Quelltext der Seite Julian Seymour Schwinger

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[[Datei:Schwinger.jpg|mini|Julian S. Schwinger, 1965]]
'''Julian Seymour Schwinger''' (* [[12. Februar]] [[1918]] in [[New York City]]; † [[16. Juli]] [[1994]] in [[Los Angeles]]) war einer der führenden [[US-amerikanisch]]en theoretischen [[Physiker]]. Zusammen mit [[Richard P. Feynman]] und [[Shin’ichirō Tomonaga]] erhielt er 1965 den [[Physik]]-[[Nobelpreis]] „für ihre grundlegende Leistung in der [[Quantenelektrodynamik]], mit tiefgehenden Konsequenzen für die [[Elementarteilchenphysik]]“.

== Leben und Werk ==
Schwinger war auf physikalisch-mathematischem Gebiet frühbegabt. Er studierte am [[City College of New York]] und an der [[Columbia University]] in New York, wo er bei [[Isidor Isaac Rabi]] 1939 promovierte. Er ging dann zu [[Robert Oppenheimer]] nach Berkeley und lehrte auch an der Purdue Universität. In den 1930er Jahren wurde er zu einem der führenden Theoretiker auf dem Gebiet der damals gerade „boomenden“ [[Kernphysik]]. Schon damals entwickelte sich seine Vorliebe, vor allem nachts zu arbeiten, wenn er ungestört war. In der Kernphysik entwickelte er zum Beispiel die effective-range-Theorie 1950. Er leitete aus dem [[Quadrupolmoment]] des [[Deuteron]]s die [[Tensor]]komponente der Kernkräfte ab und studierte deren [[Spin]]-[[Isospin]]-Struktur.

Während des [[Zweiter Weltkrieg|Zweiten Weltkriegs]] wirkte er am „Radiation Lab“ des [[Massachusetts Institute of Technology]] am [[Radar]]-Projekt. Er entwickelte die Theorie der Wellenausbreitung in [[Wellenleiter]]n. Die dabei entwickelten [[Schwingers Quantenwirkungsprinzip|Variationsmethoden]] wandte er später erfolgreich in der Quantenfeldtheorie und der Streutheorie (Arbeiten mit Lippmann, Physical Review 1950, „[[Lippmann-Schwinger-Gleichung]]“) an. Aus seiner Arbeit über Wellenleiter entstand 1968 das Buch „Discontinuities in wave guides“ und 2006 mit Milton das Buch „Electromagnetic radiation – variational principles.“

Nach dem Zweiten Weltkrieg wandte er sich der [[Quantenelektrodynamik]] (QED) zu und leitete als erster die wichtigen Vorhersagen der Theorie zur [[Lamb-Verschiebung]] und zum anomalen magnetischen Moment des [[Elektron]]s auf 1-Loop-Ebene her (1948). Er setzte diese Berechnungen Anfang der 1950er Jahre mit seinen Assistenten [[Robert Karplus]] und [[Abraham Klein (Physiker)|Abraham Klein]] fort. Das Konzept der Renormierung der QED stammt im Wesentlichen von ihm, wurde aber auch unabhängig von [[Shin’ichirō Tomonaga]] in Japan entwickelt. Seine „Variationsmethoden“ waren zwar nicht so populär wie die Diagramm-Methoden [[Richard Feynman]]s, aber nicht weniger mächtig. Man könnte sie als „differentiell“, von den Differentialgleichungen für [[Greensche Funktion]]en ausgehend, beschreiben, im Gegensatz zu den „Integral“-Methoden Feynmans, wo die Greensfunktion als „Propagator“ im Integranden vorkommt. Der immer höfliche Schwinger runzelte zwar manchmal die Stirn, wenn seine Studenten und Mitarbeiter die anschaulicheren Methoden Feynmans benutzten, ging aber darüber hinweg. Stichworte sind hier zum Beispiel die [[Dyson-Schwinger-Gleichungen|Schwinger-Dyson-Gleichungen]].

