"Yaşayan En Zeki Fizikçi" Bir Sicim Teorisi Dâhisidir
Edward Witten, Amerikalı teorik ve matematiksel bir fizikçidir. Şu anda İleri Araştırmalar Enstitüsü'nde Charles Simonyi Doğa Bilimleri Profesörü olarak görev yapmaktadır. Witten, sicim teorisi, kuantum yerçekimi ve süpersimetrik kuantum alan teorileri gibi matematiksel fiziğin diğer alanlarında araştırma yapmaktadır. Fiziğe yaptığı katkıların ötesinde, Witten'in çalışmaları saf matematik üzerinde de önemli bir etki bıraktı. 1990 yılında, Uluslararası Matematik Birliği tarafından genel görelilikte pozitif enerji teoremini 1981'de kanıtlaması nedeniyle Fields Madalyası alan ilk fizikçi oldu. Kendisi, M-teorisinin pratik kurucusu olarak kabul edilir.
Önemli noktaları göster
- Edward Witten, sicim teorisi ve matematiksel fizik konusunda çalışmalarıyla tanınan, İleri Araştırmalar Enstitüsü'nde profesör olarak görev yapan Amerikalı teorik ve matematiksel bir fizikçidir.
- 1990 yılında, teorik fizik ve saf matematik arasındaki derin bağlantılara yaptığı katkılar nedeniyle ilk kez bir fizikçiye verilen Fields Madalyası ile ödüllendirilmiştir.
- Katkıları arasında, genel görelilikte pozitif enerji teoremini süper yerçekimi tabanlı yöntemler kullanarak ispat etmek yer alır.
-
- 1995 yılında, daha önce farklı olarak görülen beş sicim teorisini birleştirerek ikinci süpersicim devrimini ateşleyen 'M-teorisi'ni önermiştir.
- Manifoldların ve eğriliklerin topolojisini süpersimetrik kuantum fiziği kavramları aracılığıyla yorumlamada önemli bir rol oynamış, uzayzaman anlayışımızı etkilemiştir.
- Seiberg ve Maldacena ile iş birliği içinde, AdS/CFT benzeşimi, süpersimetrik alan teorisi ve çarpıksız geometri gibi kuantum alan teorilerinin gelişimine katkıda bulunmuştur.
- Bilimsel yolculuğu, tarih, ekonomi ve siyaset gibi alışılagelmiş olmayan bir geçmişle başladı, ardından teorik fiziğe yönelip önemli başarılara imza attı.
Erken Yaşam ve Eğitim
Witten, 26 Ağustos 1951'de Baltimore, Maryland'de Yahudi bir ailede doğdu. Kendisi, yerçekimi ve genel görelilik alanında uzmanlaşmış bir teorik fizikçi olan Louis Witten ve Loran (doğum adı Wolasch) Witten'ın oğludur. 1968 yılında Baltimore'daki Park School'a katıldı ve 1971'de Brandeis Üniversitesi'nden tarih dalında bir lisans derecesi alarak mezun oldu. Geçmişinde gazetecilik ve siyaset alanında hırslıydı ve 1960'ların sonunda "The New Republic" ve "The Nation" dergilerinde makaleler yayımladı. 1972'de George McGovern'ın başkanlık kampanyasında altı ay boyunca çalıştı. Wisconsin–Madison Üniversitesi'nde bir dönem ekonomi yüksek lisans öğrencisi olarak öğrenim gördü ancak ayrıldı. 1973'de Princeton Üniversitesi'nin uygulamalı matematik bölümüne kaydoldu. Daha sonra bölümler arasında geçiş yaptı ve 1976'da fizik dalında doktorasını aldı, tezini David Gross danışmanlığında "Gauge Teorilerinin Kısa Mesafe Analizinde Bazı Sorunlar" başlıklı çalışmasıyla tamamladı. 1976-1977 yılları arasında Harvard Üniversitesi'nde burs elde etti, 1977-1978 yıllarında Oxford Üniversitesi'ni ziyaret etti, 1977-1980 yıllarında Harvard Society of Fellows'un Junior Fellow'uydu ve 1982'de MacArthur Fellowship aldı.
Fields Madalyası Başarıları
Witten, 1990 yılında Uluslararası Matematik Birliği tarafından Fields Madalyası ile ödüllendirildi ve onu kazanan ilk fizikçi oldu. Saf matematik alanındaki çalışmalarının bir örneği olarak, Atiyah, Witten'in kuantum alan teorisi tekniklerini düşük boyutlu topoloji matematik konularına uyguladığını belirtir. 1980'lerin sonlarında, gözlemlenebilirlerin beklenen değerlerinin uzayzamanın topolojisi hakkında bilgi taşıdığı belirli türde fizik teorileri için "topolojik kuantum alan teorisi" terimini ortaya attı. Özellikle, şu anda Chern-Simons teorisi olarak adlandırılan fizik teorisinin düğümler ve üç boyutlu manifoldların matematiksel teorisini anlamak için bir çerçeve sağlayabileceğini fark etti. Witten'in çalışması, matematiksel bir titizlik içermeyen bir Feynman yol integralleri kavramına dayanmasına rağmen, matematikçiler Witten'in fikirlerini sistematik olarak geliştirebilmiş ve Reshetikhin-Turaev değişmezliği teorisine yol açmıştır.
