Eugene Paul Wigner

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Eugene Paul Wigner
Wigner.jpg
Vida
Nacimientu Budapest17 de payares de 1902
Nacionalidá Imperiu austrohúngaru
Bandera de Estaos Xuníos d'América Estaos Xuníos
Grupu étnicu pueblu xudíu
magiares
Fallecimientu

Princeton1 de xineru de 1995

(92 años)
Sepultura Nueva Jersey
Causa de la muerte Neumonía
Familia
Familia
Estudios
Estudios Fasori Gimnázium
Universidad Técnica de Berlín
Direutor de tesis Michael Polanyi
Llingües inglés
Oficiu
Oficiu matemáticu, físicu, profesor universitariu y físicu teóricu
Empleadores Universidá de Princeton
Universidad Técnica de Berlín
Universidad de Wisconsin-Madison
Premios
Nominaciones
Miembru de Royal Society
Academia de Ciencias de Hungría
Academia Estauxunidense de les Artes y les Ciencies
Sociedá Filosófica Americana
Asociación americana pal avance de la ciencia
American Physical Society
Real Academia de Artes y Ciencias de los Países Bajos
Creencies
Relixón Apostasy in Catholicism
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Eugene Paul Wigner

Eugene Paul Wigner (húngaru Wigner Pál Jenő) (Budapest, Hungría; 17 de payares de 1902-Princeton, Estaos Xuníos; 1 de xineru de 1995) foi un físicu y matemáticu húngaru que recibió'l Premiu Nobel de Física en 1963 (xuntu a J. Hans D. Jensen y Maria Goeppert-Mayer) "pola so contribución a la teoría del núcleu atómicu y de les partícules elementales, cuantimás pol descubrimientu y aplicación de los importantes principios de simetría".[1]

Estudió na Universidá de Princeton y adquirió la nacionalidá estauxunidense en 1937. Foi unu de los cinco científicos qu'informaron al presidente Franklin D. Roosevelt en 1939 sobre'l posible usu militar de la enerxía atómica, y mientres la Segunda Guerra Mundial contribuyó al diseñu de reactores de plutoniu como parte del proyectu Manhattan.

La so principal contribución foi aplicar la teoría de grupos a la mecánica cuántica. En 1927, Wigner llegó a la conclusión que nuna reacción nuclear caltiense la paridá. Esto ye les lleis de la física nun tienen d'estremar ente la derecha y l'esquierda; o ente'l tiempu positivu o negativu. Ello permaneció como un postuláu básicu de la física hasta 1958, cuando Yang y Lee demostraron que ciertos tipos de reacciones rellacionaes cola fuerza débil, tal como'l decaimiento beta nun caltienen la paridá. Wigner tamién realizó investigaciones sobre les interacciones fuertes qu'apiguren a los neutrones y protones nel núcleu de los átomus, y demostró que dicha fuerza tien un radiu d'acción bien curtiu.

Biografía[editar | editar la fonte]

Wigner provenía d'una familia de clase media alta, d'ascendencia xudía. El so padre yera xerente d'una manufactura de cueru, y esperaba qu'el so fíu asocediéra-y nesi puestu. Tenía dos hermanes. La familia provenía d'Austria y Hungría. Dos acontecimientos alterien los sos años de formación: la Primer Guerra Mundial y el réxime comunista de Bela Kun. Cuidao que el so padre yera de la clase dirixente, la familia fuxó de Hungría a Austria mientres el períodu comunista y tornó dellos meses más tarde, dempués de que'l réxime de Bela Kun fuera depuestu.

Cursó estudios secundarios en Budapest nel Fasori Gimnázium luteranu. Wigner foi consideráu un escelente estudiante, pero non brillosu. A lo llargo de la so vida, referir a la so delda con dos homes que conoció nesa escuela. El primeru foi'l so profesor de matemátiques, Laslo Ratz,[2] quien reconoció que'l mozu Wigner tenía una escepcional habilidá en matemátiques. El segundu yera un estudiante un añu más nuevu, John von Neumann, que provenía d'una familia de banquerus ricos y que foi reconocíu por Ratz como un xeniu de les matemátiques y a quien tamién-y brindaba clases particulares. Wigner formó una estrecha amistá con von Neumann que duró tola so vida. Cuando yeren estudiantes, de cutiu caminaben xuntos a casa, mientres von Neumann ponía al tantu a Wigner de les maravíes de les matemátiques avanzaes.