In der langen Serie von Arbeiten „Theory of quantized fields“ (Physical Review 1951–1954) entwickelte er seinen Zugang zur Quantenfeldtheorie („quantum action principle“) und führte nebenbei Grassmannvariable und „[[kohärente Zustände]]“ ein (die sein Schüler Glauber später untersuchte und bereits von Erwin Schrödinger 1926 unabhängig entdeckt worden waren).

Er lehrte von 1945 bis 1972 an der [[Harvard University]]. Seine Vorlesungen in den 1940er bis 1950er Jahren waren legendär und er bildete auch eine große Schule theoretischer Physiker (im Gegensatz zu Feynman), darunter die Nobelpreisträger [[Roy Jay Glauber]], [[Ben Mottelson]], [[Sheldon Glashow]] und [[Walter Kohn]]. Weitere Studenten und Doktoranden waren unter anderen [[Kenneth A. Johnson]], Abraham Klein, [[Fritz Rohrlich]], [[Laurie Brown (Physiker)|Laurie Brown]], [[Stanley Deser]], [[Bryce DeWitt]], [[Richard Arnowitt]], [[Gordon Baym]], [[Jeremy Bernstein]], [[Eugen Merzbacher (Physiker)|Eugen Merzbacher]], [[Roger G. Newton]], [[Kimball Milton]], [[Raymond Stora]] und [[Paul C. Martin (Physiker)|Paul C. Martin]]. Robert Karplus promovierte zwar nicht bei ihm, war aber sein Student und Assistent.

In den 1950er Jahren wies er als erster auf die in der relativistischen Quantenfeldtheorie verborgene „euklidische Struktur“ hin (Proceedings National Academy of Sciences 1958, 1959). Das wurde von [[Wolfgang Pauli]] zwar verspottet (im Sinne von einfachster Anwendung komplexer Zahlen: Drehung um 90 Grad durch Multiplikation mit „i“), erwies sich aber im Nachhinein als wichtige Beobachtung − alle Rechnungen der Gittereichtheorien werden in „euklidischer“ Fortsetzung des zugrundeliegenden Minkowskiraumes durchgeführt. Es gibt so eine Verbindung von relativistischen Quantenfeldtheorien und klassischer statistischer Mechanik.

Mit seinem Studenten Paul Martin legte Schwinger die systematischen Grundlagen für eine quantenfeldtheoretische Behandlung von Vielteilchen-Systemen der statistischen Mechanik (Physical Review Bd.115, 1959). Nach [[Murray Gell-Mann]] und [[Francis Low]] entwickelte er auch die [[Bethe-Salpeter-Gleichung]] für gebundene Zustände zuerst in Vorlesungen in Harvard. Außerdem behandelte er die Theorie der Beugung in Optik und Akustik mit Variationsmethoden (Arbeiten mit Levine, Physical Review 1948, 1949) und die klassische (und quantentheoretische) Theorie beschleunigter elektrischer Ladungen ([[Synchrotronstrahlung]] u.a., Physical Review 1949, er kam aber später mehrfach darauf zurück).

In „Lectures on angular momentum“ von 1952<ref>publiziert in [[Lawrence Biedenharn]], van Dam „Selected Papers on the Quantum Theory of Angular Momentum“, Academic Press 1965</ref> gab er eine „Bosonisierung“ (Darstellung durch harmonische Oszillatoren) der Drehimpulsalgebra.

In mehreren Arbeiten Ende der 1950er und Anfang der 1960er Jahre nahm er viele wichtige Entwicklungen der Elementarteilchenphysik vorweg. Er sagte als einer der ersten die Existenz verschiedener Neutrino-Arten voraus. Mit [[William Rarita]] (1907–1999) arbeitete Schwinger Anfang der 1940er Jahre an der Aufklärung der Tensor-Natur der Kernkräfte, wobei Rarita überwiegend die numerische Arbeit übernahm. Schon 1941 gaben sie gemeinsam die erste Quantentheorie von Spin-3/2-Teilchen (später wichtig in [[Supergravitation]]) heraus, formuliert in der [[Rarita-Schwinger-Gleichung]]. Die [[Schwinger-Terme]] als Anomalien von Kommutatoren in der Quantenfeldtheorie sind nach ihm benannt (Physical Review Letters 1959).

