Murray Gell-Mann

Murray Gell-Mann (15 de setembro de 1929 – 24 de maio de 2019) foi um físico americano que recebeu o Prêmio Nobel de Física de 1969 por seu trabalho sobre a teoria das partículas elementares. Ele foi Professor Emérito Robert Andrews Millikan de Física Teórica no Instituto de Tecnologia da Califórnia, um distinto companheiro e um dos co-fundadores do Instituto de Santa Fé, professor de física na Universidade do Novo México e Professor Presidencial de Física e Medicina na University of Southern California.

Gell-Mann passou vários períodos no CERN, um centro de pesquisa nuclear na Suíça, entre outros como bolsista da John Simon Guggenheim Memorial Foundation em 1972.

Infância e educação

Gell-Mann nasceu em Lower Manhattan em uma família de imigrantes judeus do Império Austro-Húngaro, especificamente de Czernowitz, na atual Ucrânia. Seus pais eram Pauline (nascida Reichstein) e Arthur Isidore Gell-Mann, que ensinava inglês como segunda língua.

Impulsionado por uma intensa curiosidade de infância e amor pela natureza e pela matemática, ele se formou como orador oficial da Columbia Grammar & Escola Preparatória aos 14 anos e posteriormente ingressou no Yale College como membro do Jonathan Edwards College. Em Yale, ele participou do William Lowell Putnam Mathematical Competition e fez parte da equipe que representa a Yale University (junto com Murray Gerstenhaber e Henry O. Pollak) que ganhou o segundo prêmio em 1947.

Gell-Mann se formou em Yale com bacharelado em física em 1948 e pretendia fazer pós-graduação em física. Ele procurou permanecer na Ivy League para sua pós-graduação e se inscreveu na Universidade de Princeton e também na Universidade de Harvard. Ele foi rejeitado por Princeton e aceito por Harvard, mas esta última instituição não foi capaz de oferecer a ele qualquer assistência financeira de que ele precisava. Ele foi aceito pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e recebeu uma carta de Victor Weisskopf instando-o a frequentar o MIT e se tornar o assistente de pesquisa de Weisskopf, o que forneceria a Gell-Mann a assistência financeira de que precisava. Sem saber do status eminente do MIT na pesquisa em física, Gell-Mann era "miserável" com o fato de que ele não poderia frequentar Princeton ou Harvard e considerou o suicídio. Ele afirmou que percebeu que poderia tentar primeiro entrar no MIT e cometer suicídio depois, se achasse realmente terrível. No entanto, ele não poderia primeiro escolher o suicídio e depois frequentar o MIT; os dois "não se deslocavam diariamente", como disse Gell-Mann.

Gell-Mann recebeu seu Ph.D. em física pelo MIT em 1951, após concluir uma dissertação de doutorado, intitulada "Força de acoplamento e reações nucleares", sob a supervisão de Weisskopf.

Carreira

Gell-Mann fez pós-doutorado no Instituto de Estudos Avançados de Princeton em 1951 e foi professor pesquisador visitante na Universidade de Illinois em Urbana-Champaign de 1952 a 1953. Foi professor associado visitante na Universidade de Columbia e professor associado da Universidade de Chicago em 1954–1955, antes de se mudar para o Instituto de Tecnologia da Califórnia, onde lecionou de 1955 até se aposentar em 1993.

Física nuclear

Em 1958, Gell-Mann em colaboração com Richard Feynman, em paralelo com a equipe independente de E. C. George Sudarshan e Robert Marshak, descobriu as estruturas quirais da interação fraca da física e desenvolveu a teoria V-A (vetor menos teoria do vetor axial). Este trabalho seguiu a descoberta experimental da violação de paridade por Chien-Shiung Wu, conforme sugerido teoricamente por Chen-Ning Yang e Tsung-Dao Lee.