Technische Hochschule, Berlín[editar | editar la fonte]

Wigner sentíase bien atraíu pola física, pero'l so padre, aportunó en que na prestixosa Technische Hochschule de Berlín centrar na inxeniería química, pa tar nuna meyor posición pa procurase'l sustentu n'Hungría. Wigner siguió'l conseyu del so padre y en 1920 atopábase estudiando en Berlín. Ellí estudió inxeniería química, que-y foi bien útil mientres la Segunda Guerra Mundial.

Sicasí, el so interés pola física caltúvose. Pasó prácticamente la totalidá del so tiempu llibre na Universidá de Berlín, asistiendo a seminarios y coloquios, onde con frecuencia guarda los alderiques de les grandes figures de la dómina. El so interés creció.

Wigner llueu se rellacionó los miembros, la comunidá húngara nos círculos académicos de Berlín, colos que caltuvo una amistá pa tola vida. Caltuvo una amistá especial col profesor Michael Polanyi. Tamién estableció contactu con Lleo Szilard, a quien llama "el xeneral", yá que Szilard esfrutaba de tomar de decisiones. Otros húngaros a quien Wigner conoció en Berlín fueron Dennis Gabor y Orowan Egon. Tamién anovó la so amistá con Edward Teller, a quien conociera como estudiante en Budapest, y que trabayaba con Heisenberg en Leipzig.

Les sos investigaciones antes de la guerra[editar | editar la fonte]

Wigner empecipió los sos trabayos en física nos años previos a la guerra, primero en Princeton (1930 a 1936), y depués mientres los sos dos años en Wisconsin (1936-38), y dempués nuevamente en Princeton. Wigner ayudó a desenvolver una parte importante de la física del estáu sólidu por aciu usu de formalismos de la mecánica cuántica. Wigner foi un pioneru de la física nuclear, pal usu prácticu de les representaciones unitaries irreducibles de la matriz del grupu continua asociada a la tresformamientu de Lorentz. El so trabayu abrió les puertes a árees que se van desenvolver mientres a segunda metá del sieglu XX.

Nel campu de la física del estáu sólidu, Wigner y Seitz, desenvolvieron una función d'onda aceptable pal tao base de metal de sodiu. Cuando les resultaos llograes por aciu esta función d'onda xunir colos cálculos del intercambiu y correlación de les enerxíes d'un gas d'electrones llibres llevaos a cabu por Wigner, pudo derivase utilizando mecánica cuántica la enerxía d'enllaz o la enerxía de sublimación del metal. Wigner contribuyó a espandir el campu de conocencia en cooperación colos sos estudiantes, sobremanera John Bardeen, quien depués algamó fama pola so contribución a la invención del transistor y l'esplicación de la superconductividad a baxes temperatures. Nesta área Wigner trabayó con Conyers Herring, quien se convierte en líder xeneralista d'esti campu mientres mediu sieglu.

Darréu dempués del descubrimientu del neutrón en 1932, Wigner realizó les primeres midíes de: dispersión de neutrones y protones, les propiedaes del deuterón, la conexón ente la propiedá de saturación de la enerxía nuclear y les enerxíes d'enllaz de curtiu algame de la fuerza ente nucleones, y les propiedaes de simetría de la fuerza.

Na década de 1930, cuando empezó a remanecer información sobre la desintegración beta y los niveles d'enerxía de los núcleos llixeros, Wigner, xuntu con Gregory Breit, Eugene Feenberg, y otros, desenvolvieron la teoría supermultiplete na cual la simetría espacial xuega un papel clave na descripción de los estaos nucleares.

