개인 생활과 직업 생활 모두에서 선구적인 이론 물리학자 Toichiro "Tom" 키노시타 가장 격동의 시대를 통해 가장 안정된 길을 만들었습니다. 23년 1925월 XNUMX일 일본 도쿄에서 태어난 그는 경력의 대부분을 미국에서 보냈으며 양자전기역학 (QED). 가장 주목할 만한 것은 핵심 상수 중 하나에 대한 그의 계산입니다. g-2 – QED를 물리학 역사상 가장 정확한 이론으로 만드는 데 도움이 되었습니다.

23년 2023월 98일 향년 XNUMX세로 사망한 키노시타는 나에게 낯선 사람이 아니었다. 그는 절친한 친구의 장인이었고 나는 거의 XNUMX년 동안 그를 알고 있었습니다. 사실 키노시타와 XNUMX시간 동안 그의 길고 유익한 경력에 대해 심도 있게 이야기할 수 있어서 운이 좋았습니다. 구술 인터뷰 2016년에 내가 수행한 닐스 보어 도서관 및 기록 보관소 미국 물리학 연구소의.

일본 뿌리

대화 중에 발견한 바와 같이, 기노시타는 남자 아이가 가업을 물려받기를 기대했던 벼 농장주 가족의 상속자였습니다. 그들의 계획은 기노시타가 XNUMX대일 때 이미 시작된 제XNUMX차 세계 대전에서 일본의 역할로 인해 차질을 빚었습니다. 그의 동료들 대부분은 군 복무를 위해 징집되었으며, 많은 사람들이 다시는 돌아오지 못했습니다.

그러나 Kinoshita는 운이 좋았습니다. 일본군은 물리학에 재능이 있는 사람들이 전선에서 포격을 위한 폭탄 궤적을 계산하기를 원했습니다. 따라서 당국은 키노시타에게 도쿄 대학의 고등학교 및 대학 커리큘럼을 엄격하게 압축한 버전으로 강요했습니다. 그 과정에서 그는 Werner Heisenberg와 다른 독일 물리학자들이 쓴 기사를 가르친 멘토로부터 고급 물리학을 배웠습니다.

Kinoshita는 Werner Heisenberg와 다른 독일 물리학자들이 쓴 기사를 가르친 멘토로부터 고급 물리학을 배웠습니다.

1945년 XNUMX월, 대학 여름방학 동안 키노시타는 부모님과 함께 시에 있는 집에 있었습니다. 요나고 라디오에서 남쪽으로 약 125km 떨어진 히로시마가 납작해졌다는 소식을 들었을 때. 인터뷰에서 그가 나에게 말했듯이, 키노시타는 폭발의 크기로부터 이것이 평범한 폭탄이 아니라 원자력 에너지를 두드려야 하는 폭탄이라는 것을 알고 있었습니다. 그는 "원자력이 무엇을 할 수 있는지 알고 있었기 때문에 즉시 이것이 원자폭탄임에 틀림없다고 생각했다"고 말했다.

며칠 후 그는 신주쿠역 모든 사람이 예기치 않게 중요한 뉴스를 위해 자리를 지키라는 지시를 받았을 때 도쿄에서. 매우 이례적인 움직임으로, 일본 천황이 일본이 항복했음을 알리기 위해 대중 연설 시스템에 등장했습니다. Kinoshita는 주변 사람들과 마찬가지로 안도했습니다. 많은 일본인들처럼 그는 자국의 군사 지도자들이 시작한 전쟁을 두려워하고 경악했습니다. "오, 그거 좋네. 나는 죽을 필요가 없다”고 그는 생각을 회상했다.

수십만 명의 미군이 몇 주 후에 도착하여 그 나라를 점령했습니다. 미국이 새로 세운 정부는 전국적인 토지 개혁 프로그램을 추진했습니다. Kinoshita 가족의 토지는 압수되어 소작인에게 분배되었으며 Kinoshita는 상속되지 않았습니다. 이상하게 들릴지 모르지만 갑작스러운 가난으로 인해 쌀 농장의 지주가 될 것이라는 가족의 기대에서 해방되었기 때문에 그는 감격했습니다. 대신 그는 물리학을 추구할 수 있을 것이다.

도쿄 대학의 보조금과 근처의 다른 대학에서 물리학 강의를 하면서 살아남은 키노시타는 박사 학위를 받기 전인 1947년에 졸업했습니다. 그의 멘토는 신이티로 도모나가, 나중에 공유한 1965년 노벨 물리학상 Richard Feynman과 Julian Schwinger와 함께. Tomonaga는 Kinoshita를 주목했습니다. 로버트 오펜하이머, 맨해튼 원자폭탄 프로젝트를 이끌었던 미국 물리학자.

