デビッド・パインズ

デビッド・パインズ（1924年6月8日 - 2018年5月3日）は、凝縮物質と原子物理学における量子多体系の研究で知られる米国の物理学者。指導教官のデビッド・ボームとともに、金属中の電子の相互作用の理解に貢献した。^[2]ボームとパインズは、金属中の電子密度振動の量子であるプラズモンを導入した。 ^[3]彼らはランダム位相近似の使用を先駆的に行った。^[2]ジョン・バーディーンとの電子-フォノン相互作用に関する研究は、超伝導のBCS理論の開発につながった。^{[2] [3]}パインズはBCS理論を原子物理学に拡張し、核子の数が偶数と奇数の同位体の安定性を説明した。^[3]また、超流動理論を使用して中性子星のグリッチを説明した。^[3]

パインズは物理学における創発の概念を推進した。^[3]

デビッド・パインズは、機械エンジニアのシドニー・パインズとエディス・パインズ（旧姓アデルマン）の子として生まれた。^[4]彼は1940年にダラスのハイランドパーク高校を卒業し、その後ブラックマウンテンカレッジで1年間学んだ後、カリフォルニア大学バークレー校に入学した。 ^[5]

パインズは1944年にカリフォルニア大学バークレー校で物理学の学士号を取得し、同校で大学院の研究を始めた。最初の学期の後に海軍に徴兵され、研究は中断された。2年間勤務した後、バークレー校で指導者を務めていたJ・ロバート・オッペンハイマーに続いて1947年にプリンストン大学に入学した。 1950年にプリンストンでデイヴィッド・ボームの指導の下、博士号を取得した。^{[1] [5]}

パインズは、複雑適応物質研究所（ICAM）と国際複雑適応物質研究所（I2CAM）（それぞれ、創発現象の研究と理解に特化した全米および国際的な機関）の初代所長、カリフォルニア大学デービス校の物理学の著名な教授、イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校（UIUC）の高等研究センターの物理学の研究教授および物理学、電気・コンピュータ工学の名誉教授、ロスアラモス国立研究所の材料、物理学、応用部門の職員を務めた。^[5]

彼はイリノイ大学高等研究センターの初代所長（1968～70年）、アスペン物理学センターの副所長（1968～72年）、米ソ物理学協力プログラムの創設者兼共同議長（1968～89年）、サンタフェ研究所の共同創設者、副所長、理事会議長、科学委員会共同議長（1982～1996年）を務めた。

彼は理論物理学のワークショップ15回とサマースクール2回の主催者または共同主催者であり、アスペン物理学センターの名誉理事および名誉会員であり、イスタンブールのサバンジュ大学の理事会メンバーでもあった。

以下にリストを示します。

• ペンシルバニア大学講師1950–52 ^[1]
• 1952–55年、 UIUC研究助教授
• プリンストン大学助教授 1955–58
• 1958-59年高等研究所会員
• 1959～1995年、UIUC物理学・電気工学教授
• パリ大学科学部教授准教授1962 ～ 1963 年
• 1967-70年、UIUC高等研究センター創設ディレクター
• ノルディタ客員教授1970
• 1970年および1978年、ソ連科学アカデミー客員科学者
• 1973年中国科学アカデミー客員研究員
• 1978年パリ大学交換教授
• 1978-1990年、UIUC高等研究センター教授
• 1979年ハンガリー科学アカデミー客員研究員
• ゴードン・ゴッドフリーニューサウスウェールズ大学教授1985
• BT マティアス客員研究員 (ロスアラモス国立研究所) 1986
• 1989年カレッジ・ド・フランス教授
• 1990～1995年、UIUCの物理学および電気コンピュータ工学の高等研究センター教授
• サンタフェ研究所外部教授1989–2002
• ロバート・マクスウェル サンタフェ研究所教授 1991
• S. ウラム ロスアラモス国立研究所客員研究員 1996 ～ 1997 年
• 1998年 ストックホルム王立工科大学客員教授
• 2000年ケンブリッジ大学トリニティ・カレッジ客員研究員

• Frontiers in Physics創刊編集者、1961年～現在
• 1973-96年現代物理学評論編集者

• 1967 年、UIUC 高等研究センター、1967 ～ 69 年アスペン物理学センター、1968 年米ソ物理学協力プログラム、1982 ～ 84 年サンタフェ研究所、1998 ～ 1999 年複雑適応物質研究所の共同設立者。
• 理論物理学のワークショップ15回とサマースクール2回の主催者または共同主催者
• アスペン物理学センター：副会長（1968～1972年）。
• 1968～80年理事会、1980年～名誉理事、1980年～2018年会員
• サンタフェ研究所：共同創設者、1984年、副会長、
• 1984–86; 理事会、1984–2002; 理事会議長、1986–87; 科学委員会創設共同議長、1987–96; 科学委員会委員、1987–1999; 2001-; 外部講師、1995-2018
• 複雑適応物質研究所: 創設所長、理事会（現理事会）および科学運営委員会委員、1999～2018年
• 米国科学アカデミー、凝縮系物理学委員会委員長、1994～98年
• 米国科学アカデミー/米国国立研究会議:
• 物理学調査委員会、1965～66年;
• 国際科学交流委員会の創設者および議長、1973～1977年
• 米国/ソ連凝縮物質理論ワークショップの創設者および共同議長、1968年、1970年、1974年、1978年、1988年
• 米ソ物理学協力委員会の創設者および共同議長、1975～80年
• アメリカ芸術科学アカデミー: 物理学部門およびクラス会員委員会委員長、1996-99年
• ロスアラモス国立研究所:
• T部門諮問委員会: 委員 1975–82; 委員長 1977–1982
• 防衛分析研究所、国防科学研究グループ指導者、1985～2000年

