Edward Witten - Edward Witten

Edward Witten
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Witten en 2008
Nació ( 26 de agosto de 1951 )26 de agosto de 1951 (70 años)
Baltimore , Maryland , Estados Unidos
Ciudadanía americano
Educación
Conocido por Teoría M
Teoría de
Seiberg-Witten Mapa de
Seiberg-Witten Invariantes de Seiberg-Witten
Modelo de Wess-Zumino-Witten
Teorema de Weinberg-Witten Teorema de
Gromov-Witten Invariable de
Hořava-Witten Muro de dominio de
Vafa-
Witten Índice de Witten
Recurrencia BCFW
Teoría de campos cuánticos topológicos ( tipo Witten TQFT )
Teoría de cuerdas topológica
Reglas de CSW
Conjetura de
Witten Función zeta
de Witten Transición de Hanany-Witten
Teoría de cuerdas de Twistor Teoría de
Chern-Simons
Teorema de la energía positiva
Mecanismo de Witten-Veneziano
Esposos) Chiara Nappi
Niños 3
Premios Beca MacArthur (1982)
Medalla Dirac (1985)
Medalla Albert Einstein (1985)
Medalla Fields (1990)
Premio Alan T.Waterman (1986)
Premio Dannie Heineman (1998)
Premio Nemmers (2000)
Medalla Nacional de Ciencias (2002)
Premio Harvey ( 2005)
Premio Henri Poincaré (2006)
Premio Crafoord (2008)
Medalla Lorentz (2010)
Medalla Isaac Newton (2010)
Premio de Física Fundamental (2012)
Premio de Kyoto (2014)
Premio Albert Einstein (2016)
Carrera científica
Los campos Física teórica Física
matemática
Teoría de supercuerdas
Instituciones Instituto de Estudios Avanzados
Universidad de Harvard Universidad de
Oxford
Instituto de Tecnología de California
Universidad de Princeton
Tesis Algunos problemas en el análisis a corta distancia de las teorías de la galga  (1976)
Asesor de doctorado David Gross
Otros asesores académicos Sidney Coleman
Michael Atiyah
Estudiantes de doctorado Jonathan Bagger (1983)
Cumrun Vafa (1985)
Xiao-Gang Wen (1987)
Dror Bar-Natan (1991)
Shamit Kachru (1994)
Eva Silverstein (1996)
Sergei Gukov (2001)
Sitio web www .ias .edu / sns / witten

Edward Witten (nacido el 26 de agosto de 1951) es un físico matemático y teórico estadounidense . Actualmente es profesor Charles Simonyi en la Facultad de Ciencias Naturales del Instituto de Estudios Avanzados . Witten es investigador en teoría de cuerdas , gravedad cuántica , teorías de campos cuánticos supersimétricos y otras áreas de la física matemática. Además de sus contribuciones a la física, el trabajo de Witten ha tenido un impacto significativo en las matemáticas puras. En 1990, se convirtió en el primer físico en recibir una Medalla Fields de la Unión Matemática Internacional , otorgada por su prueba de 1981 del teorema de la energía positiva en la relatividad general . Se le considera como el fundador práctica de la teoría-M .

Temprana edad y educación

Witten nació el 26 de agosto de 1951 en Baltimore , Maryland , en una familia judía . Es hijo de Lorraine (de soltera Wollach) Witten y Louis Witten , físico teórico especializado en gravitación y relatividad general .

Witten asistió a la Escuela del parque de Baltimore (clase del '68), y recibió su Licenciatura en Artes grado en la especialidad de historia y de menor importancia en la lingüística de la Universidad de Brandeis en 1971.

Tenía aspiraciones en el periodismo y la política y publicó artículos tanto en The New Republic como en The Nation a fines de la década de 1960. En 1972 trabajó durante seis meses en la campaña presidencial de George McGovern .

Witten asistió a la Universidad de Wisconsin-Madison durante un semestre como estudiante de posgrado en economía antes de abandonar la escuela. Regresó a la academia, se matriculó en matemáticas aplicadas en la Universidad de Princeton en 1973, luego cambió de departamento y recibió un doctorado. en física en 1976 y completando una disertación titulada "Algunos problemas en el análisis a corta distancia de las teorías de gauge" bajo la supervisión de David Gross . Obtuvo una beca en la Universidad de Harvard (1976–77), visitó la Universidad de Oxford (1977–78), fue miembro junior de la Sociedad de Becarios de Harvard (1977–1980) y obtuvo una beca de la Fundación MacArthur (1982).

Investigar

Trabajo medalla Fields

Witten recibió la Medalla Fields de la Unión Matemática Internacional en 1990, convirtiéndose en el primer físico en ganar el premio.