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Oppenheimer는 차례로 Kinoshita와 그의 동료를 위해 준비했습니다. 난부 요이치로 – 또 다른 미래 노벨상 수상자 – 박사후 연구원 고등연구소 (IAS) 뉴저지 주 프린스턴에 있습니다. 그러나 Kinoshita는 항해 경비를 간신히 모을 수 있었고 도쿄에서 시애틀까지 화물선을 타야했습니다. 그는 또한 1951년에 결혼한 그의 반 학생이었던 아내 Masako 또는 "Masa" Kinoshita(née Matsuoka)를 남겨두고 떠나야 했습니다. 일본의 작은 마르크스주의 공동체의 일원인 그녀의 부유한 부모는 전쟁에서 연합군의 폭격으로 가족 사업이 망가지면서 모든 것을 잃었습니다.

시애틀에서 Kinoshita는 Lawrence Berkeley 연구소와 California Institute of Technology를 포함하여 미국 서부 해안의 연구소를 방문했습니다. 버스와 기차를 타고 여행하면서 그는 로키 산맥을 가로질러 동쪽으로 향했고 처음에는 덴버를 방문한 다음 시카고에 있는 엔리코 페르미의 연구실을 방문했습니다. 결국 그는 1953년에 그의 아내와 함께 프린스턴에 도착했습니다. 그해 말에 그는 "토이치로"를 발음할 수 없는 집주인과 함께 지냈고 그래서 그를 "톰"이라고 불렀습니다. .

흔들리는 기초

1956년 – IAS와 뉴욕의 컬럼비아 대학에서 XNUMX년을 보낸 후 Tom과 Masa는 코넬 대학에 들어가 남은 생애를 보냈습니다. 그곳에서 마사는 연습했다. 로 알려진 전통적인 일본 직물 artform 쿠미히모, 또는 "모은 실", 미국과 일본에서 워크샵을 제공하고 360년에 이 주제에 관한 기념비적인 1994페이지의 책을 출판했습니다. 쿠미히모 그녀의 수학 배경을 사용하여 복잡한 루프를 재배치했습니다.

1962년에 Kinoshita는 Ford Foundation 휄로우십으로 CERN을 방문했습니다. 제네바 방문 둘째 날, 그는 실험실 투어에 참여했고 첫 번째 정거장에서 실험실의 실험자들이 만든 그래프에 매료되었습니다. 양성자 싱크로트론 벽에 붙어 있었습니다. 자기장에서 뮤온이 흔들리는 방식을 측정한 후, 그들은 그들의 발견이 이론적 가치와 어떻게 일치하는지 알고 싶었고 그것을 계산할 수 있는 사람을 찾고 있었습니다.

Kinoshita는 전쟁 중에 Tomonaga와 함께 수행했던 QED 연구의 측면을 상기시키는 그래프에 놀랐습니다. 그는 투어를 그만두고 도서관에 가서 밤새도록 일했습니다. 다음날 아침 그는 Proton Synchrotron으로 돌아와서 실험자들에게 "방법을 알아요!"라고 말했습니다.

숫자가 QED의 토대에 밀접하게 짜여져 있었기 때문에 흥미로운 작업이었습니다. 그 이론은 입자를 회전하는 자석으로 생각하며, 자기 모멘트와 스핀의 비율은 다음과 같습니다. g. 가장 단순한 형태의 양자 역학에서, g 뮤온은 알려진 입자와 알려지지 않은 입자, 경입자와 하드론 등 각각이 흔들림에 약간 영향을 미치는 다른 모든 입자의 흔적에 의해 잡아당겨지기 때문에 현실은 달라야 했습니다.

QED가 이론가들이 알고 있는 모든 것을 통합한 청사진이라는 점을 감안할 때, 실험적으로 결정된 g 따라서 2는 QED의 전체 이론적 아키텍처의 포괄성과 정확성을 측정했습니다. 다시 말해, 측정 g-2는 결함의 정확한 위치를 알려줄 수 없더라도 해당 아키텍처가 건전한지 알려줄 수 있습니다.

사실, g-2는 QED에 매우 기본적이어서 자연에 새로운 물리학(아직 발견되지 않은 입자 또는 힘이 포함되어 이론에 없음)이 포함된 경우 이론적으로 예측된 ​​양과 실험에서 측정된 값 사이의 차이로 나타날 것입니다. 숫자 계산에 전력을 다하는 것이 이치에 맞는 경우는 드뭅니다. 아무도 레시피 재료를 XNUMX분의 XNUMX그램까지, 휘발유를 XNUMX억분의 XNUMX리터까지 측정하지 않습니다. 하지만 g-2는 다릅니다. 뮤온의 흔들림에서 정밀도를 얻을 수 있습니다.

하지만 계산은 믿을 수 없을 정도로 어려웠습니다. 해결할 수 없었고 따라서 일련의 연속적이고 더욱 정확한 근사치를 진행해야 했기 때문입니다. 게다가 새로 발견된 각각의 입자와 힘이 통합되어야 했습니다. 물리학자들은 일반적으로 가능한 각 상호 작용의 "파인만 다이어그램" 측면에서 이러한 복잡성을 표현합니다. 각 다이어그램은 일련의 긴 방정식에 해당하며 Kinoshita는 수백, 심지어 수천 개의 방정식을 평가해야 했습니다.