O trabalho de Gell-Mann na década de 1950 envolveu partículas de raios cósmicos recentemente descobertas que passaram a ser chamadas de kaons e hyperons. A classificação dessas partículas o levou a propor que um número quântico, chamado de estranheza, seria conservado pelas interações forte e eletromagnética, mas não pela interação fraca. Outra das ideias de Gell-Mann é a fórmula de Gell-Mann-Okubo, que era, inicialmente, uma fórmula baseada em resultados empíricos, mas depois foi explicada por seu modelo de quark. Gell-Mann e Abraham Pais estiveram envolvidos na explicação desse aspecto intrigante da mistura kaon neutra.

O feliz encontro de Murray Gell-Mann com o matemático Richard Earl Block na Caltech, no outono de 1960, "esclareceu" ele a introduzir um novo esquema de classificação, em 1961, para hádrons. Um esquema semelhante foi proposto independentemente por Yuval Ne'eman e passou a ser explicado pelo modelo quark. Gell-Mann referiu-se ao esquema como o caminho óctuplo, por causa dos octetos de partículas na classificação (o termo é uma referência ao Caminho Óctuplo do Budismo).

Gell-Mann, junto com Maurice Lévy, desenvolveu o modelo sigma de píons, que descreve interações de píons de baixa energia.

Em 1964, Gell-Mann e, de forma independente, George Zweig passaram a postular a existência dos quarks, partículas que compõem os hádrons desse esquema. O nome "quark" foi cunhado por Gell-Mann, e é uma referência ao romance Finnegans Wake, de James Joyce ("Three quarks for Muster Mark!" livro 2, episódio 4). Zweig se referiu às partículas como "aces", mas o nome de Gell-Mann pegou. Quarks, antiquarks e glúons logo foram estabelecidos como os objetos elementares subjacentes no estudo da estrutura dos hádrons. Ele recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1969 por suas contribuições e descobertas sobre a classificação de partículas elementares e suas interações.

Na década de 1960, ele introduziu a álgebra atual como um método de exploração sistemática de simetrias para extrair previsões de modelos de quarks, na ausência de uma teoria dinâmica confiável. Esse método levou a regras de soma independentes de modelo confirmadas por experimentos e forneceu pontos de partida que sustentam o desenvolvimento do Modelo Padrão (SM), a teoria amplamente aceita de partículas elementares.

Em 1972, ele e Harald Fritzsch introduziram o número quântico conservado "carga de cor", e mais tarde, junto com Heinrich Leutwyler, eles cunharam o termo cromodinâmica quântica (QCD) como a teoria de calibre da interação forte. O modelo quark faz parte do QCD e tem sido robusto o suficiente para acomodar de forma natural a descoberta de novos "sabores" de quarks, que substituiu o esquema de oito vias.

Gell-Mann foi responsável, juntamente com Pierre Ramond e Richard Slansky, e independentemente de Peter Minkowski, Rabindra Mohapatra, Goran Senjanović, Sheldon Glashow e Tsutomu Yanagida, pela teoria da gangorra das massas dos neutrinos, que produz massas em geral escala em qualquer teoria com um neutrino destro. Ele também é conhecido por ter desempenhado um papel em manter viva a teoria das cordas durante os anos 1970 e início dos anos 1980, apoiando essa linha de pesquisa em uma época em que era um tópico de interesse de nicho.

Ciência da complexidade e escrita popular

Na época de sua morte, Gell-Mann era o professor Robert Andrews Millikan de física teórica emérito no Instituto de Tecnologia da Califórnia, bem como professor universitário no Departamento de Física e Astronomia da Universidade do Novo México em Albuquerque, Nova México, e o Professor Presidencial de Física e Medicina da University of Southern California. Foi membro do conselho editorial da Encyclopædia Britannica. Em 1984, Gell-Mann foi um dos vários co-fundadores do Santa Fe Institute - um instituto de pesquisa teórica sem fins lucrativos em Santa Fe, Novo México, destinado a estudar vários aspectos de um sistema complexo e disseminar a noção de um estudo interdisciplinar separado de teoria da complexidade.