Witten'a Fields Madalyası verilmesinin bir diğer nedeni de, 1981 yılında genel görelilikte pozitif enerji teoremini ispatlamış olmasıdır. Bu teorem, uygun varsayımlar altında, yerçekimsel bir sistemin toplam enerjisinin her zaman pozitif olduğunu ve sadece uzayzamanın geometrisinin Minkowski uzayının düz geometrisi olması durumunda sıfır olabileceğini belirtir. Bu teorem, Minkowski uzayının yerçekimi alanı için kararlı bir zemin durumu olduğunu gösterir. Richard Schoen ve Shing-Tung Yau tarafından orijinal olarak bu sonucun ispatı varyasyonel yöntemler kullanılarak yapılmışken, Witten'in ispatı süper yerçekimi fikirlerinden yararlanarak argümanı basitleştirmiştir. Atiyah'ın medyana getirdiği üçüncü alan, Witten'ın süpersimetri ve Morse teorisini ilişkilendiren çalışmasıdır; bu, manifoldların topolojisini farklılaştırılabilir bir fonksiyon kavramını kullanarak inceleyen bir matematik dalıdır. Witten'in çalışması, teoriyi süpersimetrik kuantum mekaniği açısından yorumlayarak bir klasik sonuç olan Morse eşitsizliklerinin fiziksel bir kanıtını sağlamıştır.
M-teorisi
1990'ların ortalarına gelindiğinde, sicim teorisi üzerinde çalışan fizikçiler, bunun beş farklı tutarlı versiyonunu geliştirmişlerdi. Bu versiyonlar Tip I, Tip IIA, Tip IIB ve iki heterotik teori SO32 ve E8×E8 olarak bilinir. Bu beş aday teori arasında sadece birinin, evrenimizin gözlemlenen fiziğiyle uyumlu olacak "her şeyin teorisi" olabileceği yaygın bir inanıştı. 1995 yılında Güney Kaliforniya Üniversitesi'nde düzenlenen bir sicim teorisi konferansında konuşan Witten, bu beş sicimin aslında farklı teoriler olmadığını,
aksine tek bir teorinin farklı limitleri olduğunu belirten şaşırtıcı bir öneride bulundu ve bu teoriyi "M-teorisi" olarak adlandırdı. Witten'in önerisi, bu beş sicim teorisinin, şimdi ikililikler olarak adlandırılan belirli matematiksel kurallar yoluyla birbirleriyle ilişkilendirilebileceği gözlemine dayanıyordu. Witten'ın açıklaması, şimdi ikinci süpersicim devrimi olarak bilinen bir çalışmaya yol açtı.
Diğer Çalışmalar
Fiziğe yaptığı diğer katkılar arasında AdS/CFT benzeşimi yer alır. 1997'de Juan Maldacena, belirli kuantum alan teorileri ile kuantum yerçekimi teorileri arasında bir ilişki kuran AdS/CFT benzeşimi olarak bilinen bir sonuç formüle etti. Maldacena'nın keşfi, kuantum yerçekimi ve kuantum alan teorisi üzerine teorik problemlere olan uygulamaları nedeniyle son on beş yıldır yüksek enerjili teorik fiziğe hükmetmiştir. Maldacena'nın sonucunun ardından yapılan Witten'in temel çalışması bu ilişkiyi aydınlattı. Nathan Seiberg ile birlikte, Witten kuantum alan teorilerinde birçok etkileyici sonuç elde etti. Sicim teorisi ve çarpıksız geometri üzerine yazdıkları makalede, Seiberg ve Witten, sicim teorisinin limitleri olarak ortaya çıkan çeşitli çarpıksız kuantum alan teorilerini incelediler. Başka bir ünlü makalelerinde, süpersimetrik alan teorisinin bazı yönlerini incelediler. Bu makale ve Witten'in daha önce topolojik kuantum alan teorisi üzerine yaptığı çalışma, düzgün dört boyutlu manifoldların topolojisinde, özellikle Seiberg-Witten değişmezlikleri kavramında gelişmelere yol açtı. Genel olarak, Witten'in çalışmaları, kuantum alan teorileri ve matematiksel fizik alanlarında, anormalliklerin fiziği ve matematiği, bütünleşik yapı, ikililikler, yerelleştirme, simetriler ve daha birçok alanda derin ve etkileyici oldu. Onun sonuçları, sicim teorisi, kuantum yerçekimi ve topolojik yoğun madde dahil olmak üzere teorik fiziğin birçok alanında orijinal bağlamın ötesine yayıldı.