Poco dempués que Fermi atopó les resonancies fuerte y angostu por aciu el bombardéu de los núcleos con neutrones, Breit y Wigner desenvolvieron la distribución de Breit-Wigner pa describir les secciones eficaces en términos de los parámetros nucleares. Detrás de la fórmula atopa'l conceutu d'un estáu de transición de curtia duración, daqué análogu al "núcleu compuestu" de Bohr y l'estáu de transición qu'apaecen na concepción de Wigner d'una reacción química.

Nun trabayu publicáu en 1939, Wigner dirixió la so atención al grupu inhomogéneo de Lorentz. Esti grupu inclúi simetríes dependientes del tiempu, o grupos de simetría qu'inclúin invariancias na traslación temporal. La tema nun recibieren atención de los matemáticos o físicos. Wigner apurrió una respuesta completa a los dos preguntes principales que plantega: (1) ¿Cuálos son les representaciones unitaries del grupu inhomogéneo de Lorentz, y (2) ¿cuál ye'l so significáu físicu? Nesti casu, un analís de les sos representaciones irreductibles apurre una clasificación completa de toles partícules elementales conocíes entós. Esti documentu apurrió una plataforma pal desenvolvimientu de la mecánica cuántica relativista per parte de Wigner y otros nel períodu posterior a la Segunda Guerra Mundial.

En 1940 Wigner desenvolvió la álxebra del reacoplamiento pel momento angular, utilizando métodos de grupu teóricos previos al analís alxebraicu de Racah en 1942. El documentu, bien adelantráu pal so tiempu, tenía un títulu un tanto esotéricu: "Sobre les matrices qu'amenorguen los Productos de Kronecker de grupos a cencielles reducibles". Los amigos de Wigner aconseyáronlu que'l trabayu yera demasiáu esotéricu como pa ser publicáu, polo que recién foi impresu venticinco años dempués.

Dirac convertir nun visitante frecuente de Princeton a partir de la década de 1930. Wigner conociéralu en Göttingen y desenvueltu un gustu fuerte pa los más reservaos inglés. Los dos solteros convertir en bonos amigos, respetando les sos cualidaes ya idiosincrasies mutues. Dirac finalmente namoróse de la hermana menor de Wigner, como resultáu d'esta amistá. Casar en 1937.

Universidá de Wisconsin, 1936-38[editar | editar la fonte]

La estadía de Wigner en Princeton estender por cinco año, y magar foi xubíu a profesor visitante, ello nun yera la posición de profesor titular qu'él pretendía. Polo qu'interpretó que taba siendo refugáu. Por ello decide buscar otra posición mientres la Gran Depresión. Afortunadamente, tuvo ésitu y consigue un nomamientu na Universidá de Wisconsin cola ayuda d'un colega d'ellí, Gregory Breit. La calidez de l'acoyida fíxo-y sentir bien a gustu y dedicóse de llenu al so nuevu trabayu. N'estrecha collaboración con Breit, siguió dedicáu a la física nuclear. Ente otres coses, propunxeron un modelu del estáu de transición de les reacciones nucleares y la fórmula Breit-Wigner pa la dispersión y absorción de partícules tales como neutrones y rayo gamma de los núcleos. N'años posteriores, Wigner fortalez los fundamentos matemáticos en que se basa la relación, que pasa a llamar la teoría de matriz-R.

Tamién conoz a Amelia Frank, unu de los miembros nuevos de la facultá, con quien se casó n'avientu de 1936. Por desgracia, llueu ella desenvolvió un cáncer y morrió pocos meses dempués del so matrimoniu, lo que-y provocó una fonda depresión.

Mentanto, en Princeton penar de la partida de Wigner. Por ello en 1938 foi convidáu a tornar con un cargu de profesor titular. Podría habese negáu n'otres circunstancies, yá que nesi momentu sintióse daqué más qu'un sentimientu de gratitud a los sos munchos amigos na Universidá de Wisconsin. Sicasí, Wigner decide que yera bien importante pa la so propia salú mental dexar la redolada acomuñada a tanto dolor, y aceptó el nomamientu.

