物理学への道標

こんにちはコウジです。
「ボゴリューボフ」の原稿を改訂します。

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（以下原稿）

カピッツァの手紙
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【1909年8月21日 ~ 1992年2月13日】

ロシアの物理学者

名前から分かるかとおもいますが、

ボゴリューボフはロシアの物理学者です。

本稿を記載するにあたり改めて
ボゴリューボフの「人となり」
を調べてみましたが伝わっていません。
ボゴリューコフの名で検索をかけると
私のブログが上位に出てきてしまう有様です。

ボゴリューコフは20世紀初頭の生まれなので
革命前後のソビエト連邦で青年期を迎え、
閉鎖的な学会環境で研究を進めていた
と考えるべきなのでしょう。

因みに、プランクメダルを受けていますので
ドイツ関係の画像を使っています。

ボゴリューボフの業績

先の程「人となり」が伝わらないと記載しましたが、
実際には有益な活動をしていたようです。
ネット上で「超伝導の微視的理論の構築に重要な貢献」を
ボゴリューボフがしているという指摘を見つけました、
また、「コペンハーゲン学派、Bogoliubov学派、ランダウ学派」
としてロシア人が評価する文章を見つけました。
“Influence of N. N. Bogoliubov on the Development of Theoretical Physics in the Soviet Union”
（ランダウの孫弟子、Bogoliubovの弟子である V. G. Solovievの記載）

何よりも、数学的にボゴリューボフ変換と呼ばれる
考えを打ち出し行列形式で表される
状態遷移を対角化する事で表現していると言えるでしょう。

別言すれば、観測にかかる定常状態を数学手法を使って作りだしています。つまり、数学的にいう固有値問題に帰着させて定常的な状態を表現しているのです。数学的な作業をしてみた結果がどういった現象に対応しているか物理的に説明する事が出来るのです。　

この定常状態を使い、ボゴリューボフは現実にヘリウムの超流動状態を表しました。ボーズ粒子の超流動をボゴリューボフ変換で示しフェルミ粒子の超電導をボゴリューボフ変換で示す訳です。役にたちますね。

〆
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〆

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Russian physicist

As you can see from the name, Bogoliubov is a Russian physicist. In writing this article, I re-examined Bogoliubov’s “becoming a person”, but it has not been conveyed. If you search by that name, my blog will appear at the top.

Since Bogoryukov was born in the early 20th century, it should be considered that he was adolescent in the Soviet Union before and after the revolution and was conducting his research in a closed academic environment. By the way, he has received a Planck medal, so he uses images related to Germany.

Bogoliubov achievements

Above all, it can be said that he mathematically expresses the idea called Bogoliubov transformation by diagonalizing the state transitions expressed in the form of a matrix.

In other words, the steady state of observation
It is created using mathematical methods.
In other words, reduce it to the mathematical eigenvalue problem.
It represents a steady state.

The result of doing mathematical work
What kind of phenomenon is supported
It can be explained physically. Twice

Using this steady state, Bogoliubov
He actually represented the superfluid state of helium.
Bogoliubov transformation shows the superfluidity of boson particles
Superconductivity of fermions by Bogoliubov transformation
It is a translation to show. It will be useful.

〆

こんにちはコウジです。
「伏見康治」の原稿を改訂します。

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紋様の科学【伏見康治著】
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【1909年6月29日 ～ 2008年5月8日】

伏見先生の多彩な活躍

伏見康治（こうじ）は愛知県名古屋市に生まれます。
そして東京で育ちます。
何だか一般サラリーマン家庭の生まれ育ちを想像してしまいます。
伏見先生は20世紀の生まれの人ですから、それはそれで納得です。

そして、その後の動きが活発です。
東大の 理物を卒業し東大で助手を務めた後に、
新設された阪大に着任して1934年には理学部長を務めます。

更には1936年には年には名古屋大学プラズマ研究所の新設に伴い、
所長として就任しています。結果として
二つの旧制大学の名誉教授を務める事となります。
本来の研究分野である物理学では統計力学での業績が
顕著であるとされていますが、そうした業績よりも寧ろ
人に仕事を任せて育てていく、という業績の方が
大きかったのではないでしょうか。そんな偉人です。

併せて1952年からは日本学術会議会長、
1958年から６年間は公明党所属の参議院議員として科学者の立場で政策に関わっています。

以下では国会議員も勤めた「伏見先生」について語っていきたいと思います。
「先生お願いします!」って感じです。

一貫した科学者サイドの見識

科学者として伏見先生は
「原子力の平和利用」を推進し、大きな役割を果たしました。
日本における原子力の研究がとても大事であると認識しています。
被爆国である日本独自の視点から平和利用を考えていました。
具体的に「原子力三原則」でまとめています。