En un discurso escrito al ICM , Michael Atiyah dijo de Witten:

"Aunque definitivamente es un físico (como muestra claramente su lista de publicaciones), su dominio de las matemáticas es rivalizado por pocos matemáticos, y su capacidad para interpretar ideas físicas en forma matemática es bastante única. Una y otra vez ha sorprendido a la comunidad matemática por una brillante aplicación de la percepción física que conduce a nuevos y profundos teoremas matemáticos ... Ha tenido un profundo impacto en las matemáticas contemporáneas. En sus manos, la física vuelve a proporcionar una rica fuente de inspiración y comprensión de las matemáticas ".

Edward Witten (izquierda) con el matemático Shigefumi Mori , probablemente en el ICM en 1990, donde recibieron la Medalla Fields .

Como ejemplo del trabajo de Witten en matemáticas puras, Atiyah cita su aplicación de técnicas de la teoría cuántica de campos al tema matemático de la topología de baja dimensión . A finales de la década de 1980, Witten acuñó el término teoría de campos cuánticos topológicos para un cierto tipo de teoría física en la que los valores esperados de cantidades observables codifican información sobre la topología del espacio-tiempo . En particular, Witten se dio cuenta de que una teoría física ahora llamada teoría de Chern-Simons podría proporcionar un marco para comprender la teoría matemática de los nudos y las variedades tridimensionales . Aunque el trabajo de Witten se basó en la noción matemáticamente mal definida de una integral de trayectoria de Feynman y, por lo tanto, no era matemáticamente rigurosa , los matemáticos pudieron desarrollar sistemáticamente las ideas de Witten, lo que llevó a la teoría de las invariantes Reshetikhin-Turaev .

Otro resultado por el que Witten recibió la Medalla Fields fue su demostración en 1981 del teorema de la energía positiva en la relatividad general . Este teorema afirma que (bajo supuestos apropiados) la energía total de un sistema gravitante es siempre positiva y puede ser cero solo si la geometría del espacio-tiempo es la del espacio plano de Minkowski . Establece el espacio de Minkowski como un estado fundamental estable del campo gravitacional . Mientras que la prueba original de este resultado debida a Richard Schoen y Shing-Tung Yau utilizó métodos variacionales , la prueba de Witten utilizó ideas de la teoría de la supergravedad para simplificar el argumento.

Una tercera área mencionada en el discurso de Atiyah es el trabajo de Witten que relaciona la supersimetría y la teoría de Morse , una rama de las matemáticas que estudia la topología de variedades utilizando el concepto de función diferenciable . El trabajo de Witten dio una prueba física de un resultado clásico, las desigualdades de Morse , al interpretar la teoría en términos de mecánica cuántica supersimétrica .

Teoría M

A mediados de la década de 1990, los físicos que trabajaban en la teoría de cuerdas habían desarrollado cinco versiones diferentes y consistentes de la teoría. Estas versiones se conocen como tipo I , tipo IIA , tipo IIB y los dos sabores de la teoría de cuerdas heterótica ( SO (32) y E 8 × E 8 ). El pensamiento era que de estas cinco teorías candidatas, solo una era la teoría correcta real de todo , y esa teoría era aquella cuyo límite de baja energía coincidía con la física observada en nuestro mundo actual.

En su intervención en la conferencia de la teoría de cuerdas en la Universidad del Sur de California en 1995, Witten hizo la sorprendente sugerencia de que estas cinco teorías de cuerdas eran, de hecho, las teorías no distintas, pero con diferentes límites de una sola teoría que llamó la teoría-M . La propuesta de Witten se basó en la observación de que las cinco teorías de cuerdas se pueden mapear entre sí mediante ciertas reglas llamadas dualidades y se identifican por estas dualidades. El anuncio de Witten dio lugar a una gran cantidad de trabajo que ahora se conoce como la segunda revolución de las supercuerdas .

Otro trabajo

Edward Witten (centro) con David Gross y Stephen Hawking en Strings 2001 en TIFR en Mumbai, India.

Otra de las contribuciones de Witten a la física fue el resultado de la dualidad calibre / gravedad. En 1997, Juan Maldacena formuló un resultado conocido como la correspondencia AdS / CFT , que establece una relación entre ciertas teorías de campos cuánticos y las teorías de la gravedad cuántica . El descubrimiento de Maldacena ha dominado la física teórica de altas energías durante los últimos 15 años debido a sus aplicaciones a problemas teóricos en la gravedad cuántica y la teoría cuántica de campos. El trabajo fundacional de Witten tras el resultado de Maldacena ha arrojado luz sobre esta relación.

En colaboración con Nathan Seiberg , Witten estableció varios resultados poderosos en las teorías de campos cuánticos. En su artículo sobre la teoría de cuerdas y la geometría no conmutativa , Seiberg y Witten estudiaron ciertas teorías cuánticas de campos no conmutativos que surgen como límites de la teoría de cuerdas. En otro documento muy conocido, estudiaron aspectos de la teoría del calibre supersimétrico . Este último artículo, combinado con el trabajo anterior de Witten sobre la teoría de campos cuánticos topológicos, condujo a desarrollos en la topología de 4-variedades suaves , en particular la noción de invariantes de Seiberg-Witten .

