ウィリアム・A・バーディーン

ウィリアム・A・バーディーン
生まれる	( 1941-09-15 )1941年9月15日（83歳） ペンシルベニア州ワシントン
国籍	アメリカ人
母校	コーネル大学 ミネソタ大学
知られている	カイラル異常、量子色力学、トップクォーク凝縮、 カイラル対称性の破れ。
科学者としてのキャリア
機関	ストーニーブルック大学、スタンフォード大学、高等研究所、フェルミ国立加速器研究所
博士課程の指導教員	スティーブン・ガシオロヴィッチ

ウィリアム・アラン・バーディーン（1941年9月15日、ペンシルベニア州ワシントン生まれ）は、フェルミ国立加速器研究所に勤務したアメリカの理論物理学者。カイラル異常（アドラー・バーディーンの定理）、ヤン・ミルズ異常、重力異常、量子色力学の開発、 深非弾性散乱、高エネルギー衝突、フレーバー変化過程などの実験的に観測可能な過程の摂動解析で頻繁に使用される手法に関する基礎研究で有名で ある。 ${\displaystyle \Lambda _{\overline {MS}}}$

彼はまた、トップクォーク凝縮による電弱対称性の動的破れの理論の開発に大きな役割を果たし、最初の複合ヒッグス模型につながった。重いクォークと軽いクォークの束縛状態のカイラル対称性の破れのダイナミクスに関する研究は、のような基底状態のカイラル対称性のパートナーである異常に長寿命の共鳴を正しく予測した。彼はまた、デュアルQCDとして知られる、K中間子の非レプトン崩壊を計算するための解析的、非摂動的なアプローチを開発した。 ${\displaystyle D_{s}^{*}(2317)}$

バーディーンは、現実世界の物理現象への応用における量子場理論の世界的権威の一人と考えられています。

バーディーンは1962年にコーネル大学を卒業後、 1968年にミネソタ大学で物理学の博士号を取得した。ストーニーブルック大学とプリンストン高等研究所で研究職に就いた後、スタンフォード大学物理学部の准教授となった。1975年にフェルミ国立加速器研究所のスタッフに加わり、1987年から1993年と1994年から1996年まで理論物理学部の部長を務めた。^[1] 1993年から1994年にかけて、議会の法令によりプロジェクトが終了するまで、 SSC研究所 の理論物理学部長を務めた。

バーディーンは、フェルミ国立加速器研究所の教育部門のマネージャーだった妻のマージとともに、イリノイ州ウォーレンビルに住んでいます。^{[2]彼には成人した2人の子供がいます。コロラド州ボルダーにある国立大気研究センターの退職したプロジェクト科学者チャールズと、イリノイ州オークパークのオークパークとリバーフォレスト高校で化学を教えていたカレンです。彼は物理学者の}ジョン・バーディーン^[3]とジェーン・マクスウェル・バーディーンの息子です。

バーディーンは、現代の理論物理学において基礎的な重要性を持つカイラル異常の理論の共同発明者です 。彼はスティーブン・L・アドラーとともに「非繰り込み定理」（アドラー・バーディーンの定理として知られる）を開発しました。^[4] これは、異常係数が摂動論におけるすべての順序への繰り込みの対象ではないことを証明し、それが位相指数定理と関連しているという事実を予見しています。

バーディーンは、非可換ヤン＝ミルズゲージ理論におけるカイラル異常の完全かつ非自明な構造を見事な計算で示した。^[5] これにより、「無矛盾異常」と「共変異常」の区別が生まれた。無矛盾異常とは、「ウェス＝ズミノ無矛盾条件」^[6]を満たし、ファインマンループ内の左手カイラルフェルミオンと右手カイラルフェルミオンの間で対称となるループ積分の定義である。無矛盾異常は一般に位相と関連しており、例えばバーディーンの計算で得られた構造と係数は、5次元のヤン＝ミルズ場から構成される位相的なチャーン＝サイモンズ項によって生成されるものと同等であることが判明した。

この研究で彼は「バーディーン反項」を導入した。これはループ積分の定義でベクトル電流の保存を維持し、軸電流に異常性を置く。これは「共変異常」として知られ、ベクトル電流が保存される物理学に関係している（そしてQEDのアドラー結果に戻り、係数は一貫した異常性の3倍になる）。^[7] これらの区別は、カイラルラグランジアンの重要な部分であるウェス-ズーミノ-ウィッテン項にとって重要であり、擬スカラーとベクトル中間子の異常な物理学を記述し、^[8] ヤン-ミルズゲージ理論の位相効果、たとえばQCDのインスタントン物理学を記述する。バーディーンはブルーノ・ズーミノとともに、弦理論にとって根本的に重要な重力異常の理論を定式化した。^[9]

1971年に休暇を取って欧州原子核研究機構（CERN）で働いていたバーディーンは、マレー・ゲルマン、ハラルド・フリッチュ、ハインリッヒ・ロイトワイラーと共同研究を行った。彼らはクォーク相互作用のゲージ理論を検討し、各クォークは「カラー」と呼ばれる3つの種類のいずれかをとると考えた。彼らは現在量子色力学 （QCD）として知られる理論を書き上げ、カイラル異常を利用して崩壊率から3つのクォークカラーの存在を確立した 。^[10]${\displaystyle \pi^{0}}$