「自主、民主、公開」の三原則を起草して茅誠司と連名で
伏見先生は「茅・伏見の原子力三原則」を考えています。

対称の美

物理学を研究・体感する中で伏見先生は
「対称の美」に対する美学を持っていました。
特に、その数式的な表現と万人受けする印象に着目しています。

例えば自分の子供が幾何学模様に対して関心を抱いたら、
そこを掘り下げて「どこまで習ったの?」とか
「何で学校で教えないんだろう?」とか色々な視点で
議論していったのです。1960年代には
「紋様の科学」としてまとめています。

水素エネルギーの推進

朝日新聞が水素エネルギー開発の全面的に
バックアップを表明したタイミングで、
伏見先生は原子力開発に関わっていきます。

1952年に朝日新聞の木村部長(科学部の部長)から
声をかけられたことがきっかけです。

伏見先生は2月に朝日講堂で開催された公開講演会で講師として
「核融合の現状と問題点」と題して講演しました。

その時の御縁と元来、伏見先生が
水素エネルギーを支持していたこともあり
次世代燃料として水素を勧めておられました。
クリーンなエネルギーだと考えていたのです。

〆

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（2023年4月時点での対応英訳）

Dr.Fushimi’s Diverse Activities

Koji Fushimi was born in Nagoya, Aichi Prefecture. And he grows up in Tokyo.
I somehow imagine that he was born and raised in an ordinary office worker family.
Fushimi-sensei was born in the 20th century, so that makes sense.

However, there has been a lot of activity since then.
After graduating from the University of Tokyo with a degree in physics and working as an assistant at the University of Tokyo,
He joined the newly established Osaka University and in 1934 he became the Dean of the Faculty of Science.

In 1936, he assumed the post of Director of the newly established Nagoya University Plasma Research Institute. as a result
He will serve as an emeritus professor at two old-system universities.

He also served as president of the Science Council of Japan from 1952.
For six years from 1958, he was involved in policy as a member of the House of Councilors belonging to the New Komeito Party from the standpoint of a scientist.

Below, I would like to talk about Mr. Fushimi, who also served as a Diet member.
It’s like, “Teacher, please!”

Consistent Scientist Insight

Professor Fushimi played a major role in promoting the “peaceful use of nuclear energy.” He recognizes that nuclear research in Japan is very important. He was thinking about peaceful uses from the unique perspective of Japan, a country that suffered atomic bombings. He specifically sums it up in the “Three Principles of Atomic Energy.”

He drafted the three principles of “independence, democracy, and openness”, and jointly with Seiji Kaya, he considered “three principles of nuclear power of Kaya and Fushimi”.

beauty of symmetry

Fushimi-sensei had an aesthetic for “symmetrical beauty.” In particular, he focuses on its mathematical expression and universal impression.

For example, if my child was interested in geometric patterns, I would delve into it and discuss things from various perspectives, such as “How much did you learn?” is. In the 1960s he summarized it as “The Science of Patterns”.

Promotion of hydrogen energy

When the Asahi Shimbun announced its full support for hydrogen energy development, Professor Fushimi became involved in nuclear power development.

In 1952, he was approached by the head of the Asahi Shimbun,
Mr. Kimura (head of the science department).

In February, Prof. Fushimi gave a lecture titled “Current Status and Problems of
Nuclear Fusion” at a public lecture held at the Asahi Auditorium.

At that time, Dr. Fushimi originally supported hydrogen energy,
and he recommended hydrogen as a next-generation fuel.
He was clean energy, he thought.

こんにちはコウジです。
「ネイサン・ローゼン」の原稿を改訂します。

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【Nathan Rosen, 1909年3月22日 – 1995年12月18日】

〆

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（2022年1月時点での対応英訳）

Jewish physicist Rosen

Its name is Nathan Rosen.
Rosen was also active in Israel after the founding of Israel.
He is a Jewish physicist from New York. He had studyied at MIT.

Rosen was also the inventor of the so-called wormhole,
He is one of the three in the EPR paradox.
Relativistically complete locality of quantum behavior
It was pointed out that it could not be explained (it would be inconsistent),
The description in the quantum mechanical model and the relativistic model
It cannot be described at the same time.
Quantum entanglement
Is it necessary to correct the description?
Is it possible to correct the description in relativity?
It will be a clue to the end.

Various explanations (effects) for both quantum theory and relativity
It’s possible, but it’s completely everything
Can’t you say that you can describe it?
If you make this description,
The text will be crisp.
There is a word “local realism”,
Understanding the physical quantity is the ultimate difficulty.
However, it is certain that it is a description of physics,
It is a discussion that includes the possibility of development.

