フランク・ウィルチェク

フランク・ウィルチェク
2004年のウィルチェク
生まれる	フランク・アンソニー・ウィルチェク ( 1951-05-15 )1951年5月15日（73歳） 米国ニューヨーク州ミネオラ
教育	シカゴ大学( BS ) プリンストン大学( MA、PhD )
知られている	漸近的自由度 量子色力学 粒子統計 アクシオンモデル
配偶者	ベッツィ・ディヴァイン
子供たち	アミティとミラ[1]
受賞歴	マッカーサーフェローシップ（1982年） 桜井賞（1986年） ICTPディラック賞（1994年） ローレンツ賞（2002年） リリエンフェルト賞（2003年） ノーベル物理学賞（2004年） キングファイサル賞（2005年） テンプルトン賞（2022年）
科学者としてのキャリア
フィールド	物理学 数学
機関	マサチューセッツ工科大学 上海交通大学 アリゾナ州立大学 ストックホルム大学
論文	非可換ゲージ理論と漸近的自由度 (1974)
博士課程の指導教員	デビッド・グロス
Webサイト	フランカウィルチェク

フランク・アンソニー・ウィルチェク（/ ˈ v ɪ l tʃ ɛ k / ^[2]または/ ˈ w ɪ l tʃ ɛ k / ; ^[3] 1951年5月15日生まれ）は、アメリカの理論物理学者、数学者、ノーベル賞受賞者です。 マサチューセッツ工科大学（MIT）のハーマン・フェシュバッハ物理学教授、TDリー研究所の創設所長、上海交通大学（SJTU）ウィルチェク量子センターの主任科学者、アリゾナ州立大学（ASU）の著名な教授、ストックホルム大学の教授を務めています。^[4]

ウィルチェクは、デイビッド・グロス、H・デイビッド・ポリツァーとともに、 2004年に「強い相互作用の理論における漸近的自由性の発見」によりノーベル物理学賞を受賞した。^[5] 2022年5月には、「宇宙を支配する力についての理解を一変させ、数学的美を体現する世界の刺激的なビジョンを明らかにした自然の基本法則の研究」によりテンプルトン賞を受賞した。 ^[6]

ニューヨーク州ミネオラ生まれのウィルチェクは、ポーランドとイタリアの血を引いている。^[1]祖父母は移民で、ウィルチェクによると「本当に手を使って働いていた」というが、父親は夜間学校に通って自ら学び、修理工として働いて家族を支えた。^[7]ウィルチェクの父親は「独学でエンジニアになり、その技術と科学への興味が息子に影響を与えた。^[8]

ウィルチェクはクイーンズの公立学校で教育を受け、マーティン・ヴァン・ビューレン高校に通った。この頃、ウィルチェクの両親は息子にIQテストを受けさせたこともあり、彼が特別な才能を持っていることに気づいた。^[9]

ウィルチェクは2学年飛び級した後、13歳で10年生として高校に入学した。彼は高校時代の物理の教師2人から特に影響を受けた。そのうちの1人は、全国的なウェスティングハウス科学才能発掘プログラムに参加する生徒を支援するコースを教えていた。ウィルチェクは1967年に決勝に進み、群論に関する数学プロジェクトで最終的に4位を獲得した。^{[10] [11]}

彼は1970年にシカゴ大学で数学の理学士号を取得し、ファイ・ベータ・カッパ^{[12]の会員となった。シカゴ大学で数学を専攻していた最後の年に、彼は}ピーター・フロイントが教える物理学の群論の講義を受講した。ウィルチェクは後にこの講義を「基本的には粒子物理学」であり、非常に影響力があったと述べている。^[7]

しかし、ピーター・フロイントは私の人生に大きな役割を果たしました。なぜなら、彼は群論、つまり物理学の対称性に関する講義を教えてくれたからです。彼はとても熱心で、本当に熱心に講義してくれました。そしてそれは素晴らしい内容でした。今でも、角運動量の量子理論は人類の業績の絶対的な頂点の一つだと思っています。本当に素晴らしいです。