バーディーンは、同僚のアンジェイ・ブラス、デニス・デューク、牟田泰三とともに、量子色力学のための摂動論の定式化に貢献し、高エネルギー実験におけるQCD過程の解析で頻繁に使用されるループレベル摂動論の体系的スキームを導入した。^[11] バーディーンは、ブラス、ジャン＝マルク・ジェラールとともに、K中間子の非レプトン崩壊と混合を計算するための解析的、非摂動論的枠組みを開発した。大きなQCDに基づくこのアプローチは 、30年後に数値格子計算によって確認されたいくつかの結果に繋がった。これらの結果の1つは、1955年以来の長年の謎であった、いわゆる崩壊の法則の原因となる支配的なQCDダイナミクスの特定である。 ^[12] バーディーンは、共著者のシャーウィン・ラブ、チョン・ゴック・リョンとともに、カイラル対称性の破れやディラトンの役割と関連して、量子場の理論におけるスケールの破れの起源に関する理論的メカニズムも研究した。^{[13] [14]}${\displaystyle \Lambda _{\overline {MS}}}$${\displaystyle {\overline {K}}K}$${\displaystyle -N_{color}}$${\displaystyle \Delta I=1/2}$${\displaystyle K\rightarrow \pi \pi }$

1990年代初頭、トップクォークは当初予想されていたよりもはるかに重く、トップクォークはごく短い距離で強く結合している可能性があることが明らかになりました。これにより、トップクォークのペアが複合ヒッグス粒子を形成する可能性が浮上し、トップクォーク凝縮[15]や電弱対称性の破れに対する新しい力学的アプローチにつながりました。クリストファー^・T・ヒルとマンフレッド・リンドナーと共同で開発されたこの理論は、赤外線固定点（観測されたトップクォークの質量175 GeVより約20%重い）によって支配される重いトップクォークを予測しましたが、ヒッグス粒子が重すぎると予測する傾向があり、観測された質量125 GeVのほぼ2倍でした。とはいえ、これは最初の複合ヒッグス粒子モデルであり、基本的な考え方は興味深い可能性のままです。

バーディーンおよびヒルは 1994 年に、重いクォークと軽い反クォークを含む重軽中間子が、単一の軽いクォークのカイラルダイナミクスを観察する独自の手段であることを認識した。彼らは、軽いクォークのカイラル対称性が破れることにより、（スピン）^パリティ 基底状態が パリティパートナーから約 の普遍質量ギャップで分離されていることを示した。^[16] これは、BABAR 共同研究によって発見される 10 年前に、異常に長寿命の共鳴を正しく予測した。この理論はバーディーン、ヒルおよびエスティア・アイヒテンによってさらに発展させ、実験によって確認されたさまざまな崩壊モードが予測された。^[17]同様の現象が中間子および （重重軽重粒子） でも見られるはずである。${\displaystyle (0^{-},1^{-})}$${\displaystyle (0^{+},1^{+})}$${\displaystyle ~\Delta M\approx 350{\text{ MeV,}}~}$${\displaystyle D_{s}^{*}(2317)}$${\displaystyle B_{s}}$${\displaystyle ccq,bcq,bbq}$

ウィリアム・バーディーンは1984年にアメリカ物理学会のフェローに選出された。1985年、バーディーンは量子場理論の素粒子物理学への応用に関する研究でジョン・S・グッゲンハイム記念財団フェローシップを受賞した。それ以前には、アレクサンダー・フォン・フンボルト財団の上級科学者賞と理論物理学の研究でアルフレッド・P・スローン財団フェローシップを受賞していた。バーディーンは、異常現象と摂動量子色力学に関する研究で、 1996年にアメリカ物理学会のJJサクライ賞を受賞した。 ^[18]彼は1998年にアメリカ芸術科学アカデミーのフェローに選出され^[19] 、 1999年には米国科学アカデミーの会員となった。 ^[20]

• 1971-72年: スイス、ジュネーブ、CERN-TH 客員科学者
• 1974年: フェルミ国立加速器研究所客員研究員
• 1977年: マックス・プランク物理学研究所客員研究員（ミュンヘン、ドイツ）
• 1985年: 京都大学基礎物理学研究所客員研究員
• 1985年: 中国北京、中央研究院客員
• 1985-86年: インド、ムンバイのタタ基礎研究所客員
• 1986年: イスラエル、ハイファ工科大学訪問
• 1986年: マックス・プランク物理学研究所客員科学者（ミュンヘン、ドイツ）
• 1986年: フランス、パリ大学客員教授
• 1997年: マックス・プランク物理学研究所客員科学者（ミュンヘン、ドイツ）
• 2007年：京都大学基礎物理学研究所客員教授
• 2010年: スペイン、バレンシア、バレンシア大学客員教授
• 2013年: スペイン、バレンシア、バレンシア大学、上級研究員博士
• 2015年: スペイン、バレンシア、バレンシア大学客員科学者

• 異常
• トップクォーク凝縮
• 複合ヒッグスモデル
• カイラル対称性の破れ

• バーディーンの出版物はINSPIRE-HEP文献データベース[2]で閲覧可能です。

• arXiv.org の W. Bardeen のプレプリント
• Google Scholarで著者William Bardeenを検索