〆

こんにちはコウジです。
「バーディーン」の原稿を改訂します。

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金属絶縁体転移
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【1908年5月23日 ~ 1991年1月30日】

超電導現象の理論的基礎を与えたバーディン

本稿は何度も追記したいです。

それは私にとって、関心のある

低温電子物性の話だからです。

今回は極低温での現象理解を進めたバーディンについて
ご紹介致します。バーディンは
二回のノーベル賞を受けています。

一回目はベル研での仲間とのトランジスタの発明、
二回目はイリノイ大学の仲間たちと確立したBCS理論です。

前述したカメリー・オネスの超電導現象の発見以後、その現象を説明する為に色々な理論が試みられたでしょうが、イリノイ大学のバーディンを中心とした3人がBCS理論を確立します。バーディン、レオン・クーパー、ロバート・シュリーファー 　3人の名前の頭文字を並べてBCS理論と呼ばれます。

このコンビの始まりはバーディンがクーパーを招聘する事から始まります。そこにバーディン研究室の大学院生、シュリーファー が加わり研究が進みます。

後に話す中嶋氏とのエピソードやベル研での仲間たちとのトランジスタの発明を考えてみて下さい。物理で理論を切り開いていく楽しさが感じられるのではないでしょうか。（他の専門分野の方でも感じられるでしょう。）
自分自身で思索にふける時間を経て、
議論をすることで理論が発展していくのです。
特にバーディンは議論の上手い人だったといえます。

バーディンは議論をして「興奮する時間」
を大事に使えたのです。

また別ブログで少しバーディンについてつぶやいてみました。

BCS理論とは　

BCS理論の内容はフォノン（音子）を介した電子が対になった結果（クーパ対の考え方）、そのコンビがスピンを打ち消し合って結合するという理論でした。相転移温度をその理論で説明し、今日、超伝導を考えるうえで理論の基礎となっています。

このBCS理論の妙はフェルミオンである電子が凝縮状態をとるところにあります。本来、同じ状態（位相等を考えた時のパラメター）をとる事が出来ない電子が対になってボゾン化することで巨視的な現象にとして観察される超伝導現象が実現するのです。

そもそも、金属中を移動する電子を単純な質点のモデルで考えると
「正荷電をもった原子核の間を負電荷が自由自在に無抵抗で動き回る事」は到底出来ません。何らかの相互作用が起きて金属内での抵抗が生じます。ところが、電子の波動関数を考え、波動的側面が顕著に現れる状態を考えていくのが超伝導現象だと言えます。

そして現象発現の条件として大事な尺度の一つが
温度だったのです。2023年時点での関心は
遷移を起こす温度のメカニズムを解明する事です。

現在での転移温度は「高温超電導」
と言ってもマイナス百℃以下ですので
転移温度に至るまでは液体ヘリウムや
液体窒素を使って冷却しなければいけません。

超電導現象の応用　

実用化しているリニアモーターカーや量子コンピューター等の応用技術も冷却した上で超電導現象を実現しているので、コストと安定性が課題となっています。転移温度が変わっていって、より常温に近い温度で現象を起こすことが出来ればメリットは非常に大きいです。

温度に関わるメカニズムとして中嶋貞雄がバーディンに与えたヒントが繰り込み理論の応用でした。そのヒントは手法だったともいえますが、電気伝導に関わる要素（素粒子）が「どういった条件で」、「どういった役割を果たすか」が重要です。その手掛かりの一つが「ゆらぎ」に関するメカニズムではないかと考えている人が居ます。今後の大きな課題です。

また、最後に一つ気付きました。バーディンはランダウと同じ年に生まれています。
そして、没年は大きく違います。二人の人生を比べてしまうのは失礼ですが、
バーディンは「色々な人と沢山議論した人」だという事は出来るでしょう。
きっと、
バーディンは色々な視点で長く考えていました。

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Theoretical basis of superconducting phenomenon

I would like to add this article many times. That’s because it’s about the low-temperature electronic characteristics that I’m interested in. This time, I would like to introduce Birdin, who has advanced the understanding of the phenomenon at extremely low temperatures.

Birdin has received two Nobel Prizes. The first is the invention of the transistor with his colleagues at Bell Labs, and the second is the BCS theory described below. Since the discovery of the superconducting phenomenon of Camery Ones mentioned above, various theories may have been tried to explain the phenomenon, but three people led by Birdin of the University of Illinois establish the BCS theory. Bardeen, Leon Cooper, and Robert Schrieffer are called BCS theory by arranging the initials of the three names.

