En realidad, políticamente soy, en su mayoría, completamente agnóstico.
Edward Witten es un físico matemático y teórico estadounidense. Actualmente es Profesor Charles Simonyi en la Escuela de Ciencias Naturales del Instituto para Estudios Avanzados. Witten es investigador en teoría de cuerdas, gravedad cuántica, teorías cuánticas de campos supersimétricos y otras áreas de física matemática. Además de sus contribuciones a la física, el trabajo de Witten ha impactado significativamente las matemáticas puras. En 1990, se convirtió en el primer físico en ser galardonado con la Medalla Fields por la Unión Matemática Internacional, otorgada por su prueba en 1981 del teorema de energía positiva en relatividad general. Se lo considera el fundador práctico de la teoría M.
Vida temprana y educación
Witten nació el 26 de agosto de 1951 en Baltimore, Maryland, en una familia judía. Es hijo de Lorraine née Wollach Witten y Louis Witten, un físico teórico especializado en gravitación y relatividad general.
Witten asistió a la Park School of Baltimore clase de '68, y recibió su título de Licenciado en Artes con especialidad en historia y menor en lingüística de la Universidad de Brandeis en 1971.
Tenía aspiraciones en periodismo y política y publicó artículos tanto en The New Republic como en The Nation a finales de los años 60. En 1972 trabajó durante seis meses en la campaña presidencial de George McGovern.
Witten asistió a la Universidad de Wisconsin–Madison durante un semestre como estudiante de posgrado en economía antes de abandonar. Regresó a la academia, inscribiéndose en matemáticas aplicadas en la Universidad de Princeton en 1973, luego cambiando de departamento y recibiendo un Ph.D. en física en 1976 completando una disertación titulada "Some problems in the short distance analysis of gauge theories" bajo la supervisión de David Gross. Realizó una beca en la Universidad de Harvard 1976–77, visitó la Universidad de Oxford 1977–78, fue miembro junior de la Sociedad de Becarios de Harvard 1977–1980, y fue becario de la Fundación MacArthur 1982.
Investigación
Trabajo de la Medalla Fields
Witten fue galardonado con la Medalla Fields por la Unión Matemática Internacional en 1990, convirtiéndose en el primer físico en ganar el premio.
En un discurso escrito a la ICM, Michael Atiyah dijo de Witten,
Aunque definitivamente es un físico (como su lista de publicaciones claramente muestra) su dominio de las matemáticas es rival de pocos matemáticos, y su capacidad de interpretar ideas físicas en forma matemática es bastante única. Una y otra vez ha sorprendido a la comunidad matemática con una aplicación brillante de la intuición física que conduce a teoremas matemáticos nuevos y profundos... Ha tenido un impacto profundo en las matemáticas contemporáneas. En sus manos, la física es nuevamente una fuente rica de inspiración e insight en las matemáticas.
Como ejemplo del trabajo de Witten en matemáticas puras, Atiyah cita su aplicación de técnicas de teoría cuántica de campos al tema matemático de topología de baja dimensión. A finales de los años 80, Witten acuñó el término teoría cuántica de campos topológica para cierto tipo de teoría física en la cual los valores esperados de cantidades observables codifican información sobre la topología del espaciotiempo. En particular, Witten se dio cuenta de que una teoría física ahora llamada teoría de Chern–Simons podría proporcionar un marco para entender la teoría matemática de nudos y 3-variedades. Aunque el trabajo de Witten se basaba en la noción matemáticamente mal definida de una integral de camino de Feynman y por lo tanto no era matemáticamente rigurosa, los matemáticos fueron capaces de desarrollar sistemáticamente las ideas de Witten, llevando a la teoría de invariantes de Reshetikhin–Turaev.
Otro resultado por el cual Witten fue galardonado con la Medalla Fields fue su prueba en 1981 del teorema de energía positiva en relatividad general. Este teorema aserta que bajo suposiciones apropiadas la energía total de un sistema que gravita siempre es positiva y puede ser cero solo si la geometría del espaciotiempo es la del espacio plano de Minkowski. Establece el espacio de Minkowski como un estado fundamental estable del campo gravitacional. Mientras que la prueba original de este resultado debido a Richard Schoen y Shing-Tung Yau utilizó métodos variacionales, la prueba de Witten utilizó ideas de teoría de supergravedad para simplificar el argumento.
Una tercera área mencionada en el discurso de Atiyah es el trabajo de Witten relacionando supersimetría y teoría de Morse, una rama de las matemáticas que estudia la topología de variedades utilizando el concepto de una función diferenciable. El trabajo de Witten dio una prueba física de un resultado clásico, las desigualdades de Morse, interpretando la teoría en términos de mecánica cuántica supersimétrica.
