Герард 'т Хофт

Герардус (Герард) 'т Хофт (роден на 5 јули 1946) — холандски теоретски физичар и професор на Универзитетот Утрехт, Холандија. Тој ја делеше Нобеловата награда за физика во 1999 година со својот советник Мартинс Ј.Г. Велтман за "расветлување на квантната структура на електрослабовите интеракции".

Герард 'т Хофт
Герард 'т Хофт во ноември 2008 г.
Роден(а)	5 јули 1946(1946-07-05) Ден Хелдер, Холандија
Националност	Холанѓанец
Полиња	Теориска физика
Установи	Утрехтски универзитет
Образование	Утрехтски универзитет
Докторски ментор	Мартинус Велтман

Неговото дело се концентрира на теоријата на мерење, црни дупки, квантната гравитација и фундаменталните аспекти на квантната механика. Неговите придонеси кон физиката вклучуваат доказ дека теориите за мерење се ренормализира, димензионална регулација и холографски принцип.

Приватен живот

Тој е оженет со Алберта Шик (Бетеке) и има две ќерки, Саскија и Елен.

Животопис

Ран живот

Герард Хофт е роден во Ден Хелдер на 5 јули 1946 година, но израснал во Хаг, седиште на владата на Холандија. Тој беше средно дете на едно тричлено семејство. Тој доаѓа од семејство научници. Неговата баба беше сестра на лауреатот на Нобеловата награда Фриц Зеринеке и беше оженет со Питер Николас ван Кампен, кој беше познат професор по зоологија на Универзитетот Лајден. Неговиот вујко Нико ван Кампен бил професор по теоретска физика на Универзитетот во Утрехт и додека неговата мајка не се одлучила за научна кариера поради нејзиниот пол, таа се омажила за морски инженер. Следејќи ги стапките на неговото семејство, тој покажал интерес во науката уште на рана возраст. Кога наставникот во основно училиште го прашал што сака да биде кога ќе порасне, тој смело изјавил: "човек кој знае сè".

По основно училиште, Герард присуствуваше на Далтонскиот Лицеум, училиште кое ги применило идеите од планот Далтон , образовен метод што му одговараше добро. Тој лесно ги поминал своите научни и математички курсеви, но се бореше со своите јазични курсеви. Сепак, поминал на часови по англиски, француски, германски, класичен грчки и латински. На 16-годишна возраст тој освои сребрен медал на втората холандска математичка олимпијада.

Образование

По завршувањето на средношколските испити во 1964 година, тој се запишал во физичката програма на Универзитетот Утрехт. Тој се одлучил за Утрехт, наместо многу поблискиот Лајден, бидејќи неговиот чичко беше професор таму и сакаше да присуствува на неговите предавања. Бидејќи бил толку фокусиран на науката, неговиот татко инсистирал да се приклучи на Утрехтскиот студентски корпус, елитен студентски сојуз, со надеж дека ќе стори нешто друго освен да студира. Ова работеше до одреден степен, за време на студиите тој беше коксов со својот веслачки клуб "Тритон" и организираше национален конгрес за научни студенти со нивниот клуб за научни дискусии "Кристијан Хајгенс". Во текот на студиите тој одлучил дека сака да влезе во она што го сметал за срцето на теоретската физика, елементарните честички. Неговиот чичко пораснал за да не му се допадне на субјектот, а особено неговите практичари, па кога станало време да го напише својот "докторанскрипт" (холандски еквивалент на магистерска теза) во 1968 година, "Хоффт" не се сврте кон новоименуваниот професор Мартинус Велтман, кој специјализирал во теоријата Јанг-Милс, релативно екстремна тема во тоа време, бидејќи мислел дека не може да се обноват. Неговата задача била да ја проучува аномалијата Адлер-Бел-Џаки, се појавила неусогласеност во теоријата на распаѓањето на неутралните пиони; формалните аргументи забрануваат распаѓање во фотони, додека практичните пресметки и експерименти покажале дека ова е примарна форма на распаѓање. Решавањето на проблемот било целосно непознато во тоа време, и "Хоффт" не бил во можност да обезбеди решение.

Во 1969 година, 'т Хоффт започнал со докторско истражување со Мартинс Велтман како негов советник. Тој ќе работи на истата тема на која Велтман претходно работел, ренормализација на теориите на Јанг-Милс. Во 1971 година бил издаден неговиот прв труд. Во него покажал како да ги реорганизира безбројните полиња на Јанг-Милс и можел да извлече односи меѓу амплитудите, кои би биле генерализирани од Андреј Славнов и Џон К. Тејлор и станале познати како Славен-Тејлор идентитети.

