James Daniel " BJ " Bjorken (nacido en 1934) es un físico teórico estadounidense . Fue miembro de Putnam en 1954, [1] recibió una licenciatura en física del MIT en 1956 y obtuvo su doctorado en la Universidad de Stanford en 1959. Fue académico visitante en el Instituto de Estudios Avanzados en el otoño de 1962. [2 ] Bjorken es profesor emérito del Grupo de Teoría SLAC del Centro del Acelerador Lineal de Stanford y fue miembro del Departamento de Teoría del Laboratorio Nacional del Acelerador Fermi (1979-1989).
Fue galardonado con la Medalla Dirac del ICTP en 2004; y, en 2015, el Premio Wolf de Física y el Premio EPS de Física de Altas Energías y Partículas . [3]
El padre de James Bjorken, J. Daniel Bjorken, era un inmigrante de Suecia cerca del lago Siljan . Cambió su apellido de "Björkén" a Bjorken al llegar a Estados Unidos; se mudó a Chicago para trabajar como ingeniero eléctrico, donde conoció a su futura esposa, Edith. James Bjorken creció en Chicago y disfrutaba de las matemáticas, la química, la trompa y ver jugar a los Chicago Cubs en el Wrigley Field . Después de graduarse de Maine East High School en 1952, decidió asistir al Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) en lugar de a la Universidad de Chicago . A pesar de que le ofrecieron más ayuda económica para asistir a la Universidad de Chicago, sus padres le aconsejaron que se mudara más lejos para encontrar su independencia. [4]
En el MIT, rápidamente decidió especializarse en física; Una de las principales razones fue que disfrutaba de las conferencias que daba Hans Mueller . Otra de sus influencias en el MIT fue Sidney Drell , quien se convirtió en su mentor. Después de graduarse en 1956, asistió a la Universidad de Stanford , donde se graduó con su doctorado en 1959 y permaneció como investigador postdoctoral durante varios años. [4]
Bjorken descubrió en 1968 lo que se conoce como escalado de cono de luz (o escalado de Bjorken ), un fenómeno de dispersión inelástica profunda de la luz sobre partículas que interactúan fuertemente , conocidas como hadrones (como protones y neutrones ): los hadrones observados experimentalmente se comportan como colecciones de constituyentes puntuales prácticamente independientes cuando se prueban a altas energías.
Las propiedades de estos hadrones se escalan, es decir, no están determinadas por la energía absoluta de un experimento, sino por cantidades cinemáticas adimensionales, como un ángulo de dispersión o la relación entre la energía y la transferencia de momento. Debido a que aumentar la energía implica una resolución espacial potencialmente mejorada, el escalado implica independencia de la escala de resolución absoluta y, por lo tanto, una subestructura efectivamente puntual.
Esta observación fue fundamental para el reconocimiento de los quarks como partículas elementales reales (en lugar de simples construcciones teóricas convenientes) y condujo a la teoría de las interacciones fuertes conocida como cromodinámica cuántica , donde se entendió en términos de la propiedad de libertad asintótica . En la imagen de Bjorken, los quarks se convierten en objetos puntiformes observables a distancias muy cortas (altas energías), más cortos que el tamaño de los hadrones.
Bjorken también descubrió la regla de la suma de Bjorken , [5] [6] la regla prototípica de suma de giro QCD. Afirma que en el dominio de escala de Bjorken , la integral de la función de estructura de espín del protón menos la del neutrón es proporcional a la carga axial del nucleón . Especialmente: , donde es la variable de escala de Bjorken, es la primera función de estructura de espín del protón (neutrón) y es la carga axial del nucleón que caracteriza la desintegración β del neutrón . La regla de la suma se verificó experimentalmente con una precisión superior al 10%. [7]
Bjorken también fue uno de los primeros en señalar el fenómeno de extinción de chorros en colisiones de iones pesados en 1982.
Richard Feynman posteriormente reformuló este concepto en el modelo parton , utilizado para comprender la composición de quarks de hadrones a altas energías. [8] Las predicciones de la escala de Bjorken se confirmaron a principios de la década de 1960 en experimentos de electroproducción en SLAC , en los que se observaron quarks por primera vez. La idea general, con pequeñas modificaciones logarítmicas, se explica en cromodinámica cuántica mediante la " libertad asintótica ".
Bjorken fue coautor, junto con Sidney Drell , de un libro de texto clásico que acompaña a la obra sobre mecánica cuántica relativista y campos cuánticos .
INSPIRE-HEP -- Bjorken
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