Fisión Nuclear[editar | editar la fonte]

Al so regresu a Princeton dos grandes acontecimientos rápido atraxeron a Wigner escontra la investigación aplicada. Yera obviu pa él y Von Neumann, que como resultancia del pactu de paz de Múnich na seronda de 1938, yera inminente l'empiezu de la Segunda Guerra Mundial y qu'Inglaterra, Francia y los Estaos Xuníos taben mal preparaos pa fae-y frente. Pa protexer a los sos padres ante l'aumentu del poder de Hitler, Wigner convenciólos de camudase a Estaos Xuníos.

Unos meses más tarde llegó l'anunciu del descubrimientu de la fisión nuclear per parte de Hahn y Strassmann en Berlín, xuntu cola evidencia de la gran cantidá d'enerxía lliberada nel procesu.

Mentanto, Enrico Fermi, que llevara a cabu gran parte del trabayu pioneru sobre reacciones inducíes por neutrones, dexara Italia y aceptáu una cita na Universidá de Columbia en Nueva York. Per otra parte, Lleo Szilard, que se treslladara de Berlín a Inglaterra cuando Hitler tomó'l poder, decidió xunise a Fermi en Nueva York, una y bones él tamién tarrecía que la guerra yera inminente.

Lleo Szilard, dende la década de 1920 taba convencíu que nun pasaría enforma tiempu primero que se desenvolviera la tecnoloxía pa estrayer una enorme cantidá d'enerxía del núcleu atómicu. Llueu empezó a trabayar con Fermi y Wigner pa determinar si yera posible realizar una reacción en cadena de fisión inducida. A finales del iviernu de 1938-39, concluyeron que la probabilidá d'ésitu yera alta, siempres y cuando pudieren cuntar colos recursos económicos necesarios. Einstein, Szilard y Wigner unvien una carta al presidente Roosevelt en xunetu de 1939 onde describen les potencialidaes d'una bomba nuclear y l'alvertencia de que, yá que el alemanes afayaron la fisión, lo más probable ye qu'el alemanes fueren los primeres en desenvolvese. Precisáronse dos años y mediu, l'entamu de la Segunda Guerra Mundial, y el bombardéu de Pearl Harbor, por que'l gobiernu d'Estaos Xuníos finalmente, decidiera llanzar un programa ampliu pa investigar la fisión y les sos aplicaciones militares.

Nel ínterin, Fermi el so pequenu grupu de trabayu en Columbia, xuntu cola cooperación de Szilard y Wigner, midieron distintos parámetros importantes rellacionaos col procesu de fisión, tales como'l númberu de neutrones producíos por fisión, importante pa determinar si yera posible llograr una reacción en cadena.

En xunu de 1941 Wigner casar cola física María Wheeler, a quien conociera al traviés d'alcuentros profesionales. Los cuatro décades siguientes fueron felices hasta que María morrió de cáncer en 1977. Dos años más tarde casóse con Eileen Hamilton.

Los sos últimos años académicos[editar | editar la fonte]

Al so regresu a la Universidá de Princeton de los llaboratorios de Clinton, Wigner embarcar nuna llarga y granible temporada d'investigación y docencia de posgráu. Siguió cola so consulta sobre los reactores y la participación d'apasionaos cola defensa civil. Sicasí, la so actividá principal yera la investigación, colos sos estudiantes de posgrado ya investigadores asociaos. De más de cuarenta estudiantes de doctoráu de Wigner, la gran mayoría llograron los sos títulos mientres esti periodu de la posguerra. Anque nun tenía'l mesmu espíritu atrevíu d'antes de la guerra, el so estilu siguió siendo'l mesmu y siguió el so interés pola física nuclear, los fundamentos de la mecánica cuántica, y les ecuaciones d'onda relativista. Empecipió y desenvolvió por completu la teoría de matrices R de les reacciones nucleares y foi unu d'el fundadores de la teoría cuántica del caos. Mientres esti períodu dedicó tiempu a la reflexón filosófica y la redacción de trabayos rellacionaos cola tema.