The beginning of this duo begins with Birdin inviting Cooper. Schrieffer, a graduate student from the Badin laboratory, will join the group to advance the research.

What is BCS theory?

The content of BCS theory was the theory that as a result of pairing electrons via phonons (sounds) (the idea of ​​Cooper pairs), the combinations cancel each other out and combine. The phase transition temperature is explained by the theory, and today it is the basis of the theory when considering superconductivity.
The mystery of this BCS theory is that the fermion electrons take a condensed state. Originally, electrons that cannot take the same state are paired and bosonized, and the superconducting phenomenon observed as a macroscopic phenomenon is realized.

In the first place, considering the electrons moving in a metal as a simple mass model, it is impossible for a negative charge to move around freely and without resistance between nuclei with a positive charge. Some interaction occurs and leads to resistance. However, it can be said that the superconducting phenomenon is to create a state in which the wave function appears prominently by considering the wave function of electrons.

One of the important measures for that condition was temperature. At this time, the interest is to elucidate the temperature mechanism that causes the transition. At present, the transition temperature is less than minus 100 ° C even if it is called high-temperature superconductivity, so it is necessary to cool it with liquid helium or liquid nitrogen until the transition temperature is reached.

Application of superconducting phenomenon

Since the superconducting phenomenon is realized after cooling the applied technologies such as linear motor cars and quantum computers that have been put into practical use, cost and stability are issues. If the transition temperature changes and the phenomenon can occur at a temperature closer to room temperature, the merit is very great.

The hint given to Bardeen by Sadao Nakajima as a mechanism related to temperature was an application of renormalization theory. It can be said that the hint was a method, but “under what conditions” and “what role” the elements (elementary particles) involved in electrical conduction play are important. Some people think that one of the clues is the mechanism related to “fluctuation”. This is a big issue for the future.

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マグネット・ベース
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レフ・ダヴィドヴィッチ・ランダウ

その名をフルネームで表記すると、

レフ・ダヴィドヴィッチ・ランダウです。

ランダウは有名なユダヤ系ロシア人の科学者で
日本では教科書でその名を目にしてる人が
多いのではないでしょうか。1962年に

「絶対零度近傍でのヘリウムの理論的研究」

でノーベル物理学賞を受けています。
何よりランダウは天才です。個人的に考えたら
アインシュタイン・ランダウ・ノイマン・ディラック
が20世紀初頭の「（物理学者天才）四天王」でしょう。
パウリも仲間に入れたい気がしますが、情熱溢れる
イメージが私の中ではあるのでパウリは何となく別枠。
⇔パウリは情熱の理論家です。

さて、
ランダウは石油技術者の父と教育者の母から生まれます。
12歳で微分法を理解し、14歳で国立大学に入学、
物理数学科と化学学科を同時に履修します。

19歳で学士の称号を得るとレニングラード物理工学研究所で
電磁場の中での電子性質である量子電磁気学を研究していきます。
そしてコペンハーゲンにあるボーアの研究所で大きな影響を受けました。

ランダウの主な業績

その後、ケンブリッジでディラック・カピッツァと
共同研究を進め所謂「ランダウ反磁性」の研究をまとめます。

その後にチューリッヒでパウリと共同研究をした後に
ランダウはレニングラードに戻りました。

こうした海外の研究者との交流はとても大事で、
互いに刺激を与えあって自分の研究性の方向を
確認する為の経験を積んでいくことが出来ます。

単純には他大学のゼミに参加して普段交流しない人達と
議論出来るだけでも自分の成長につながるのです。

また、自分の作った意見（理論）が他人の目から見て
色々な整合性を持っているか、
問いかけることが出来るのです。
自分の言葉を発信する「界隈（かいわい）」
を出来るだけ早く理解していきましょう。

物理学者は初学者に限らず、
常に向上していく機会を作るべきだと思います。

ランダウの幸せだった時期を中心に記載しましたが
モスクワの研究所で要職を務めていながら
スターリン批判をしたことで、
刑務所に服役したりしています。

そして交通事故にあったりもしています。
水素爆弾の製造にも不本意ながら加担しています。
そして60歳でこの世を去ります。

ただ、ランダウの業績は不変です。

準粒子・フェルミ流体やギンツブルグ&ランダウ理論は
低温凝縮系の世界を大きく進ませました。

〆

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Lev Davidovich Landau

The full name is Lev Davidovich Landau. Landau is a well-known Jewish-Russian scientist who may have seen textbooks in Japan. He received the Nobel Prize in Physics in 1962 for his “Theoretical Study of Helium Near Absolute Zero”. Now, Landau is born of a father of oil engineers and a mother of educators.

