Yang Chen-Ning

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Yang Chen-Ning o Chen-Ning Yang, conosciuto anche con il nome inglese Frank Yang, è un fisico teorico cinese che ha dato significativi contributi alla meccanica statistica, ai sistemi integrabili, alla teoria di gauge e sia alla fisica delle particelle che alla fisica della materia condensata. Insieme a Tsung-Dao Lee ha ricevuto il Premio Nobel per la Fisica nel 1957 per il loro lavoro sulla non conservazione della parità nell'interazione debole. I due hanno proposto che una delle leggi fondamentali della meccanica quantistica, la conservazione della parità, è violata nelle cosiddette reazioni nucleari deboli, quei processi nucleari che risultano nell'emissione di particelle beta o alfa. Yang è anche ben noto per la sua collaborazione con Robert Mills nello sviluppo della teoria di gauge non abeliana, ampiamente conosciuta come teoria di Yang-Mills.

Biografia

Yang è nato a Hefei, Anhui, Cina; suo padre, Ko Chuan Yang, era un matematico, e sua madre, Meng Hwa Loh Yang, era una casalinga. Yang ha frequentato la scuola elementare e superiore a Beijing, e nell'autunno del 1937 la sua famiglia si trasferì a Hefei dopo l'invasione giapponese della Cina. Nel 1938 si trasferirono a Kunming, Yunnan, dove si trovava la National Southwestern Associated University Lianda. Nello stesso anno, come studente del secondo anno, Yang superò l'esame di ammissione e studiò a Lianda. Ha ricevuto la laurea nel 1942, con una tesi sull'applicazione della teoria dei gruppi agli spettri molecolari, sotto la supervisione di Ta-You Wu. Ha continuato a studiare corsi di laurea magistrale lì per due anni sotto la supervisione di Wang Zhuxi, lavorando sulla meccanica statistica. Nel 1944 ha ricevuto il suo master dalla Tsinghua University, che si era trasferita a Kunming durante la guerra sino-giapponese 1937–1945. Yang ha quindi ricevuto una borsa di studio dal Boxer Indemnity Scholarship Program, istituito dal governo degli Stati Uniti utilizzando parte dei soldi che la Cina era stata costretta a pagare a seguito della Rivolta dei Boxer. La sua partenza per gli Stati Uniti è stata ritardata di un anno, durante il quale ha insegnato come insegnante in una scuola media e ha studiato la teoria dei campi.

Dal 1946, Yang ha studiato con Edward Teller 1908–2003 presso l'Università di Chicago, dove ha ricevuto il dottorato nel 1948. È rimasto presso l'Università di Chicago per un anno come assistente di Enrico Fermi. Nel 1949 è stato invitato a condurre la sua ricerca presso l'Institute for Advanced Study a Princeton, New Jersey, dove ha iniziato un periodo di collaborazione fruttuosa con Tsung-Dao Lee. È stato nominato membro permanente dell'Istituto nel 1952, e professore ordinario nel 1955. Nel 1963, Princeton University Press ha pubblicato il suo manuale, Elementary Particles. Nel 1965 si è trasferito alla Stony Brook University, dove è stato nominato Albert Einstein Professor of Physics e primo direttore dell'Institute for Theoretical Physics appena fondato. Oggi questo istituto è conosciuto come C. N. Yang Institute for Theoretical Physics.

Si è ritirato dalla Stony Brook University nel 1999, assumendo il titolo di Professore Emerito. Nel 2010, la Stony Brook University ha onorato i contributi di Yang all'università nominando il suo più nuovo edificio dormitorio C. N. Yang Hall.

È stato eletto Fellow della American Physical Society, dell'Accademia Cinese delle Scienze, dell'Academia Sinica, dell'Accademia Russa delle Scienze, e della Royal Society. Gli sono stati conferiti dottorati honoris causa dall'Università di Princeton 1958, dall'Università Statale di Mosca 1992, e dall'Università Cinese di Hong Kong 1997.

