВИ ЛАУРЕАТИ / 1999 г. / ФИЗИКА / ГЕРАРДУС 'Т ХООФТ

Герардус 'т Хоофт (Gerardus 't Hooft)

5 юли 1946 г.

Физика (заедно с Мартинус Велтман)

(За изясняване на квантовата структура на електрослабите взаимодействия във физиката)

Герардус (Герард) 'т Хоофт е един от най-влиятелните и бляскави физици теоретици на нашето време. Неговата работа полага буквално основите на съвременната физика на елементарните частици. През 1999 г. получава Нобелова награда за физика (заедно със своя научен ръководител Мартинус Велтман) за „изясняването на квантовата структура на електрослабите взаимодействия“. С две думи: доказва математически, че теориите, които описват как работят фундаменталните сили в улея на микросвета, имат смисъл и не водят до абсурдни безкрайности. Ето ключовите стълбове на неговия научен път и идеите, с които променя науката.

Първият основен стълб е спасяването на Стандартния модел, известно като ренормализация. В края на 60-те и началото на 70-те години физиците разполагат с красива теория за обединението на електромагнетизма и слабото ядрено взаимодействие (силата, отговорна за радиоактивния разпад). Проблемът е, че когато се опитват да пресметнат конкретни процеси, математиката започвала да изригва безкрайни, нелогични стойности. Теорията изглеждала неизползваема. Още като докторант 'т Хоофт (заедно с Велтман) разработва гениален математически метод за „укротяване“ на безкрайностите. Те доказват, че така наречените неабелеви калибровъчни теории, върху които стъпва Стандартният модел, са напълно предсказуеми и стабилни. Това откритие отваря буквално вратите за триумфа на съвременната физика на частиците.

Вторият фундаментален принос е Холографският принцип. Ако сте чували концепцията, че нашата триизмерна Вселена е може би просто „холограма“, проектирана от границата на пространството, дължите това до голяма степен на 'т Хоофт. Вдъхновен от термодинамиката на черните дупки и работите на Стивън Хокинг, в началото на 90-те години той формулира Холографския принцип, който по-късно е доразвит от Леонард Съскинд. Принципът гласи, че цялата информация, съдържаща се в даден обем пространство, може да бъде описана изцяло от теория, която „живее“ на двуизмерната граница на този обем. Това днес е ключов инструмент в опитите да се обединят квантовата механика и общата теория на относителността с цел изграждане на теория за квантовата гравитация.

Ученият има и редица други фундаментални приноси. Той е сред първите, които посочват феномена на кварковото удържане (confinement) – че силата между кварките, които изграждат протоните и неутроните, нараства с отдалечаването им, което обяснява защо никога не можем да наблюдаваме свободен, изолиран кварк. Освен това, независимо от съветския физик Александър Поляков, той открива теоретично решение в калибровъчните теории, известно като монопол на 'т Хоофт-Поляков, което предсказва съществуването на магнитни монополи (магнити само с един полюс – северен или южен) в ранната Вселена.

Родът на 'т Хоофт е изключително забележителен и пълен с учени. Частицата „'т“ в нидерландските имена е съсъкращение от стария член het („то“ / „онова“). Неговият чичо е известният физик Фриц Цернике – също Нобелов лауреат, изобретил фазово-контрастния микроскоп, а баба му е сестра на известния физик Питер Котвег. Днес 'т Хоофт е професор в Утрехтския университет в Нидерландия. Той е известен със своята достъпност и с това, че поддържа свой сайт, в който е съставил подробен пътеводител със свободни ресурси за всеки, който иска сам да стане добър физик теоретик. Подходът му към науката е бил винаги воден от дълбок детерминизъм – той все още търси по-дълбока, реалистична реалност зад странностите на квантовата механика.

Съставил: Gemini 3

Редактор: Павел Николов