He understood differential calculus at the age of 12, entered a national university at the age of 14, and he took both physical mathematics and chemistry at the same time. When he earned his bachelor’s degree at the age of 19, he studied quantum electrodynamics, which is an electronic property in an electromagnetic field, at the Leningrad Institute of Physical Engineering. And I was greatly influenced by Bohr’s laboratory in Copenhagen.

Landau’s main achievements

He then collaborated with Dirac Kapitsa in Cambridge to conclude his so-called “Landau diamagnetism” research. Landau then returned to Leningrad after collaborating with Pauli in Zurich.

I mainly described Landau’s happy times, but he was sentenced to jail for criticizing Stalin while he was in a key position at a research institute in Moscow. And he is also in a car accident. He is also reluctantly involved in the production of hydrogen bombs. And he died at the age of 60.

However, Landau’s performance remains unchanged. Quasiparticle-Fermi liquid theory and Ginzburg-Landau theory have made great strides in the world of low-temperature condensate systems.

〆

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オッペンハイマーとテラー
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水爆の父・テラー

エドワード・テラーは水爆の父と呼ばれ、

晩年のオッペンハイマーと何かにつけて対立します。

エドワード・テラーはハンガリーのブタペストで弁護士の父と
4か国語を使う母から生まれました。

ユダヤ系であったエドワード・テラーの父は職を追われ、
ハンガリー・ドイツ・アメリカと移住を重ねました。

ただ、学問の世界では良い出会いに恵まれています。
ハイゼンベルクの下で博士論文を書き、
ボーアの居たコペンハーゲンで有益な時間を過ごします。

有益な時代に原子核物理学や分子物物理で多くの業績を残しました。
ヤーン・テラー効果やBETの吸着等温式は
その時代のエドワード・テラーの業績です。

マンハッタン計画とテラー

アインシュタインと共にエドワード・テラーは
原爆の研究をアメリカ政府に働きかけ、
実際にその計画は進んでいきます。

政治的な思想ではドイツ時代に資本主義の崩壊を
目の当たりにしたテラーは共産主義に対して
当初は関心を抱いていたようです。

ところが、友人のランダウがソ連政府に
逮捕された時期に反共思想を強めます。

反共思想と新兵器の開発にかける
熱意が結びついていくのです。
そしてまた、
核兵器に対して考えていきます。

テラーとオッペンハイマー

ランダウが逮捕された時期以降に
エドワード・テラーと
オッペンハイマーとの確執の始まります。

特に兵器としての原爆の利用に関しては
エドワード・テラーとオッペンハイマーは
対極の立場をとります。

エドワード・テラーは原爆開発の推進派で、
オッペンハイマーは開発否定派でした。

実際に、エドワード・テラーは原爆・水爆と兵器の
開発の中心に居ました。水爆を「Ｍｙ・Ｂａｂｙ」
と呼んでいたと言われています。

その立場は変わらず、
生涯その事を悔いることはなかったと言われています。
エドワード・テラーはそんな研究人生を歩みました。

〆

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Teller, the father of the hydrogen bomb

This main person,Edward Teller, called the father of the hydrogen bomb, confronts Oppenheimer in his later years. Edward Teller was born in Budapest, Hungary, to a lawyer’s father and a four-language mother. Edward Teller’s father, who was of Jewish descent, was forced out of work and emigrated to Hungary, Germany, and the United States. However, I am blessed with good encounters in the academic world. He writes his dissertation under Heisenberg and spends a useful time in Copenhagen, where Bohr was. Under such circumstances, he made many achievements in nuclear physics and molecular physics. The Jahn-Teller effect and the adsorption isotherm of BET are the achievements of Edward Teller.

Manhattan Project and Teller

So,Edward Teller, along with Einstein, urged the US government to study the atomic bomb, and the plan actually goes on. In political terms, Teller, who witnessed the collapse of capitalism during the German era, seemed initially interested in communism. However, when his friend Landau was arrested by the Soviet government, he intensified his anti-communism. His anti-communist ideas and enthusiasm for the development of new weapons are linked. and again,

Teller and Oppenheimer

After that time, the feud between Edward Teller and Oppenheimer began. Edward Teller and Oppenheimer are at the other end of the spectrum, especially when it comes to the use of the atomic bomb as a weapon. Edward Teller was a proponent of atomic bomb development, and Oppenheimer was a denial.

In fact, Edward Teller was at the center of the development of atomic and hydrogen bombs and weapons. He is said to have called the hydrogen bomb “My Baby”. His position has not changed and it is said that he never regretted it throughout his life. Edward Teller went through such a research life.

〆