물리학자들이 QED가 과학사에서 가장 정확하게 계산된 이론이라고 말할 때 그들은 Kinoshita에게 감사할 수 있습니다.

그 당시 Kinoshita는 혼자 손으로 계산했습니다. g-2. 세월이 흐르면서 그는 더 많은 도우미를 고용했고 더 강력한 컴퓨터를 사용했습니다. Kinoshita는 결국 슈퍼컴퓨터의 물리학적 사용의 선구자로서 반세기 이상을 보냈고 계산을 위해 10, XNUMX, XNUMX개의 파인만 다이어그램 순서를 합산하여 슈퍼컴퓨터의 가장 큰 사용자 중 하나가 되었습니다. g-2 더 정확하게. 물리학자들이 QED가 과학사에서 가장 정확하게 계산된 이론이라고 말할 때 그들은 Kinoshita에게 감사할 수 있습니다.

한편, 실험적 가치를 그의 실험 가치와 비교하기 위해 일련의 더 크고 더 정밀한 실험이 구축되었습니다. 하나는 Brookhaven 국립 연구소에서 과 Fermilab의 또 다른. 때로는 그 결과가 키노시타의 수에 가까워서 물리학자들 사이에 새로운 물리학이 없다는 두려움을 퍼뜨리는 반면, 다른 때는 그 결과가 예측된 값에서 너무 멀어 실험가와 이론가 모두 감격했습니다.

Kinoshita는 입자 물리학의 표준 모델의 기초를 이해하는 사람으로서 점점 더 주목받는 물리학자가 되었습니다. 사실은, g-2는 세계에서 가장 강력한 액셀러레이터로 더욱 주목받는 숫자가 되었으며, 대형 강입자 충돌기, 놀라움이 점점 줄어들고있었습니다.

1995년 코넬에서 공식적으로 은퇴했음에도 불구하고 Kinoshita는 물리학 분야에서 활동했습니다. 2018년 93세의 나이로 물리적 검토 D (97 036001) 그의 계산을 수정 g-2에서 10번째 순서. 그의 마지막 논문 – 일반 이론에 관한 g모든 주문에 대한 -2 계산 - 다음 해에 등장 원자 (7 28). 그의 학생이자 가까운 협력자 니오 마키코에서 리켄 연구소 일본에서 현재 연구를 계속하고 있는 물리학자 중 한 명입니다.

임계점

조용하고 체계적이며 세심한 Kinoshita는 항상 모든 상황에서 유머를 높이 평가하거나 기여했습니다. 그의 생애 말년에 친구들은 그가 재치 있는 말을 하려고 한다는 신호를 찾는 법을 배웠습니다. 입가의 거의 눈에 띄지 않게 올라갔고 주름살이 약간 깊어졌습니다. 결국 키노시타는 마지못해 코넬을 떠나 매사추세츠 주 애머스트에 있는 집으로 이사했다. 건축가 레이 키노시타, 그의 세 딸 중 하나.

그녀는 부모님을 위한 별도의 거실 공간, 미닫이문, 열린 선반, 숲이 보이는 나무 데크가 있는 집을 설계했습니다. 매사추세츠 대학은 키노시타를 겸직시키고 사무실을 내줬고 코로나XNUMX가 닥칠 때까지 거의 매일 출근했다.

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존경하는 동료들은 정기적으로 키노시타를 노벨상 후보로 내세웠습니다. 그는 그것을 받지 못했는데, 확실히 그의 공헌은 현대 물리학에 없어서는 안 될 것이지만 이름을 붙이기가 어렵기 때문입니다. 그러나 물리학자들은 자신의 분야를 뒷받침하는 자원, 방법 및 기술에 대해 잘 알고 있는 Kinoshita와 같은 사람들로부터 큰 도움을 받습니다. 그러한 물리학자들은 학문을 발전시키고 있지만, 발견자나 이론 창시자로서 쉽게 속박될 수는 없습니다. Kinoshita는 당신과 당신의 전체 커뮤니티가 살고 있는 집이 무너지지 않을 것이라는 확신을 주는 믿을 수 있고 신뢰할 수 있는 엔지니어와 같았습니다.

Masa는 슬프게도 작년에 사망했고 Tom은 곧 사망했습니다. 두 사람은 코넬 근처 이타카에 함께 묻힐 예정이다. 그들의 비석은 그들의 딸 Ray와 Ray의 딸이 디자인했습니다. 키노시타 에밀리아, 디자이너 및 재료 연구원. Feynman 다이어그램과 쿠미히모 Masa와 Tom이 살아가고 탐험한 거친 세상의 가장 깊은 모양과 리듬을 구현하는 패턴.

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• 출처: https://physicsworld.com/a/toichiro-kinoshita-the-theorist-whose-calculations-of-g-2-shed-light-on-our-understanding-of-nature/