Yang ha visitato la Cina continentale nel 1971 per la prima volta dopo il disgelo nelle relazioni Cina-USA, e ha successivamente fatto grandi sforzi per aiutare la comunità fisica cinese a ricostruire l'atmosfera di ricerca che era stata distrutta dai movimenti politici radicali durante la Rivoluzione Culturale. Dopo il suo pensionamento da Stony Brook è tornato come direttore onorario della Tsinghua University, Beijing, dove è il Huang Jibei-Lu Kaiqun Professor presso il Center for Advanced Study CASTU. È anche uno dei due Shaw Prize Founding Members ed è un Distinguished Professor-at-Large presso l'Università Cinese di Hong Kong.

Vita personale

Yang ha sposato Chih-li Tu cinese: 杜致禮; pinyin: Dù Zhìlǐ, un'insegnante, nel 1950 e ha avuto due figli e una figlia con lei: Franklin Jr., Gilbert ed Eulee. Suo suocero era un Generale del Kuomintang Du Yuming. Alcuni studiosi sospettano che Du sia stato promosso a una posizione di alto rango nella Conferenza Consultiva Politica del Popolo Cinese al fine di convincere Yang a tornare in Cina dopo essersi rifugiato negli USA. Tu è morta nell'ottobre 2003, ma nel dicembre 2004 lo Yang allora 82enne ha suscitato controversia sposando la allora 28enne Weng Fan cinese: 翁帆; pinyin: Wēng Fān che assomiglia a una giovane Tu nell'aspetto.

Yang è diventato cittadino americano nel 1964. Attualmente risiede in Cina, e gli è stata concessa la residenza permanente nella Cina continentale nel 2004. Ha rinunciato alla sua cittadinanza americana a partire dal 30 settembre 2015, ed è diventato cittadino della Repubblica Popolare Cinese.

Riguardo alle opinioni religiose di Yang, è un agnostico.

Realizzazioni accademiche

Yang ha lavorato su meccanica statistica, teoria della materia condensata, fisica delle particelle e teoria di gauge/teoria quantistica dei campi.

All'Università di Chicago, Yang ha inizialmente trascorso venti mesi lavorando in un laboratorio con acceleratore, ma in seguito ha scoperto che non era bravo come sperimentale e è tornato alla teoria. La sua tesi di dottorato riguardava la distribuzione angolare nelle reazioni di nucleone. Successivamente ha lavorato sulla fenomenologia delle particelle; un noto lavoro è stato il modello Fermi-Yang che tratta il mesone pione come una coppia nucleone-antinucleone legata. Nel 1956, lui e Tsung Dao T.D. Lee hanno proposto che nell'interazione debole la simmetria di parità non era conservata, il team di Chien-shiung Wu presso il National Bureau of Standards a Washington ha verificato sperimentalmente la teoria. Yang e Lee hanno ricevuto il Premio Nobel per la Fisica nel 1957 per la loro teoria della violazione della parità. Yang ha anche lavorato sulla teoria dei neutrini con Tsung Dao T.D. Lee, 1957, 1959, non conservazione CT con Tsung Dao T.D. Lee e R. Oheme, 1957, interazione elettromagnetica di mesoni vettoriali con Tsung Dao T.D. Lee, 1962, non conservazione CP con Wu Tai-tsun, 1964.

Yang è anche ben noto per la sua collaborazione con Robert Mills nello sviluppo della teoria di gauge non abeliana, ampiamente conosciuta come teoria di Yang-Mills. Successivamente, negli ultimi tre decenni, molti altri eminenti scienziati hanno sviluppato innovazioni chiave di quella che è ora conosciuta come teoria di gauge. Negli anni '70 Yang ha lavorato sulle proprietà topologiche della teoria di gauge, collaborando con Wu Tai-Tsun per chiarire il monopolo Wu-Yang. A differenza del monopolo di Dirac, non ha nessuna singolare stringa di Dirac.

