John Archibald Wheeler

americký fyzik

John Archibald Wheeler (9. července 1911 Jacksonville, USA13. dubna 2008) byl americký fyzik, který se zabýval teorií relativity a relativistickou astrofyzikou.

John Archibald Wheeler
John Archibald Wheeler (1985)
John Archibald Wheeler (1985)
Narození9. července 1911
Jacksonville
Úmrtí13. dubna 2008 (ve věku 96 let)
Hightstown
Alma materUniverzita Johnse Hopkinse (do 1933)
Newyorská univerzita
Rayen High School
PracovištěPrincetonská univerzita (1938–1976)
Univerzita v Leidenu (od 1965)
Texaská univerzita v Austinu
Severokarolínská univerzita v Chapel Hill
Univerzita v Leidenu
Oborfyzika
OceněníGuggenheimovo stipendium (1946)
Guggenheimovo stipendium (1949)
Richtmyer Memorial Lecture Award (1954)
Cena Alberta Einsteina (1965)
Cena Enrica Fermiho (1968)
… více na Wikidatech
RodičeJoseph L. Wheeler
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Raný život a vzdělání

Narodil se 9. července 1911 ve městě Jacksonville na Floridě. Jeho rodiče byli knihovníci, měl tři sourozence, z nichž byl nejstarší. Brzy se rodina přestěhovala do Ohia. Střední školu ale dokončil v Baltimoru. Již ve věku 15 let nastoupil na univerzitu Johnse Hopkinse. První vědeckou práci napsal v roce 1930, o 3 roky později získal doktorský titul. Tématem jeho disertace byl rozptyl a absorpce helia.[1] Do roku 1934 působil na New York University, poté rok u Nielse Bohra v Kodani. V roce 1934 také vydal první významnější vědeckou práci, s Gregory Braitem přišli na možnost transformace fotonů do hmoty ve formě elektron-pozitronových párů.[2]

Raná kariéra

Roku 1937 se stal Wheeler docentem na Severokarolínské univerzitě v Chapel Hill, odkud ovšem záhy odešel. Odmítl nabídku z univerzity Johnse Hopkinse na profesorské místo a odešel na Princetonskou univerzitu, kde získal post asistenta profesora.[3] Na Princetonské univerzitě působil až do roku 1976. V práci "matematický popis lehkých jader" z roku 1937 představil S matice[4], které později rozvinul Werner Heisenberg. Ty se potom staly důležitou součástí částicové fyziky.

Wheeler dál zkoumal model kapalného atomového jádra[5], výsledky byly publikovány v roce 1938. Vzhledem k omezení modelu propásl možnost objevit jaderné štěpení[6]. Později se ovšem Wheeler a Bohr pokoušeli uplatnit tento model na štěpení, protože experimentátoři dostávali nejasné výsledky.[7] Ve spolupráci s Georgem Placzkem původem z Česka (v Brně má pamětní desku) přišli na skutečnost, že štěpení při nižších energiích je způsobeno izotopen uranu 235, zatímco při vyšších izotopem uranu 238.[8][9]

V roce 1940 přišel na myšlenku vysvětlující nerozlišitelnost elementárních částic. Postuloval, že ve skutečnosti existuje pouze jediný elektron, který cestuje v čase tam a zpět. Když cestuje zpět, vidíme ho jako antičástici elektronu pozitron. Wheelerův tehdejší student Richard Feynman byl tímto nápadem zaujat a časovou reverzibilitu zabudoval do svého velkého objevu Feynmanových diagramů.

Jaderné zbraně

Projekt Manhattan

Po napadení Pearl Harbor Japonskem a vstupu USA do války se Wheeler přidal k projektu Manhattan. V lednu 1942 se připojil ke skupině, již vedl Eugene Paul Wigner v Chicagu, která se zabývala konstrukcí jaderných reaktorů. S Robertem Christym vypracovali metodu čištění plutonia, která byla dlouho tajná.[10][11] V roce 1943 se začal podílet na části projektu zabývající se produkcí plutonia a konstrukcí jaderných reaktorů. Zde vyřešil problém s konstrukcí reaktorů, které produkovaly látky snižující jadernou reakci. V říjnu 1944 padl na frontě v Itálii jeho bratr Joseph.[12]

