Tōichirō Kinoshita (木下東一郎, Kinoshita Tōichirō ; 23 de enero de 1925 - 23 de marzo de 2023) fue un físico teórico estadounidense nacido en Japón .
Kinoshita nació en Tokio el 23 de enero de 1925. Estudió física en la Universidad de Tokio , donde obtuvo su licenciatura en 1947 y luego su doctorado en 1952. Posteriormente pasó dos años como investigador postdoctoral en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, Nueva Jersey, y luego un año en la Universidad de Columbia . Sus intereses de investigación incluían la teoría cuántica de campos y el Modelo Estándar . [1]
Kinoshita trabajó en el Laboratorio Newman de Estudios Nucleares de la Universidad de Cornell desde 1955. Al principio fue investigador asociado. En 1958 se convirtió en profesor asistente y en 1960 en profesor asociado. Se convirtió en profesor titular en 1963 y en 1992 fue nombrado profesor Goldwin Smith. En 1995 se retiró de Cornell como profesor emérito. En 1962-63 fue becario Ford en el CERN . Fue profesor invitado en la Universidad de Tokio, en el CERN, en el laboratorio nacional de física de altas energías KEK en Japón y en RIKEN en Japón. [1] [2]
Kinoshita era conocido por sus extensos y detallados cálculos de electrodinámica cuántica (EDQ), la teoría de la interacción de la luz y la materia, en la que el físico Abraham Pais lo llamó el "experto entre los expertos". [3] La EQQ se describe a menudo como la teoría física más precisa que existe. Entre los ejemplos más conocidos están los cálculos de Kinoshita de los momentos magnéticos anómalos del electrón y el muón .
Kinoshita trabajó en una variedad de temas en QED. Mientras estaba en el Instituto de Estudios Avanzados, calculó con alta precisión la energía del estado fundamental del helio. [4] En Cornell, Kinoshita colaboró con Alberto Sirlin para calcular las correcciones radiativas a la desintegración de muones sin conservación de paridad y la desintegración β. [5] Colaboró con Richard Feynman para calcular la corrección radiativa a la relación de las tasas de desintegración de un pión en desintegración en un electrón sobre la desintegración en un muón, anotada como Γ(π − → e − ν)/Γ(π − → μ − ν). [6] En 1962 demostró que las amplitudes de Feynman en electrodinámica cuántica permanecen finitas en el límite de desaparición de las masas del propagador, es decir, todas las divergencias infrarrojas se cancelan. [7] Esto se conoció como el teorema de Kinoshita-Lee-Nauenberg . En la década de 1970 trabajó en cromodinámica cuántica y espectroscopia de quarkonium con Estia Eichten , Kenneth Lane , Kurt Gottfried y Tung-Mow Yan .
Kinoshita es mejor conocido por sus cálculos de los momentos magnéticos anómalos del electrón y el muón . Según la teoría de Dirac, [8] el momento magnético del electrón debería ser igual a dos. Sin embargo, las interacciones del electrón con un campo magnético desviarán este valor de dos; la diferencia se conoce como el momento magnético anómalo o simplemente "la anomalía" ɑ e . El valor de ɑ e se puede calcular como una expansión perturbativa en potencias de α/π, donde α = e 2 /(4πε o ħc) ≈ 1/137 es la constante de estructura fina . El término de orden más bajo ("segundo orden") fue calculado por Julian Schwinger , [9] y el siguiente término (cuarto orden) fue calculado por Karplus y Kroll [10] (con un error de signo corregido posteriormente [11] ). El término de cuarto orden se obtiene evaluando siete amplitudes distintas o " diagramas de Feynman ". Todos estos cálculos se realizaron analíticamente y su precisión estuvo limitada únicamente por el valor de α, que no puede calcularse a partir de primeros principios y debe medirse experimentalmente.
El término de sexto orden consta de 72 diagramas de Feynman, y Kinoshita los evaluó numéricamente con gran precisión utilizando computadoras. [12] Revisó este cálculo en 1995 [13] utilizando computadoras más rápidas y técnicas computacionales de mayor precisión. Trabajando con sus estudiantes, posteriormente calculó los términos de octavo orden (891 diagramas de Feynman) [14] y, con gran esfuerzo durante varios años, los términos de décimo orden (12672 diagramas de Feynman). [15]
En 2001, Kinoshita y un grupo de Marsella encontraron una diferencia de signo en sus respectivos cálculos de la contribución del polo π 0 a la amplitud luz por luz de sexto orden. [16] Kinoshita y su estudiante M. Hayakawa finalmente rastrearon esto hasta una implementación incorrecta del tensor antisimétrico de Levi-Civita ε αβγδ utilizado en el código de cálculo "Form" [17] que se había utilizado. [18] Los desarrolladores tardaron un tiempo en corregir este error de software. [19]
Kinoshita se casó con Masako Matsuoka en 1951. Él y su esposa tienen tres hijas. Su esposa murió en 2022. [20]
Kinoshita murió en su casa en Amherst, Massachusetts, el 23 de marzo de 2023, a la edad de 98 años. [21] Le sobreviven sus hijas y yernos Kay y Alan Schwartz, June y Tod Machover , y Ray y Charles C. Mann , tres hermanas en Japón y seis nietos. [22]
En 1962-63 fue becario de la Fundación Ford en el CERN . En 1973-74 fue becario Guggenheim . Fue galardonado con el Premio Sakurai de la Sociedad Estadounidense de Física en 1990; la Medalla SUN-AMCO de la Unión Internacional de Ciencias Puras y Aplicadas en 1998; la Medalla de Oro Gian Carlo Wick en 2010; y el Premio Toray de Ciencia y Tecnología en 2019. Fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias en 1991. [1]