Yang ha avuto un grande interesse nella meccanica statistica sin dai tempi della laurea. Negli anni '50 e '60, ha collaborato con Tsung Dao T.D. Lee e Kerson Huang, ecc. e ha studiato la meccanica statistica e la teoria della materia condensata. Ha studiato la teoria della transizione di fase e ha chiarito il teorema del cerchio Lee-Yang, proprietà di liquido di bosone quantico, modello di Ising bidimensionale, quantizzazione del flusso nei superconduttori con N. Byers, 1961, e ha proposto il concetto di Off-Diagonal Long-Range Order ODLRO, 1962. Nel 1967, ha trovato una condizione coerente per un sistema a molti corpi di scattering fattorizzato unidimensionale, l'equazione è stata successivamente denominata equazione di Yang-Baxter, gioca un ruolo importante nei modelli integrabili e ha influenzato diversi rami della fisica e della matematica.

Premi

• Premio Nobel per la Fisica 1957
• Dieci giovani americani eccezionali 1957
• Rumford Prize 1980
• Medaglia Nazionale della Scienza 1986
• Oskar Klein Memorial Lecture and Medal 1988
• Benjamin Franklin Medal for Distinguished Achievement in the Sciences of the American Philosophical Society 1993
• Bower Award 1994
• Albert Einstein Medal 1995
• Lars Onsager Prize 1999
• King Faisal International Prize 2001

Pubblicazioni selezionate

• Yang, C. N. 1983. Selected Papers, 1945–1980, with Commentary. San Francisco, CA: W. H. Freeman & Co. ISBN 978-0-7167-1406-4. Yang, Chen-Ning 2005 . Selected Papers, 1945–1980, with Commentary. World Scientific Series in 20th Century Physics. 36 2005 ed.. Singapore: World Scientific. ISBN 981-256-367-9.
• Yang, Chen-Ning 2005 . Selected Papers, 1945–1980, with Commentary. World Scientific Series in 20th Century Physics. 36 2005 ed.. Singapore: World Scientific. ISBN 981-256-367-9.
• Yang, Chen-Ning 2013. Selected Papers of Chen Ning Yang II: With Commentaries. Singapore: World Scientific. ISBN 978-981-4449-00-7.
• Yang, C. N.; Mills, R. L. 1954. "Conservation of Isotopic Spin and Isotopic Gauge Invariance". Physical Review. 96 1: 191–195. Bibcode:1954PhRv...96..191Y. doi:10.1103/PhysRev.96.191.
• Mills, R. L.; Yang, C. N. 1966. "Treatment of Overlapping Divergences in the Photon Self-Energy Function". Progress of Theoretical Physics Supplement. 37: 507. Bibcode:1966PThPS..37..507M. doi:10.1143/PTPS.37.507.
• Yang, C. N. 2005. "Remembering Robert Mills". In 't Hooft, Gerardus ed.. 50 years of Yang-Mills theory. Singapore: World Scientific. ISBN 978-981-238-934-3.
• Lee, T. D.; Yang, C. N. 1956. "Question of Parity Conservation in Weak Interactions". Physical Review. 104 1: 254–258. Bibcode:1956PhRv..104..254L. doi:10.1103/PhysRev.104.254. S2CID 2044624.
• Lee, T. D.; Yang, C. N. 1952. "Statistical Theory of Equations of State and Phase Transitions. II. Lattice Gas and Ising Model". Physical Review. 87 3: 410–419. Bibcode:1952PhRv...87..410L. doi:10.1103/PhysRev.87.410. ISSN 0031-9007.
• Byers, N.; Yang, C. N. 1961. "Theoretical Considerations Concerning Quantized Magnetic Flux in Superconducting Cylinders". Physical Review Letters. 7 2: 46–49. Bibcode:1961PhRvL...7...46B. doi:10.1103/PhysRevLett.7.46.

Bibliografia

Interpretation of Organic Spectra, Wiley, 2011