ウィルチェクはプリンストン大学に数学の大学院生として入学した。1年半後、数学から物理学に転向し、デイビッド・グロスを論文指導教員とした。^[7]

彼は1972年にプリンストン大学で数学の修士号を取得し、 1974年には物理学の博士号を取得した。^[13]

ウィルチェクはプリンストン大学でベッツィ・ディヴァインと出会った。 1972年にテレビで放映されたフィッシャー対スパスキーのチェス対決を観戦していたのがきっかけだった。^{[14] 2}人は1973年に結婚し、2人の娘がいる。^[1]好きな物理学者はジェームズ・クラーク・マクスウェルである。^[15]

ウィルチェクはカトリック教徒として育てられたが、後に「従来の宗教への信仰を失った」 ^[1] 。しかし、サイエンティフィック・アメリカン誌に対しては「宗教は10代の頃の私にとって大きな意味を持っていた」と語っている。 ^[16]彼は不可知論者と言われているが^[17]、2013年に「『汎神論』の方が正確だ」とツイートしている。^[18]

ウィルチェクは「世界は美しい考えを体現している」が、「これは精神的な解釈を刺激するかもしれないが、それを必要とするものではない」と述べた。^{[19] [20]}

ウィルチェクは、人類が直面している実存的リスク、特に高度な人工知能による実存的リスクを軽減するために活動している組織であるフューチャー・オブ・ライフ研究所の科学諮問委員会のメンバーです。^[21]

2014年、ウィルチェクはスティーブン・ホーキングと他の2人の学者とともに手紙を書き、「AIの創造に成功すれば人類史上最大の出来事となるだろう。残念ながら、リスクを回避する方法を学ばなければ、最後のAIになるかもしれない」と警告した。^[22]

ウィルチェク氏はまた、国連における民主的改革とより説明責任のある国際政治システムの創設を主張する組織である国連議会設立キャンペーンの支持者でもある。 ^[23]

ウィルチェクは科学と公衆のための協会の理事を務めている。ポーランド出身の著名な科学者の団体であるコジオスコ財団の共同設立者でもある。 ^[24]

ウィルチェクはペン＆テラーの「Bullshit!」に出演し、ペンは彼を「番組史上最も賢い人物」と評した。

1982年にマッカーサー・フェローシップを受賞した。^[25]

ウィルチェクは1990年に米国科学アカデミーの会員に選出され、 1993年にはアメリカ芸術科学アカデミーの会員に選出された。 ^{[26] [27]} 2005年にはアメリカ哲学協会の会員に選出された。 ^[28]

ウィルチェクは2000年にオランダ王立芸術科学アカデミーの外国人会員となった。^[29] 2002年にローレンツ賞を受賞した。 2003年にアメリカ物理学会のリリエンフェルト賞を受賞した。同年、プラハ・カレル大学から数学・物理学部記念メダルを受賞。2003年には欧州物理学会の高エネルギー・粒子物理学賞の共同受賞者となった。2004年のノーベル物理学賞は、「強い相互作用の理論における漸近的自由性の発見」により、デイビッド・J・グロス、H・デイビッド・ポリツァー、フランク・ウィルチェクの3名に共同授与された。ウィルチェクは2005年のファイサル国王国際科学賞の共同受賞者でもある。同年、アメリカ業績アカデミーのゴールデン・プレート賞を受賞した。^[30] 2013年1月25日、ウィルチェクはスウェーデンのウプサラ大学理工学部から名誉博士号を授与された。 ^[31]また、2009年から2011年までインフォシス賞の物理科学審査員を務めた。2011年、ウィルチェクはコロラド大学ボルダー校でジョージ・ガモフ記念講演を行った。^[32] 2022年には、「壮大な大きさと想像を絶するほど小さいスケールで数学的な美しさを体現していると彼が考える宇宙のビジョン」を明らかにした作品でテンプルトン賞を受賞した^{[33] 。 [34]}