パインズは2018年5月3日に膵臓癌のため亡くなった。^[6]

1956年、パインズは異なるバンドの電子が位相をずらしてコヒーレントに動く電子モードの存在を予言し、ジェームズ・クラーク・マクスウェルにちなんで「悪魔」モードと名付けた。「マクスウェルはあまりにも若すぎて、自分の名を冠した粒子や励起を持つには早すぎる」と考えたからである。^[7]パインズは語源の選択を、この用語を半分頭文字を取ったものにすることで正当化したが（DEMは「明確な電子運動」の略であると主張した）、この現象はマクスウェルの統計力学の悪魔とは無関係である。^[8]パインズの悪魔は、例えば2Dまたは準2D材料の低次元性から生じる、より一般的な音響プラズモンと混同すべきではない。比較すると、悪魔は異なる電子バンドからの反対の電流を介してマルチバンド材料でのみ発生し、特定の次元性に結びついていない。彼の悪魔の予言は、2023年にルテニウム酸ストロンチウムで実験的に初めて観測された。^[9]

彼の最近の研究テーマは、材料の創発的挙動の原因となる組織原理の探索に関するもので、そこでは、その基本構成要素間の強い競合する相互作用に応じて、予期しない新しい種類の挙動が出現します。相関電子材料に関する最近の研究成果には、アンダードープ銅酸化物超伝導体の擬ギャップ状態における保護された磁気挙動の一貫した現象論的記述の開発、および重い電子材料の近藤格子における遍歴の保護された出現の発見と、2流体モデルを使用したその記述があります。彼は、パルサーグリッチによって明らかにされた中性子星の超流動とヘリウム液体における基本励起に引き続き興味を持っています。^[10]

多体系理論と理論天体物理学への彼の​​独創的な貢献は、 2つのグッゲンハイムフェローシップ^{[10] 、}フィーンバーグメダル、大学院生研究優秀賞エドワードA.フリーマン賞、ディラック賞とドラッカー賞によって認められ、米国科学アカデミー、アメリカ哲学協会、アメリカ芸術科学アカデミー、ロシア科学アカデミー、ハンガリー科学アカデミーに選出され、カリフォルニア工科大学、コレージュ・ド・フランス、ケンブリッジ大学トリニティ・カレッジ、ライデン大学、パリ大学で客員教授を務めた。

デビッド・パインズは以下の団体の会員およびフェローでした:

• 米国科学アカデミー会員^[10]
• アメリカ哲学協会会員^[10]
• アメリカ芸術科学アカデミー会員^[10]
• ロシア科学アカデミー外国人会員^[10]
• ハンガリー科学アカデミー名誉会員^[10]
• アメリカ科学振興協会フェロー^[10]
• アメリカ物理学会フェロー^[10]
• 1957-58年、コペンハーゲンとパリの国立科学財団上級ポストドクター研究員
• ジョン・サイモン・グッゲンハイム記念フェロー1962–63年および1970–71年

彼は生涯を通じて、以下を含む多くの賞を受賞しました。

• ライデン大学ローレンツ教授1971
• フリッツ・ロンドン記念講師（デューク大学）1972
• ジュリオ・ラカ記念講師（エルサレム・ヘブライ大学）1974
• マション講師（ニューカッスル大学）1976
• シャーマン・フェアチャイルド優秀研究員（カリフォルニア工科大学）1977
• ユージン・フィーンバーグ記念講師（セントルイス・ワシントン大学）1982年
• イーストマン・コダック -ロチェスター大学特別講師 1983
• 1983年 凝縮系物理学におけるフリーマン賞
• 理論物理学の進歩に対するディラック賞（ニューサウスウェールズ大学）1985年
• エミール・ワールブルク講師（バイロイト大学）1985
• ユージン・フィーンバーグ賞1985
• ダニエル・C・ドラッカー 優秀教授賞 1994
• ジョン・バーディーン賞 [de] 2009年超伝導理論^[11]
• 2016 年ジュリアス・エドガー・リリエンフェルド賞^[11]

• 多体問題 (WA ベンジャミン: NY) 456 ページ (1961) (ロシア語訳、国立出版社、モスクワ、1963)
• 固体の基本励起（WAベンジャミン：NY）312ページ（1963年）（ロシア語訳、国立出版社、モスクワ、1965年）。日本語訳（裳華房、東京、1974年）
• 量子液体の理論、第 1 巻 通常のフェルミ液体。WA Benjamin: NY、1、355 ページ (1966)。(ロシア語訳、出版社 MIR、モスクワ、1968 年)
• パインズ、デイビッド、アンダーソン、フィリップ W.、アロー、ケネス J.編 (1988)。進化する複雑系としての経済: 1987 年 9 月にニューメキシコ州サンタフェで開催されたグローバル経済の進化の道に関するワークショップの議事録。カリフォルニア州レッドウッドシティ: Addison-Wesley Pub. Co. ISBN 9780201156850。本の詳細。
• 量子液体の理論 第2巻: 超流動ボーズ液体 (P. ノジエール共著)、アディソン・ウェズリー、180 ページ (1990)

• 複雑適応物質研究所 - カリフォルニア大学の複数キャンパスおよび複数分野の研究プログラム