Murray Gell-Mann em Nice, 2012

Ele escreveu um livro de ciência popular sobre física e ciência da complexidade, The Quark and the Jaguar: Adventures in the Simple and the Complex (1994). O título do livro é tirado de um verso de um poema de Arthur Sze: "O mundo do quark tem tudo a ver com uma onça circulando à noite".

O autor George Johnson escreveu uma biografia de Gell-Mann, Strange Beauty: Murray Gell-Mann, and the Revolution in 20th-Century Physics (1999), que foi selecionado para a Royal Society Prêmio Livro. O próprio Gell-Mann criticou Strange Beauty por algumas imprecisões, com um entrevistador relatando que ele estremeceu com a menção disso. Em uma revisão na revista Caltech Engineering & Science, colega de Gell-Mann, o físico David Goodstein, escreveu: "Não invejo Murray pela estranha experiência de ler uma biografia tão penetrante e perspicaz de si mesmo... George Johnson escreveu uma bela biografia deste homem importante e complexo. O físico e Prêmio Nobel Philip Anderson, chamou o livro de "uma obra-prima da explicação científica para o leigo". e uma "leitura obrigatória" em uma revisão para o Times Higher Education Supplement e em seu capítulo sobre Gell-Mann de um livro de 2011. Sheldon Glashow, outro ganhador do Prêmio Nobel, deu a Strange Beauty uma crítica geralmente positiva, embora notasse algumas imprecisões, e o físico e historiador da ciência Silvan S. Schweber chamou o livro de "uma biografia elegante de um dos mais notáveis teóricos do século XX" embora ele tenha notado que Johnson não se aprofundou no trabalho de Gell-Mann com organizações industriais militares como o Institute for Defense Analyses. Johnson escreveu que Gell-Mann era um perfeccionista e que O Quark e o Jaguar foi, consequentemente, apresentado com atraso e incompleto. Em um item no Edge.org, Johnson descreveu a história por trás de seu relacionamento com Gell-Mann e observou que uma folha de errata aparece na página da biografia. O ex-associado da Caltech de Gell-Mann, Stephen Wolfram, chamou o livro de Johnson de "uma biografia muito boa de Murray, que Murray odiava". Wolfram também escreveu que Gell-Mann pensou que a escrita de The Quark and the Jaguar fosse responsável por um ataque cardíaco que ele (Gell-Mann) teve.

Em 2012, Gell-Mann e sua companheira Mary McFadden publicaram o livro Mary McFadden: A Lifetime of Design, Collecting, and Adventure.

Fundamentos quânticos

Gell-Mann foi um proponente da abordagem de histórias consistentes para entender a mecânica quântica, que ele defendeu em artigos com James Hartle.

Vida pessoal

Gell-Mann casou-se com J. Margaret Dow em 1955; tiveram uma filha e um filho. Margaret morreu em 1981 e em 1992 ele se casou com Marcia Southwick, cujo filho se tornou seu enteado.

Os interesses de Gell-Mann fora da física incluíam arqueologia, numismática, observação de pássaros e linguística. Junto com S. A. Starostin, ele estabeleceu o projeto Evolution of Human Languages no Santa Fe Institute. Como humanista e agnóstico, Gell-Mann foi Humanista Laureado na Academia Internacional de Humanismo. O romancista Cormac McCarthy viu Gell-Mann como um polímata que "sabia mais coisas sobre mais coisas do que qualquer pessoa que eu já conheci... perder Murray é como perder a Encyclopædia Britannica". #34;

Gell-Mann morreu em 24 de maio de 2019, em sua casa em Santa Fé, Novo México.

Prêmios e homenagens

Gell-Mann ganhou inúmeros prêmios e honrarias, incluindo os seguintes:

As universidades que concederam doutorados honorários a Gell-Mann incluem Cambridge, Columbia, a Universidade de Chicago, Oxford e Yale.