ウィルチェク氏は、MIT理論物理学センターのハーマン・フェシュバッハ物理学教授職に就いています。また、プリンストン高等研究所やカリフォルニア大学サンタバーバラ校理論物理学研究所でも勤務し、 NORDITAの客員教授も務めました。

ウィルチェクの2004年のノーベル賞は漸近的自由性に対する受賞だったが、彼はアクシオン、エニオン、漸近的自由性、クォーク物質のカラー超伝導相、および量子場の理論の他の側面の解明と発展に貢献した。彼は凝縮物質物理学、天体物理学、および素粒子物理学に取り組んできた。

1973年、プリンストン大学でデイビッド・グロス と研究していた大学院生だったウィルチェクは（グロスと共同で）漸近的自由を発見した。これは、クォーク同士が近いほど、それらの間の強い相互作用（または色荷）が小さくなるという理論である。クォークが極端に接近すると、それらの間の核力は非常に弱くなり、クォークはほとんど自由粒子のように振舞う。H・デイビッド・ポリツァーが独立に発見したこの理論は、量子色力学の発展に重要であった。 2002年にオランダ王立芸術科学アカデミーがウィルチェクにローレンツ賞を授与した際、ウィルチェクは次のように述べている^。[35]

この[漸近的自由]とは、原子核を構成する構成要素である「クォーク」が、互いに近いときには自由粒子として振る舞うが、それらの間の距離が増すにつれて互いに強く引き合うようになるという現象である。この理論は、現代の粒子加速器に関するほぼすべての実験研究を解釈する鍵となる。

アクシオンは仮説上の素粒子です。アクシオンが存在し、特定の範囲内で質量が低い場合、冷たい暗黒物質の可能性のある構成要素として注目されています。

1977年、ロベルト・ペッチェイとヘレン・クインは、強いCP問題の解決策としてペッチェイ・クイン機構を提唱した。これは、新しいグローバル対称性（ペッチェイ・クイン対称性と呼ばれる）を追加することで達成される。その対称性が自発的に破れると、新しい粒子が生じる。これはウィルチェクとスティーブン・ワインバーグによって独立して示された。^{[36] [37]}ウィルチェクはこの新しい仮説上の粒子を洗濯用洗剤のブランド名にちなんで「アクシオン」と名付けた。 ^[38]一方、ワインバーグはそれを「ヒグレット」と呼んだ。ワインバーグは後にウィルチェクの名前をこの粒子に採用することに同意した。^[39]

暗黒物質候補を探す実験のほとんどはWIMPを対象としていますが、アクシオンを検出する試みも数多く行われてきました。^[40] 2020年6月、イタリアで活動する国際物理学者チームがアクシオンである可能性のある信号を検出しました。^{[41] [42]}

物理学において、エニオンは2次元系でのみ発生する準粒子の一種であり、フェルミオンやボソンよりも制約の少ない特性を持つ。特に、エニオンは分数電荷など、フェルミオンとボソンの中間の特性を持つことができる。この何でもありの振る舞いに触発され、1982年にウィルチェクはエニオンを「エニオン」と名付けた。^[43]

1977年、オスロ大学の理論物理学者グループ（ジョン・レイナスとヤン・ミルハイムが率いる）は、フェルミオンとボソンの従来の区別は2次元に存在する理論上の粒子には当てはまらないと計算した。^[44]ダニエル・ツィとホルスト・シュテルマーが1982年に分数量子ホール効果を発見すると、ベルトラン・ハルペリン（1984）は、ウィルチェクが1982年に提案した2次元の分数統計の数学を拡張して、それを説明できるようにした。^[45]

フランク・ウィルチェク、ダン・アロヴァス、ロバート・シュリーファーは1984年に分数量子ホール効果を分析し、それを説明するにはエニオンが必要であることを証明した。^{[46] [47]}

2020年、エコール・ノルマル・シュペリュールとナノサイエンス・ナノテクノロジーセンター（C2N）の研究者らは、サイエンス誌上で、エニオンを直接検出したと報告した。^{[46] [48]}