Светот не знаеше многу, но Велтман беше возбуден поради тоа што виде дека проблемот на кој работел беше решен. Потоа следуваше интензивна соработка во која тие ја развија техниката на димензионална регулација. Наскоро вториот весник на Хоуфт бил подготвен да биде објавен, во кој тој покажал дека теориите на Јанг-Милс со масивни полиња поради спонтан кршење на симетријата би можеле да бидат ренормализирани. Овој труд ги заработи во светски признанија и на крајот ќе ги освои парите на Нобеловата награда за физика во 1999 година.

Овие две трудови ја формираа основата на дисертацијата 'т Ховтовата, The Renormalisation Procedure for Yang-Mills Fields, а 1972 година ја стекна својата докторска дисертација. Во истата година се ожени со својата сопруга, Алберта А. Шик, студент по медицина во Утрехт.

Кариера

Герард 'т Хофт

Откако го добил својот докторат, Хофт отишол во ЦЕРН во Женева, каде што имал стипендија. Тој понатаму ги усовршувал неговите методи за теориите на Јанг-Милс со Велтман (кој се вратил во Женева). Во тоа време тој се заинтересирал за можноста дека силната интеракција би можела да се опише како масовна теорија на Јанг-Милс, т.е. една од типот кој штотуку се покажал како ренормализиран и оттаму е подложен на детална пресметка и споредување со експериментот. Според пресметките 'т Хофт, овој тип на теорија поседува само вистински вид на скалирани својства (асимптотска слобода) што оваа теорија треба да има според длабоките нееластични експерименти со расејување. Ова било спротивно на популарната перцепција на теориите на Јанг-Милс во тоа време, дека како гравитација и електродинамика, нивниот интензитет треба да се намали со зголемување на растојанието меѓу интерактивните честички; таквото конвенционално однесување со растојание не беше во можност да ги објасни резултатите од длабоко нееластично расејување, додека пресметките на Хофт би можеле да бидат. Кога Хоффт ги спомнал неговите резултати на мала конференција во Марсеј во 1972 година, Курт Симанзик го повика да го објави овој резултат, но Хофт не го стори тоа, а резултатот на крајот беше откриен и објавен од страна на Хју Дејвид Полицер, Дејвид Грос , и Френк Вилчек во 1973 година, што довело до заработка за Нобеловата награда за физика во 2004 година. Во 1974 година, Хофт се вратил во Утрехт, каде што станал асистент професор. Во 1976 година, тој бил поканет на гостин позиција во Стенфорд и на позицијата во Харвард како предавач на Морс Лоуб. Неговата најстара ќерка, Саскија Ана, е родена во Бостон, а неговата втора ќерка, Елен Марга, е родена во 1978 година откако се вратил во Утрехт, каде што бил редовен професор. Во 2007 година, 'т Хофт стана главен уредник на Фондацијата за физика, каде што се обиде да го оддалечи дневникот од контроверзијата на теоријата на ЕКЕ. Тој ја држеше функцијата до 2016 година. На 1 јули 2011 година беше назначен за Почитуван професор од Универзитетот Утрехт.

Почести

Во 1999 година, Хофт ја делеше Нобеловата награда за физика со својот советник Велтман за "разјаснување на квантната структура на електрославните интеракции во физиката". Пред тоа време неговата работа веќе беше признаена од други значајни награди. Во 1981 година, тој доби награда за Волф, најверојатно најпрестижна награда во физиката по Нобеловата награда. Пет години подоцна го доби Лоренц медалот, доделен на секои четири години во признавањето на најважните придонеси во теоретската физика. Во 1995 година тој беше еден од првите корисници на највисоката награда на научниците во Холандија (Spinozapremie). Во истата година тој беше исто така почестен со Френклин медал. Од неговата Нобелова награда 'т Хофт доби бројни награди, почесни докторати и почесни професори. Тој беше командант на витез во редот на Холандскиот Лав и офицер во Француската Легија на честа. Астероидот 9491 Thought е именуван во негова чест, и тој има напишано устав за своите идни жители. Тој е член на Академијата за уметности и науки на Кралството Холандија од 1982 година, каде што беше професор по академија во 2003 година. Тој е исто така странски член на многу други научни академии, меѓу кои и француската Академија за наука, Американската национална академија на науките и Американската академија на науките и уметностите и Институтот за физика во Британија и Ирска.

