Kenneth G. Wilson

Kenneth G. Wilson

Kenneth Geddes "Ken" Wilson (8. Juni 1936 – 15. Juni 2013) war ein US-amerikanischer theoretischer Physiker und ein Pionier bei der Nutzung von Computern zur Untersuchung der Teilchenphysik. Er erhielt 1982 den Nobelpreis für Physik für seine Arbeiten zu Phasenübergängen, durch die er das subtile Wesen von Phänomenen wie schmelzendem Eis und aufkommendem Magnetismus beleuchtete. Dies fand seinen Ausdruck in seiner grundlegenden Arbeit zur Renormierungsgruppe.

Leben

Wilson wurde am 8. Juni 1936 in Waltham, Massachusetts, als ältestes Kind von Emily Buckingham Wilson und E. Bright Wilson geboren, einem angesehenen Chemiker an der Harvard University, der wichtige Arbeiten über Mikrowellenemissionen leistete. Seine Mutter hatte ebenfalls eine Ausbildung zur Physikerin. Er besuchte mehrere Schulen, darunter die Magdalen College School in Oxford, Großbritannien, und schloss schließlich an der George School im Osten Pennsylvanias ab.

Mit 16 Jahren ging er an das Harvard College, wo er Mathematik als Hauptfach wählte. 1954 und 1956 zählte er bei der William Lowell Putnam Mathematical Competition jeweils zu den besten fünf Teilnehmern. Er war zudem ein Leichtathletik-Star und vertrat Harvard im Meilenlauf. Während der Sommerferien arbeitete er an der Woods Hole Oceanographic Institution. Er promovierte 1961 am Caltech unter Murray Gell-Mann. Er arbeitete als Postdoktorand in Harvard und am CERN.

1963 trat er dem Fachbereich Physik der Cornell University als Junior-Fakultätsmitglied bei und wurde 1970 ordentlicher Professor. Während dieser Zeit forschte er auch am SLAC. 1974 wurde er zum James A. Weeks Professor für Physik an der Cornell University ernannt.

1982 wurde ihm der Nobelpreis für Physik für seine Arbeiten zu kritischen Phänomenen unter Verwendung der Renormierungsgruppe verliehen.

1980 war er zusammen mit Michael E. Fisher und Leo Kadanoff Mitpreisträger des Wolf-Preises für Physik. Zu seinen weiteren Auszeichnungen gehören die A.C. Eringen-Medaille, die Franklin-Medaille, die Boltzmann-Medaille und der Dannie-Heineman-Preis. Er wurde 1975 zum Mitglied der National Academy of Sciences und zum Fellow der American Academy of Arts and Sciences gewählt, sowie 1984 zum Mitglied der American Philosophical Society.

1985 wurde er zum Direktor des Center for Theory and Simulation in Science and Engineering in Cornell (heute bekannt als Cornell Theory Center) ernannt, einem der fünf von der National Science Foundation geschaffenen nationalen Supercomputerzentren. 1988 schloss sich Wilson dem Lehrkörper der Ohio State University an. 1995 zog Wilson nach Gray, Maine. Er blieb der Ohio State University bis zu seiner Pensionierung im Jahr 2008 verbunden. Vor seinem Tod engagierte er sich aktiv in der physikalischen Bildungsforschung und war ein früher Befürworter der "aktiven Beteiligung" (d. h. forschendes Lernen) von Schülern in Wissenschaft und Mathematik.

Zu seinen Doktoranden gehörten H. R. Krishnamurthy, Roman Jackiw, Michael Peskin, Serge Rudaz, Paul Ginsparg und Steven R. White.

Wilsons Bruder David war bis zu seinem Tod ebenfalls Professor für Molekularbiologie und Genetik in Cornell, und seine Ehefrau seit 1982, Alison Brown, ist eine bekannte Informatikerin.

Er starb am 15. Juni 2013 im Alter von 77 Jahren in Saco, Maine. Seine Kollegen erinnerten respektvoll an ihn.

Arbeit

Wilsons physikalische Arbeit beinhaltete die Formulierung einer umfassenden Skalierungstheorie: wie grundlegende Eigenschaften und Kräfte eines Systems in Abhängigkeit von der Skala variieren, über die sie gemessen werden. Er entwickelte eine universelle "Teile-und-herrsche"-Strategie zur Berechnung des Auftretens von Phasenübergängen, indem er jede Skala separat betrachtete und dann die Verbindung zwischen benachbarten Skalen abstrahierte, was ein neuartiges Verständnis der Renormierungsgruppentheorie darstellte. Dies lieferte tiefe Einblicke in das Gebiet der kritischen Phänomene und Phasenübergänge in der statistischen Physik und ermöglichte präzise Berechnungen. Ein Beispiel für ein wichtiges Problem der Festkörperphysik, das er mittels Renormierung löste, ist die quantitative Beschreibung des Kondo-Effekts.

Er erweiterte diese Erkenntnisse zur Skalierung, um grundlegende Fragen zur Natur der Quantenfeldtheorie, zur Operatorproduktentwicklung und zur physikalischen Bedeutung der Renormierungsgruppe zu beantworten.

Er leistete zudem Pionierarbeit beim Verständnis des Einschlusses von Quarks innerhalb von Hadronen mittels Gittereichtheorie und initiierte einen Ansatz, der zuvor entmutigende Kopplungsberechnungen auf Computern ermöglichte. Auf einem solchen Gitter beleuchtete er zudem die chirale Symmetrie, ein entscheidendes Merkmal von Elementarteilchenwechselwirkungen.

Auszeichnungen und Ehrungen

- Dannie-Heineman-Preis für Mathematische Physik, 1973

- Caltech, Distinguished Alumni Award, 1981

- Golden Plate Award der American Academy of Achievement, 1983

- Fellow der American Physical Society, 1998

- Australian National University, Distinguished Anniversary Fellow, 1996