2012年に彼は時間結晶のアイデアを提唱した。^[49] 2018年には、いくつかの研究チームが時間結晶の存在を報告した。^[50] 2018年に、彼とQing-Dong Jiangは、物質のいわゆる「量子雰囲気」は、理論的には窒素空孔中心を持つダイヤモンドプローブなどの既存の技術を使用してプローブできるはずだと計算した。^{[51] [52]}

• 「純粋な」粒子物理学：理論的アイデアと観測可能な現象とのつながり。
• 物質の挙動：超高温・超高密度におけるクォーク物質の相構造、カラー超伝導、
• 素粒子物理学の宇宙論への応用;
• 場の理論技術の凝縮物質物理学への応用;
• ブラックホールの量子論。例えば、動く鏡モデルのブラックホールへの応用を参照。^[53]

• 2021ファンダメンタルズ：現実への10の鍵、ペンギンプレスISBN  978-0735223790
• 2015美しい問い：自然の深いデザインを見つける、アレン・レーン、 ISBN 9781846147012 
• 2014年（スティーブン・ホーキング、マックス・テグマーク、スチュアート・ラッセルと共著）。「超知能マシンに対する慢心を超える」ハフィントン・ポスト。
• 2008年「存在の軽さ：質量、エーテル、そして力の統一」ベーシックブックス。ISBN 978-0-465-00321-1。 
• 2007.ラ・ムジカ・デル・ヴオト。ローマ：ディ・レンツォ・エディターレ。
• 2006年。『ファンタスティック・リアリティーズ：49の心の旅とストックホルムへの旅』。ワールド・サイエンティフィック。ISBN 978-981-256-655-3。 
• 2002年、「世界の数値レシピについて（物理学への頌歌）」、ダイダロス131(1):142–47。
• 1989年（ベッツィ・ディヴァインとの共著）。『ハーモニーへの憧れ：現代物理学からのテーマと変奏』 WWノートン。ISBN 978-0-393-30596-8。 

Scholia には Frank Wilczek (Q107450) のプロフィールがあります。

• 1988年。物理学における幾何学的位相。
• 1990.分数統計とエニオン超伝導. ^[54]

• カップリングの統合
• 暗黒物質
• 弱虫
• 量子数
• ソリトン
• 分数統計
• ホール効果
• MIT物理学科

ウィキメディア・コモンズには、フランク・ウィルチェックに関連するメディアがあります。

Wikiquote にFrank Wilczekに関する引用があります。

• Nobelprize.org の Frank Wilczek 氏
• INSPIRE-HEPの Frank Wilczek 氏
• ArXivの論文
• 「クォークの奇癖」：エスクァイア誌（1984 年 12 月）のKC コールによるフランク ウィルチェクに関する記事
• ウィルチェクによるエニオンと超伝導に関する論文 (1991 年 4 月)
• 世界の数字レシピ（2001年4月26日）
• ウィルチェク家のノーベル賞受賞を巡る冒険のブログ 2011-09-30 にWayback Machineでアーカイブ(2004)
• ForaTV: 大型ハドロン衝突型加速器と統一場理論^[盗用] (2008 年 9 月 25 日)
• フランク・ウィルチェクがアインシュタインの科学への多大な貢献を説明する (2009)
• フリーマン・ダイソン、「偉大なる未知への飛躍：『存在の軽さ』のレビュー」、ニューヨーク・レビュー・オブ・ブックス56(6)。(2009年4月9日)
• フランク・ウィルチェクが7th Avenue Projectラジオ番組で著書「The Lightness of Being」について語る（2009年11月29日）
• ケンブリッジ大学テレビジョンのYouTubeでのフランク ウィルチェク氏へのテレビ インタビュー(2011 年 2 月)
• フランク・ウィルチェクとのラジオインタビューウェイバックマシンで2012年4月22日にアーカイブルイス・バーク・フルムケス・ラジオ番組で放送（2011年4月10日）
• 「宇宙を開いた天才」：クラウディア・ドレイファスによるフランク・ウィルチェクに関する記事、Quanta Magazineに掲載（2021 年 1 月 12 日）