El fondu interés de Wigner polos fundamentos de la mecánica cuánticasobremanera la teoría cuántica de la midida, siguió percima d'otros intereses. La tema yá tuvo presente nel so "monólogu" na década de 1920, según nes sos contribuciones al famosu llibru de von Neumann de 1932 sobre los fundamentos matemáticos de la mecánica cuántica. La tema siguió nos sos pensamientos y trabayos publicaos hasta'l final de la so vida. La obra monumental de Wigner sobre les representaciones del grupu nohomogéneo de Lorentz (1939) condució dempués de la Segunda Guerra Mundial al so trabayu con Newton sobre les ecuaciones d'onda relativistes. Anque esta obra tuvo un ésitu considerable, dellos problemes importantes subsistíen. Ello ye que Wigner caltúvose pesimista hasta'l final de la so vida sobre la reconciliación plena de la formulación de la mecánica cuántica cola relatividá especial y xeneral. Les llimitaciones sobre la midida polo xeneral fueron señalaes nun importante trabayu de G.S. Wick y A.S. Wightman.

Nos años de posguerra los intereses de Wigner pola estructura nuclear esmoreciéronse adulces, pero'l so interés pol estudiu de les reacciones nucleares creció, y motivar a publicar más que sobre cualesquier otra tema. Los distintos modelos colectivos de la estructura nuclear que ganaron popularidá nun lu gustaben a Wigner. Sicasí, taba bien interesáu nel estudiu del movimientu de les partícules individuales nos núcleos y, con Vogt utilizaron un métodu bien similar al métodu de Wigner-Seitz pa les correlaciones d'electrones en sólidos p'amosar cómo'l principiu d'esclusión de Pauli dexa la persistencia de dichu movimientu a pesar de l'ausencia d'un campu central y, a pesar de les fuerces nucleares de curtiu algame.

La teoría de la matriz-R de les reacciones nucleares surdió del trabayo antes de la guerra de Wigner na fórmula de Breit-Wigner y por más de mediu sieglu permaneció como'l métodu más esitosu y llargamente utilizáu pa la descripción de los fenómenos de resonancia nos núcleos. Foi desenvueltu primeramente con Leonard Eisenbud, pero munchos otros estudiantes y colegues tamién intervinieron na so ellaboración.

Les matemátiques acomuñaes coles matrices-R y les funciones-R estelaben a Wigner más allá de la so aplicación directa a les reacciones de resonancia. A pesar de qu'a lo llargo de la so vida foi un físicu fondamente comprometíu cola comprensión de la naturaleza, tamién lo seducíen les matemátiques. Al contemplar la naturaleza de los elementos de matriz pequenos aleatorios arreyaos na gran cantidá de compuestos atopaos de los niveles nucleares, por casu, na absorción de neutrones lentos pol uraniu pa producir la fisión lenta, Wigner introduz una matriz infinita hermitiano que tenía elementos aleatorios na matriz. Nesti casu los elementos de matriz al azar taben rellacionaos colos anchos de nivel arreyaos nel problema. Utilizó idees que llograra de von Neumann, que foi capaz de demostrar qu'una distribución estadística de niveles espaciados entá persisten metanes la aleatoriedad absoluta. Esta "distribución de Wigner" de separación de niveles convertir nuna piedra angular de la teoría cuántica del caos.

Seique porque foi la persona qu'introdució'l conceutu de simetría na mecánica cuántica y desenvolviera conceutos bien enraigonaos de cómo tien de portase la naturaleza, Wigner quedó bien sosprendíu cuando midíes esperimentales realizaes a mediaos de 1950, de los detalles de la desintegración nuclear beta dexaron concluyir que vivimos nuna parte del universu onde la simetría d'inversión nun ye válida pa les llamaes interacciones débiles que participen na escayencia beta.

Xubilación[editar | editar la fonte]

Anque se retiró como profesor de física na Universidá de Princeton en 1971, les actividaes de Wigner nun menguaron. Ello ye que amontáronse, yá que se sentía lliberáu de la rutina de la vida académica. Per otra parte, cola so puxanza intacta, centrar n'aspeutos de la física, la filosofía y tecnoloxía que yeren del so interés personal. Siguió interesáu polos fundamentos matemáticos de la mecánica cuántica, cuantimás poles conclusiones que pueden estrayese por aciu les técniques de la teoría de grupos. Per otra parte, l'amenorgamientu gradual de les sos responsabilidaes mientres s'averaba a la xubilación dexó-y preparar la primer edición de la so colección d'ensayos filosóficos "Reflexones filosófiques y síntesis". Arreyar en mayor midida en xuntes científiques internacionales. Esto inclúi, por casu, les xuntes añales de premio Nobel nuna finca privada nel llagu Constanza. Tamién se convirtió en líder de los grupos de discutiniu filosóficu que se rexuntaben so los auspicios de la Ilesia de la Unificación.