Истраживања

Истражувачкиот интерес на 'т Хофт може да се подели во три главни насоки: "теории на мерење во физика на елементарните честички", "квантна гравитација и црни дупки" и "основни аспекти на квантната механика"

Теории на мерење на елементарните честички во физиката

Герард 'т Хоофт е најпознат по својот придонес во развојот на теории за мерење во физиката на честички. Најпознат од овие е доказ во неговата докторска теза дека теориите на Јанг-Милс се ренормирани, за што ја делеше Нобеловата награда за физика во 1999 година. За овој доказ тој воведе (со неговиот советник Велтман) техника на димензионална регулација. По неговиот PhD, тој се заинтересирал за улогата на теориите за мерење во силната интеракција, водечката теорија која се нарекува квантна хромодинамика или QCD. Голем дел од неговото истражување се фокусираше на проблемот со затворањето на боите во QCD, односно за опсервацискиот факт дека само ниски неутрални честички се забележуваат при ниски енергии. Ова доведе до откривање дека SU(N) калибрираните теории се поедноставуваат во големината N, факт кој се покажал важен во испитувањето на претпоставената коресподенција меѓу теориите на низа во простор против Анти-де Ситер и конформни теории на поле во една пониска димензија. Со решавање на теоријата во едно просторно и едно време димензија, 'т Хофт не можеше да изведе формула за масите на мезоните. Тој, исто така, ја проучувал улогата на т.н. инстантонски придонеси во QCD. Неговата пресметка покажа дека овие придонеси доведуваат до интеракција помеѓу светлините кваркови при ниски енергии кои не се присутни во нормалната теорија. Проучувајќи ги инстантонските решенија на теориите на Јанг-Милс, 'т Хофт откри дека спонтано кршење на теорија со SU(N) симетрија на U (1) симетрија ќе доведе до постоење на магнетни монополи. Овие монополи се нарекуваат 'т Хофт-Полаков монополи, по Александар Полаков, кој самостојно го добил истиот резултат. Како уште едн дел во загатката за задржување на бојата, 'т Хофт ги претстави 'т Хофтовите оператори, кои се магнетни двојни на Вилсон петелките. Користејќи ги овие оператори, тој можеше да ги класифицира различните фази на QCD, кои ја формираат основата на дијаграмот на QCD фаза.

Во 1986 година, тој конечно можеше да покаже дека инстантоните придонеси ја решат аномалијата Адлер-Бел-Џаки, тема на тезата на својот господар.

Квантна гравитација и црни дупки

Кога Велтман и 'т Хофт се преселиле во ЦЕРН, откако тој не го добил својот докторат, Велтман го привлекло вниманието на можноста за користење на нивните димензионални техники за регулација на проблемот на квантизирање на гравитацијата. Иако била познато дека растројната квантна гравитација не била целосно пренормилива, тие сметале дека важни лекции треба да се научат со проучување на формалната ренормализација на теорискиот поредок по ред. Ова дело ќе го продолжат Стенли Десер и уште еден докторант на Велтман, Петер ван Ниуененхајзен, кој подоцна пронајде обрасци во референзализацијата, што доведе до откривање на супергравитацијата. Во осумдесеттите години, вниманието на 'т Хофт беше привлечено кон темата на гравитацијата во три димензии во просторот. Заедно со Десер и Џаки, објавил во 1984 година статија во која ја опишува динамиката на рамен простор каде единствен локален степен на слобода се шири со дефекти во точка. Неговото внимание се враќаше на овој модел во различни точки во времето, покажувајќи дека парите на Гот не би предизвикале каузално нарушување на временските јамки, и покажувајќи како модел може да се квантифицира. Неодамна тој предложи генерализирање на овој купетен модел на гравитација до 4 димензии во просторот. Со откривањето на Стивен Хокинг за Хокинското зрачење од црни дупки, се чини дека испарувањето на овие објекти повредува фундаментално својство на квантната механика, унитарност. 'Т Хофт одби да го прифати овој проблем, познат како парадокс на информации за црна дупка и претпоставува дека ова мора да биде резултат на полукласичниот третман на Хокинг и дека тоа не треба да се појави во целосна теорија за квантната гравитација. Тој предложил дека би било можно да се проучат некои од својствата на таквата теорија, претпоставувајќи дека таквата теорија е унитарна. Користејќи го овој пристап, тој тврди дека во близина на црна дупка, квантните полиња може да се опишат со теорија во пониска димензија. Ова доведе до воведување на холографскиот принцип од него и Леонард Сусквинд.

Фундаментални аспекти на квантната механика

'Т Хофт има "отстапувачки ставови за физичкото толкување на квантната теорија". Тој верува дека може да има детерминистичко објаснување што лежи во квантната механика. Користејќи шпекулативен модел тој тврди дека таквата теорија може да ги избегне вообичаените аргументи за нееднаквост на Бел кои би ја забранија таквата локална скриена варијабларна теорија. Во 2016 година објавил изложба на долги книги на неговите идеи , кои според 'т Хофт, наидуваат на мешани реакции.