Nach seinen eigenen Angaben (Selected works) behandelt er in „Theory of fundamental interactions“ (Annals of Physics Bd.2, 1957, S.407) geladene schwere Vektormesonen, eine frühe elektroschwache Vereinigungstheorie (ähnliche Arbeiten führte Anfang der 1960er Jahre auch sein Schüler Glashow aus), chirale Transformationen, Higgs-Theorie, Vektor-Axialvektor Theorie. Hinweise auf die chirale Anomalie in der Quantenelektrodynamik fand er schon 1951.<ref>Physical Review Bd.82, 1951, S. 664. Siehe Bertlmann ''Anomalies in Quantum Field Theory'', Clarendon Press 1996, S.2</ref>

In Physical Review Bd.125, 1962 und Bd.128, 1962 entwickelte er ein exakt lösbares Modell der Quantenfeldtheorie mit dynamischer Massenerzeugung (das [[Schwinger-Modell]] ist eine zweidimensionale QED mit einem masselosen Dirac-Spinor<ref>J. Zinn-Justin: ''Quantum Field Theory and Critical Phenomena'', ISBN 0-19-851873-0</ref>).

In die 1960er Jahre fallen auch Arbeiten über [[Magnetischer Monopol|magnetische Monopole]], Dyons (Teilchen, die gleichzeitig magnetische und elektrische Ladung tragen) und die Quantentheorie der Gravitation.

Immer wieder erwies er sich als Meister in der Entwicklung neuer Formalismen, wobei er allerdings immer auf engen Kontakt zu experimentell Beobachtbarem Wert legte. Seine Erfindung der „source theory“ Mitte der 1960er Jahre war ebenfalls ein Versuch, beobachtbare Größen im Formalismus in den Mittelpunkt zu rücken. In seinen Händen und denen seiner Schüler erwies sie sich als mächtiges Werkzeug, konnte sich aber insgesamt nicht durchsetzen (oder wird als „Spektraldarstellung“ verwendet). Er entwickelt die Theorie in drei Büchern „Particles, sources and fields“ 1970, 1973, 1989.

1972 ging er an die Universität von Kalifornien in [[Los Angeles]].

In den 1970er Jahren versuchte er eine Interpretation der Quantenmechanik mit Hilfe der „measurement algebra“ zu geben („Quantum kinematics and dynamics“ 1970, „Quantum mechanics – symbolism of atomic measurements“ 2001 (Englert Hrsg.)). Auch behandelt er mit seinen Schülern die verschiedenartigsten Probleme (von „deep inelastic scattering“ in den Hochenergiestreuexperimenten bis zum Casimir-Effekt) mit seiner „source theory“.

In den 1980er Jahren arbeitete er unter anderem über die statistische Theorie des Atoms („[[Thomas-Fermi-Theorie]]“) und entwickelte ab 1989 auch ein Interesse an den Arbeiten zur „[[Kalte Fusion|Kalten Fusion]]“ von Fleischmann und Pons, die sich im Nachhinein als fehlerhaft herausstellten. Schwinger behielt eine offene Einstellung zu diesem Gebiet und versuchte auch einige Publikationen unterzubringen. Als diese von führenden Fachzeitschriften zurückgewiesen wurden, sah er das als ungerechtfertigte Zensur und trat aus Protest aus der American Physical Society aus. Ein weiteres umstrittenes Gebiet, auf dem er zuletzt aktiv war, ist die Theorie der [[Sonolumineszenz]], die er als dynamischen [[Casimir-Effekt]] zu verstehen suchte.

Schwinger war seit 1947 verheiratet.