Vodíková bomba

V roce 1945 se Wheeler vrátil do Princetonu. Nadále spolupracoval s Feynmanem na fyzice částic. Zkoumal například miony v kosmickém záření[13][14]. V roce 1953 se stal prvním ředitelem laboratoře pro výzkum kosmického záření. V letech 19491950 pobýval v Paříži. Po odpálení první sovětské atomové bomby v roce 1949 byl Wheeler požádán o účast na práci na silnější vodíkové bombě. Nejprve odmítl, ale po poradě s Bohrem nakonec souhlasil. Přestěhoval se proto do Los Alamos. Stanisław Ulam prokázal, že design bomby navrhovaný Edwardem Tellerem nebude fungovat, poté Wheeler a Edward Teller navrhli konstrukci známou jako budík, nejednalo se ovšem o skutečnou termojadernou zbraň. Až v roce 1951 přišli Teller a Ulam s funkčním designem. Téhož roku se Wheeler vrátil na Princeton, kde založil novou laboratoř, ta měla dvě části, jedna se zabývala jadernými zbraněmi a vedl ji Wheeler sám a druhou, kde se zkoumalo civilní využití fúzní reakce, vedl Lyman Spitzer. V roce 1953 došlo ke ztrátě tajné knihy, což mělo za následek udělení důtky Wheelerovi. Později téhož roku proběhl první termojaderný test.[15] Wheelerova laboratoř existuje i na počátku 21. století jako Princeton Plasma Physics Laboratory.

Pozdější práce

Později se začal zabývat obecnou teorií relativity. Nejprve zkoumal gravitační vlny[16], později hypotetické tunely v prostoročasu dnes známé jako červí díry.[17] Postuloval základní strukturu vesmíru známou jako kvantová pěna[16], tedy kvantové fluktuace hmoty, jejichž projevem byly podle jeho názoru právě i červí díry.

Rovněž se zabýval teorií gravitačního kolapsu, právě on v roce 1967 poprvé použil termín černá díra. S Brycem DeWittem podnikl první pokusy o kvantování gravitace.[18]

Napsal také několik učebnic obecné relativity. S Edwinem Taylorem sepsali publikaci Fyzika prostoročasu, která vyšla i ve slovenské verzi, další významnou učebnici Gravitation sepsal s Kipem Thornem a Charlesem Misnerem.

V roce 1976 opustil Princeton a následujících 10 let strávil jako profesor na Texaské univerzitě v Austinu. Zde se zabýval výzkumem kvantové mechaniky, zejména vlivem pozorování na pozorované objekty. Známý je jeho experiment se zpožděnou volbou. Tento experiment má zodpovědět otázku, zda světlo v Youngově dvouštěrbinovém experimentu nějak „cítí“ experimentální zařízení a přizpůsobuje tomu své chování, nebo zda zůstane v neurčitém stavu.

V roce 1990 navrhl, že informace má zásadní význam na fyziku vesmíru. Podle této doktríny nazývané bytí z bitu jsou všechny fyzikální objekty informačně teoretického původu. Spekuloval, že realita je vytvořena pozorovateli ve vesmíru. Razil termín participativní antropický princip, což je verze silného antropického principu.

Proslavil se i neobvyklým počtem vedených disertačních prací, jen na Princetonu jich vedl 46, více než kterýkoli z ostatních profesorů v oboru fyziky[19]. Studovali u něj mimo jiné Richard Feynman, Charles Misner, Kip Thorne, Hugh Everett nebo Ja'akov Bekenstein.[1]

Zemřel 13. dubna 2008 ve věku 96 let na zápal plic.

Osobní život

Byl ženatý, s manželkou měli dvě dcery a syna.

Kromě vědy byl Wheeler i aktivním skeptikem, protestoval proti toleranci parapsychologie ze strany asociace pro rozvoj vědy, parapsychologii nazval pseudovědou. Jeho návrh byl ale v té době zamítnut.[20]

Jeho nejvýznamnějším oceněním byla Wolfova cena, kterou obdržel v roce 1997.

Publikační činnost

  • Some Men and Moments in the History of Nuclear Physics: The Interplay of Colleagues and Motivations (1979). University of Minnesota Press
  • A Journey Into Gravity and Spacetime (1990). Scientific American Library. W.H. Freeman & Company 1999 reprint: ISBN 0-7167-6034-7
  • Spacetime Physics: Introduction to Special Relativity (1992). W. H. Freeman, ISBN 0-7167-2327-1
  • At Home in the Universe (1994). American Institute of Physics 1995 reprint: ISBN 1-56396-500-3
  • Geons, Black Holes, and Quantum Foam: A Life in Physics (1998). New York: W.W. Norton & Co, hardcover: ISBN 0-393-04642-7, paperback: ISBN 0-393-31991-1 — autobiography and memoir.
  • Exploring Black Holes: Introduction to General Relativity (2000). Addison Wesley, ISBN 0-201-38423-X
  • Law Without Law

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku John Archibald Wheeler na anglické Wikipedii.

Externí odkazy