جيمس بيوركن

كان جيمس دانيال " بي جيه " بيوركن (22 يونيو 1934 - 6 أغسطس 2024) فيزيائيًا نظريًا أمريكيًا . حصل على زمالة بوتنام عام 1954، ^{[ 1 ]} وحصل على بكالوريوس في الفيزياء من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا عام 1956، وحصل على درجة الدكتوراه من جامعة ستانفورد عام 1959. كان بيوركن باحثًا زائرًا في معهد الدراسات المتقدمة في خريف عام 1962. ^{[ 2 ]} كما كان أستاذًا فخريًا في مجموعة نظرية SLAC في مركز ستانفورد للمسرع الخطي ، وكان عضوًا في قسم النظرية في مختبر فيرمي الوطني للمسرعات (1979-1989).

حصل بيوركن على ميدالية ديراك من المركز الدولي للفيزياء النظرية في عام 2004؛ وفي عام 2015، حصل على جائزة وولف في الفيزياء وجائزة الجمعية الفيزيائية الأوروبية في فيزياء الطاقة العالية والجسيمات . ^{[ 3 ]}

كان والد جيمس بيوركن، ج. دانيال بيوركن، مهاجرًا من السويد بالقرب من بحيرة سيلجان . غيّر لقبه من "بيوركين" إلى بيوركن عند وصوله إلى الولايات المتحدة؛ وانتقل إلى شيكاغو للعمل كمهندس كهربائي، وهناك التقى بزوجته المستقبلية، إديث. نشأ جيمس بيوركن في شيكاغو، وكان يستمتع بالرياضيات والكيمياء وآلة البوق الفرنسي، ومشاهدة فريق شيكاغو كابز يلعب في ملعب ريجلي فيلد . بعد تخرجه من مدرسة ماين إيست الثانوية عام 1952، قرر الالتحاق بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) بدلًا من جامعة شيكاغو . على الرغم من حصوله على منحة دراسية أكبر للالتحاق بجامعة شيكاغو، نصحه والداه بالانتقال إلى مكان أبعد ليحقق استقلاليته. ^{[ 4 ]}

في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، قرر سريعًا التخصص في الفيزياء؛ وكان أحد الأسباب الرئيسية لذلك استمتاعه بمحاضرات هانز مولر . وكان سيدني دريل ، الذي أصبح مرشده، من بين الشخصيات المؤثرة الأخرى في المعهد. بعد تخرجه عام ١٩٥٦، التحق بجامعة ستانفورد ، وحصل على درجة الدكتوراه عام ١٩٥٩، وبقي فيها باحثًا ما بعد الدكتوراه لعدة سنوات. ^{[ ٤ ]}

اكتشف بيوركن في عام 1968 ما يُعرف باسم قياس مخروط الضوء (أو قياس بيوركن )، وهي ظاهرة في التشتت غير المرن العميق للضوء على الجسيمات المتفاعلة بقوة ، والمعروفة باسم الهادرونات (مثل البروتونات والنيوترونات ): تتصرف الهادرونات التي لوحظت تجريبياً كمجموعات من المكونات النقطية المستقلة فعلياً عند فحصها عند الطاقات العالية.

تتحدد خصائص هذه الهادرونات بتغيرات حجمية، أي أنها لا تتحدد بالطاقة المطلقة للتجربة، بل بكميات حركية لا بُعدية، مثل زاوية التشتت أو نسبة الطاقة إلى نقل الزخم. ولأن زيادة الطاقة تعني إمكانية تحسين الدقة المكانية، فإن التغير في الحجم يعني استقلالية مقياس الدقة المطلقة، وبالتالي بنية فرعية نقطية فعليًا.

كانت هذه الملاحظة حاسمةً في إدراك أن الكواركات جسيمات أولية حقيقية (وليست مجرد تركيبات نظرية ملائمة)، وأدت إلى نظرية التفاعلات القوية المعروفة باسم الديناميكا اللونية الكمومية ، حيث فُهمت من خلال خاصية الحرية التقاربية . في تصور بيوركن، تصبح الكواركات أجسامًا نقطية قابلة للملاحظة على مسافات قصيرة جدًا (طاقات عالية)، أقصر من حجم الهادرونات.

اكتشف بيوركن أيضًا قاعدة بيوركن للجمع ، ^{[ 5 ] [ 6 ]} وهي قاعدة الجمع النموذجية للدوران في نظرية الكروموديناميكا الكمية. تنص هذه القاعدة على أنه في نطاق قياس بيوركن ، يكون تكامل دالة بنية الدوران للبروتون مطروحًا منه تكامل دالة بنية الدوران للنيوترون متناسبًا مع الشحنة المحورية للنيوكليون . تحديدًا:${\displaystyle \int _{0}^{1}dx(g_{1}^{p}(x)-g_{1}^{n}(x))=g_{A}/6}$، أين${\displaystyle x}$هو متغير قياس بيوركن،${\displaystyle g_{1}^{p(n)}(x)}$هي أول دالة لبنية الدوران للبروتون (النيوترون)، و${\displaystyle g_{A}}$تمثل الشحنة المحورية للنيوكليون التي تميز تحلل بيتا للنيوترون . وقد تم التحقق تجريبياً من قاعدة الجمع بدقة أفضل من 10%. ^{[ 7 ]}

وكان بيوركن أيضاً من بين أوائل من أشاروا إلى ظاهرة إخماد النفاثات في تصادمات الأيونات الثقيلة في عام 1982.

أعاد ريتشارد فاينمان صياغة هذا المفهوم لاحقًا في نموذج البارتون ، الذي استُخدم لفهم تركيب الكواركات في الهادرونات عند الطاقات العالية. ^{[ 8 ]} وقد تأكدت تنبؤات مقياس بيوركن في تجارب الإنتاج الكهروضوئي التي أُجريت في أواخر الستينيات في مختبر SLAC ، حيث رُصدت الكواركات لأول مرة. ويُفسَّر هذا المفهوم العام، مع تعديلات لوغاريتمية طفيفة، في الديناميكا اللونية الكمومية بمفهوم " الحرية التقاربية ".

شارك بيوركن في تأليف كتاب مدرسي كلاسيكي مصاحب حول ميكانيكا الكم النسبية والحقول الكمومية ، بالاشتراك مع سيدني دريل .

في عام 1967، تزوج بيوركن من جوان غولدثويت؛ وأنجبا طفلين وظلا متزوجين حتى وفاتها عام 1983. ^{[ 9 ]} كان يعيش في سكاي لندن، كاليفورنيا . ^{[ 9 ]}

توفي بيوركن بسبب سرطان الجلد في منشأة رعاية في ريدوود سيتي، كاليفورنيا ، في 6 أغسطس 2024 عن عمر يناهز 90 عامًا. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

• نص مقابلة تاريخية شفهية مع جيمس بيوركن بتاريخ 1 أبريل 2020، المعهد الأمريكي للفيزياء، مكتبة وأرشيف نيلز بور
• SLAC Bio
• APS bio
• وو كي تونغ، "مقياس بيوركن" في سكولاربيديا (2009).
• جائزة وولف

الوسائط المتعلقة بجيمس بيوركن على ويكيميديا ​​كومنز

• جيمس بيوركن على INSPIRE-HEP