Pa caltener un venceyu cola enseñanza de la vida académica, aceptó nomamientos como profesor visitante y conferenciante en diverses instituciones. Ente los más destacaos fueron una serie de nomamientos nel Departamentu de Física de la Universidá Estatal de Luisiana en Baton Rouge y na escuela de branu en Erice, en Sicilia.

Siguió realizando xeres de consultoría colos sos ex colegues nel Llaboratoriu Nacional Oak Ridge, con énfasis na investigación de medios pa brindar protección a los civiles en casu de guerra nuclear. Venceyáu a esto, dedicó muncha atención al llabor de l'Axencia Federal d'Emerxencies, que s'encarga de la prevención y l'aprovir ayuda d'emerxencia pa catástrofes nacionales.

Una vegada qu'empezaron a apaez signos d'una mayor llibertá personal y política na so Hungría natal, volvió a entamar les relaciones colos líderes culturales y científicos húngaros, y fomentó la espansión de les llibertaes. Nesti procesu, convertir nuna suerte d'héroe nacional d'Hungría.

Legáu[editar | editar la fonte]

Wigner sentó les bases pa l'aplicación de los principios de simetría a la mecánica cuántica, un llogru que-y valió'l Premio Nobel. Sobre la base d'estos fundamentos, la simetría llegó a desempeñar un papel central nel desenvolvimientu de la física mientres la segunda metá del sieglu XX, muncho más allá de los trabayos del propiu Wigner. Gustáben-y les simetríes, como les rotaciones nes cualos les observaciones nun camuden cuando'l tresformamientu de simetría aplicar de manera uniforme a tou. Polo xeneral trabayamos con sistemes de mecánica cuántica que tienen un númberu finito de graos de llibertá. En contraste, l'estáu del suelu puede ser asimétrica nos sistemes con un númberu infinitu de graos de llibertá (esto ye, la simetría ruémpese bonalmente). Les teoríes qu'arreyen simetríes bonalmente rotes son güei la base de la descripción del magnetismu, superconductividad, la interacción electrodébil unificada, y munchos de los conceutos emplegaos nel intentu de desenvolver teoríes qu'apurren una mayor comprensión unificada de les fuerces ente les partícules fundamentales. La posteridá va recordar por enforma tiempu a Wigner por aprovir nueves ferramientes poderoses pal físicu teóricu, según pol so trabayu comparativamente básicos nel desenvolvimientu de los reactores nucleares.

Ver tamién[editar | editar la fonte]

Publicaciones[editar | editar la fonte]

  • 1958 (con Alvin M. Weinberg). Physical Theory of Neutron Chain Reactors University of Chicago Press. ISBN 0-226-88517-8
  • 1959. Group Theory and its Application to the Quantum Mechanics of Atomic Spectra. New York: Academic Press. Translation by J. J. Griffin of 1931, Gruppentheorie und ihre Anwendungen auf die Quantenmechanik der Atomspektren, Vieweg Verlag, Braunschweig.
  • 1970 Symmetries and Reflections: Scientific Essays. Indiana University Press, Bloomington ISBN 0-262-73021-9
  • 1992 (tal como les rellató a Andrew Szanton). The Recollections of Eugene P. Wigner. Plenum. ISBN 0-306-44326-0
  • 1995 (con Jagdish Mehra y Arthur S. Wightman, eds.). Philosophical Reflections and Syntheses. Springer, Berlin ISBN 3-540-63372-3

Enllaces esternos[editar | editar la fonte]

Referencies[editar | editar la fonte]

  1. «The Nobel Prize in Physics 1963». Nobel Foundation. Consultáu'l 19 de mayu de 2015.
  2. Szanton, 1992, pp. 49–53.


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