== Mitgliedschaften ==
1948 wurde Schwinger in die [[American Academy of Arts and Sciences]] gewählt.<ref>''Members of the American Academy. Listed by election year, 1900–1949'' ([https://www.amacad.org/multimedia/pdfs/publications/bookofmembers/electionIndex1900-1949.pdf PDF]). Abgerufen am 11. Oktober 2015</ref> 1949 wurde er in die [[National Academy of Sciences]] aufgenommen.<ref>{{Internetquelle| hrsg=National Academy of Sciences| url=http://www.nasonline.org/member-directory/deceased-members/50690.html| sprache=englisch| titel=Member Directory: Julian Schwinger| zugriff=2015-12-10
| kommentar=Biographical Memoir von [[Paul C. Martin (Physiker)|Paul C. Martin]] und [[Sheldon Glashow|Sheldon L. Glashow]]}}</ref>

== Werke ==
* ''Classical Electrodynamics (The advanced book program)'',1998 Westview Pr.
* ''Selected papers'', Reidel 1979 (Herausgeber Flato, Fronsdal, Milton, mit (sehr) kurzem Kommentar von Schwinger selbst).
*''A quantum legacy – seminal papers of Julian Schwinger'' (Herausgeber Kimball Milton), World Scientific 2000.
* ''Einsteins Erbe'', Spektrum Verlag (populäres, aber dennoch exaktes Buch über Relativitätstheorie, zuerst 1985).
* als Herausgeber: ''Selected papers on Quantumelectrodynamics'', dover (zuerst 1957, die klassischen Arbeiten von ihm selbst, Schwinger, Feynman).
* ''QED – an individual view'', J. physics, Bd. 43, 1982, sowie in L. Brown, Hoddeson „The birth of particle physics“, 1983.

== Literatur ==
* Jack Ng (Hrsg.) ''Julian Schwinger'', world scientific 1996 (mit Beiträgen u.a. von [[Freeman Dyson]] und Schwinger selbst, in der er [[George Green]] seinen Tribut erweist „The greening of quantum field theory -- George Green and I“).
* [[Jagdish Mehra]], Kimball Milton ''Climbing the mountain -- the scientific biography of Julian Schwinger'', Oxford 2000, [http://cerncourier.com/cws/article/cern/28334 Review von Robert Finkelstein, Cern Courier].
* Silvan S. Schweber ''QED and the men who made it'', Princeton 1994
* Silvan S. Schweber ''The sources of Schwingers Greens functions'', Proc.Nat.Acad. Bd.102, 2005, S. 7783.
* Paul C. Martin, Sheldon Glashow, Nachruf in physics today Oktober 1995.
* Martin, Glashow: Biographical Memoirs National Academy, 2008, [http://www.nasonline.org/publications/biographical-memoirs/memoir-pdfs/schwinger-julian.pdf PDF]
* Jeremy Bernstein ''A theory of everything'', Springer 1996 (mit Essay zu Schwinger).
*[http://arxiv.org/abs/1412.1410 Gerjuoy: Memories of Julian Schwinger], Asian Journal of Physics, Band 23, 2014, S. 5–15

== Weblinks ==
{{Commonscat|Julian Schwinger}}
* {{nobel-ph|1965|Julian Seymour Schwinger}}
* {{DNB-Portal|119206250}}
* [http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/Biographies/Schwinger.html Biografie Universität St.Andrews]
* [http://www.arxiv.org/abs/physics/0610054 Biografie von Milton 2006]
* [http://dbserv.ihep.su/hist/owa/hw.part2?s_c=SCHWINGER+1948B Schwinger ''QED and the magnetic moment of the electron'', Physical Review 1948]
* [http://dbserv.ihep.su/hist/owa/hw.part2?s_c=SCHWINGER+1948B Schwinger ''On the spin of the neutron'', Physical Review 1937]
* Einige Arbeiten Schwingers in den "Proceedings of the National Academy of Sciences" sind auf der [http://www.pnas.org/search?fulltext=schwinger&submit=yes&x=0&y=0 PNAS-Website] zugänglich.

== Verweise ==
<references />

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[[Kategorie:Geboren 1918]]
[[Kategorie:Gestorben 1994]]
[[Kategorie:Mann]]

{{Personendaten
|NAME=Schwinger, Julian Seymour
|ALTERNATIVNAMEN=
|KURZBESCHREIBUNG=US-amerikanischer Physiker
|GEBURTSDATUM=12. Februar 1918
|GEBURTSORT=[[New York City|New York]]
|STERBEDATUM=16. Juli 1994
|STERBEORT=[[Los Angeles]]
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