James Daniel " BJ " Bjorken (22 de junio de 1934 - 6 de agosto de 2024) fue un físico teórico estadounidense . Fue miembro de Putnam Fellow en 1954, [1] recibió una licenciatura en física del MIT en 1956 y obtuvo su doctorado en la Universidad de Stanford en 1959. Bjorken fue profesor visitante en el Instituto de Estudios Avanzados en el otoño de 1962. [2] También fue profesor emérito en el Grupo de Teoría SLAC en el Centro de Aceleradores Lineales de Stanford y fue miembro del Departamento de Teoría del Laboratorio Nacional de Aceleradores Fermi (1979-1989).
Bjorken recibió la Medalla Dirac del ICTP en 2004; y, en 2015, el Premio Wolf en Física y el Premio EPS de Física de Partículas y Altas Energías . [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 los EE. UU.; se mudó a Chicago para trabajar como ingeniero eléctrico, que fue donde conoció a su futura esposa, Edith. James Bjorken creció en Chicago y disfrutaba de las matemáticas, la química, la trompa y ver a los Chicago Cubs jugar en el Wrigley Field . Después de graduarse de Maine East High School en 1952, decidió asistir al Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en lugar de la Universidad de Chicago . A pesar de que le ofrecieron más ayuda financiera para asistir a la Universidad de Chicago, sus padres le aconsejaron que debería mudarse más lejos para encontrar su independencia. [4]
En el MIT, rápidamente decidió especializarse en física; una de las razones principales fue su gusto por las conferencias que impartía 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 , graduándose con su doctorado en 1959 y permaneciendo como investigador postdoctoral durante varios años. [4]
Bjorken descubrió en 1968 lo que se conoce como escala de cono de luz (o escala de Bjorken ), un fenómeno en la 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 los examina a altas energías.
Las propiedades de estos hadrones son escalables, es decir, no están determinadas por la energía absoluta de un experimento, sino por magnitudes cinemáticas adimensionales, como el ángulo de dispersión o la relación entre la energía y la transferencia de momento. Dado que el aumento de la energía implica una resolución espacial potencialmente mejorada, el escalamiento implica independencia de la escala de resolución absoluta y, por lo tanto, una subestructura puntual efectiva.
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 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 puntuales observables a distancias muy cortas (altas energías), más pequeños que el tamaño de los hadrones.
Bjorken también descubrió la regla de suma de Bjorken , [5] [6] la regla de suma de espín prototípica de QCD. Establece 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 suma se verificó experimentalmente con una precisión mejor que el 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 reformuló posteriormente este concepto en el modelo partónico , utilizado para comprender la composición de quarks de los hadrones a altas energías. [8] Las predicciones del escalamiento de Bjorken se confirmaron en los experimentos de electroproducción de principios de los años 1960 en SLAC , en los que se observaron quarks por primera vez. La idea general, con pequeñas modificaciones logarítmicas, se explica en la cromodinámica cuántica mediante la " libertad asintótica ".
Bjorken fue coautor, junto con Sidney Drell , de un clásico libro de texto complementario sobre mecánica cuántica relativista y campos cuánticos .
En 1967, Bjorken se casó con Joan Goldthwaite; tuvieron dos hijos y estuvieron casados hasta su muerte en 1983. [9] Vivió en Sky Londa, California . [9]
Bjorken murió de melanoma en un centro de atención en Redwood City, California , el 6 de agosto de 2024 a la edad de 90 años. [9] [10]
INSPIRE-HEP -- Bjorken
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