Con Anton Kapustin , Witten ha establecido profundas conexiones matemáticas entre la dualidad S de las teorías gauge y la correspondencia geométrica de Langlands . En parte en colaboración con Seiberg, uno de sus intereses recientes incluye aspectos de la descripción teórica de campo de las fases topológicas en la materia condensada y dualidades no supersimétricas en las teorías de campo que, entre otras cosas, son de gran relevancia en la teoría de la materia condensada. A partir de una generalización de los modelos SYK de la materia condensada y el caos cuántico, también ha llevado recientemente los modelos tensoriales de Gurau a la relevancia de las teorías holográficas y de la gravedad cuántica.

Witten ha publicado un trabajo influyente y perspicaz en muchos aspectos de las teorías de campo cuántico y la física matemática, incluida la física y las matemáticas de anomalías, integrabilidad, dualidades, localización y homologías. Muchos de sus resultados han influido profundamente en áreas de la física teórica (a menudo mucho más allá del contexto original de sus resultados), incluida la teoría de cuerdas, la gravedad cuántica y la materia condensada topológica.

Premios y honores

Witten ha sido honrado con numerosos premios, entre ellos una beca MacArthur (1982), la medalla Fields (1990), el premio Golden Plate de la Academia Estadounidense de Logros (1997), el premio Nemmers en Matemáticas (2000), la medalla nacional de ciencia. (2002), Premio Pitágoras (2005), Premio Henri Poincaré (2006), Premio Crafoord (2008), Medalla Lorentz (2010) Medalla Isaac Newton (2010) y Premio Física Fundamental (2012). Desde 1999 es miembro extranjero de la Royal Society (Londres), y en marzo de 2016 fue elegido miembro honorario de la Royal Society of Edinburgh . El Papa Benedicto XVI nombró a Witten miembro de la Pontificia Academia de Ciencias (2006). También apareció en la lista de las 100 personas más influyentes de 2004 de la revista TIME . En 2012 se convirtió en miembro de la American Mathematical Society . Witten fue elegido miembro de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias en 1984 y miembro de la Academia Nacional de Ciencias en 1988.

En una encuesta informal en una conferencia de cosmología de 1990, Witten recibió el mayor número de menciones como "el físico vivo más inteligente".

Vida personal

Witten está casado con Chiara Nappi , profesora de física en la Universidad de Princeton , desde 1979. Tienen dos hijas y un hijo. Su hija Ilana B. Witten es neurocientífica en la Universidad de Princeton y su hija Daniela Witten es bioestadística en la Universidad de Washington .

Witten es miembro de la junta directiva de Americans for Peace Now y del consejo asesor de J Street . Apoya la solución de dos estados y aboga por un boicot a las instituciones israelíes y la actividad económica más allá de sus fronteras de 1967, aunque no al propio Israel.

Publicaciones Seleccionadas

  • Algunos problemas en el análisis a corta distancia de las teorías de los calibres . Universidad de Princeton , 1976. ( Disertación .)
  • Roman Jackiw , David Gross , Sam B. Treiman , Edward Witten, Bruno Zumino . Álgebra actual y anomalías: un conjunto de notas de clase y artículos . World Scientific, 1985.
  • Green, M. , John H. Schwarz y E. Witten. Teoría de supercuerdas. Vol. 1, Introducción . Monografías de Cambridge sobre física matemática. Cambridge, Reino Unido: Cambridge University Press, 1988. ISBN  978-0-521-35752-4 .
  • Green, M., John H. Schwarz y E. Witten. Teoría de supercuerdas. Vol. 2, Amplitudes de bucle, anomalías y fenomenología . Cambridge, Reino Unido: Cambridge University Press, 1988. ISBN  978-0-521-35753-1 .
  • Campos cuánticos y cuerdas: un curso para matemáticos . Vols. 1, 2. Material del Año especial sobre teoría cuántica de campos celebrado en el Instituto de estudios avanzados, Princeton, Nueva Jersey, 1996–1997. Editado por Pierre Deligne , Pavel Etingof , Daniel S. Freed , Lisa C. Jeffrey , David Kazhdan , John W. Morgan , David R. Morrison y Edward Witten. Sociedad Americana de Matemáticas, Providence, RI; Instituto de Estudios Avanzados (IAS), Princeton, Nueva Jersey, 1999. Vol. 1: xxii + 723 págs .; Vol. 2: págs. I – xxiv y 727–1501. ISBN  0-8218-1198-3 , 81–06 (81T30 81Txx).

Referencias

enlaces externos