Teoría M
Para mediados de los años 90, los físicos que trabajaban en teoría de cuerdas habían desarrollado cinco versiones diferentes y consistentes de la teoría. Estas versiones se conocen como tipo I, tipo IIA, tipo IIB, y los dos sabores de la teoría de cuerdas heterótica SO32 y E8×E8. El pensamiento era que de estas cinco teorías candidatas, solo una era la teoría correcta real de todo, y esa teoría era aquella cuyo límite de baja energía coincidía con la física observada en nuestro mundo actual.
Hablando en la conferencia de teoría de cuerdas en la Universidad de Southern California en 1995, Witten hizo la sugerencia sorprendente de que estas cinco teorías de cuerdas no eran en realidad teorías distintas, sino límites diferentes de una sola teoría a la cual llamó teoría M. La propuesta de Witten se basaba en la observación de que las cinco teorías de cuerdas pueden mapearse entre sí por ciertas reglas llamadas dualidades e identificadas por estas dualidades. El anuncio de Witten condujo a una lluvia de trabajo ahora conocido como la segunda revolución de supercuerdas.
Otro trabajo
Otra de sus contribuciones a la física fue al resultado de dualidad gauge/gravedad. En 1997, Juan Maldacena formuló un resultado conocido como correspondencia AdS/CFT, que establece una relación entre ciertas teorías cuánticas de campos y teorías de gravedad cuántica. El descubrimiento de Maldacena ha dominado la física teórica de alta energía durante los últimos 15 años debido a sus aplicaciones a problemas teóricos en gravedad cuántica y teoría cuántica de campos. El trabajo fundamental de Witten siguiente al resultado de Maldacena ha arrojado luz sobre esta relación.
En colaboración con Nathan Seiberg, Witten estableció varios resultados poderosos en teorías cuánticas de campos. En su artículo sobre teoría de cuerdas y geometría no conmutativa, Seiberg y Witten estudiaron ciertas teorías cuánticas de campos no conmutativas que surgen como límites de la teoría de cuerdas. En otro artículo bien conocido, estudiaron aspectos de la teoría de gauge supersimétrica. Este último artículo, combinado con el trabajo anterior de Witten sobre teoría cuántica de campos topológica, condujo a desarrollos en la topología de 4-variedades suaves, en particular la noción de invariantes de Seiberg–Witten.
Con Anton Kapustin, ha establecido conexiones matemáticas profundas entre la S-dualidad de teorías de gauge y la correspondencia geométrica de Langlands. Parcialmente en colaboración con Seiberg, uno de sus intereses recientes incluyen aspectos de la descripción teórica de campos de fases topológicas en materia condensada y dualidades no supersimétricos en teorías de campos que, entre otras cosas, son de alta relevancia en teoría de materia condensada. De una generalización de modelos SYK de materia condensada y caos cuántico, también ha traído recientemente los modelos tensoriales de Gurau a la relevancia de teorías holográficas y gravedad cuántica.
En general, Witten ha realizado trabajos influyentes e perspicaces en muchos aspectos de teorías cuánticas de campos y física matemática, incluyendo la física y matemáticas de anomalías, integrabilidad, dualidades, localización, homologías y más. Muchos de sus resultados han influido profundamente en muchas áreas de la física teórica a menudo mucho más allá del contexto original de sus resultados, incluyendo teoría de cuerdas, gravedad cuántica y materia condensada topológica.
Premios y honores
Witten ha sido honrado con numerosos premios incluyendo una Beca MacArthur 1982, la Medalla Fields 1990, el Premio de Placa Dorada de la Academia Estadounidense de Logros 1997, el Premio Nemmers en Matemáticas 2000, la Medalla Nacional de Ciencias 2002, Premio Pitágoras 2005, el Premio Henri Poincaré 2006, el Premio Crafoord 2008, la Medalla Lorentz 2010 la Medalla Isaac Newton 2010 y el Premio de Física Fundamental 2012. Desde 1999, ha sido Miembro Extranjero de la Royal Society London, y en marzo de 2016 fue elegido Miembro Honorario de la Royal Society of Edinburgh. El Papa Benedicto XVI nombró a Witten como miembro de la Academia Pontificia de Ciencias 2006. También apareció en la lista de las 100 personas más influyentes de la revista TIME de 2004. En 2012 se convirtió en miembro de la Sociedad Matemática Estadounidense. Witten fue elegido como miembro de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias en 1984 y miembro de la Academia Nacional de Ciencias en 1988.
En una encuesta informal en una conferencia de cosmología de 1990, Witten recibió el mayor número de menciones como "el físico vivo más inteligente".
Vida personal
Witten ha estado casado con Chiara Nappi, profesora de física en la Universidad de Princeton, desde 1979. Tienen dos hijas y un hijo. Su hija Ilana B. Witten es neurocientífica en la Universidad de Princeton, e hija Daniela Witten es bioestadística en la Universidad de Washington.
Witten forma parte de la junta directiva de Americans for Peace Now y del consejo asesor de J Street. Apoya la solución de dos estados y aboga por un boicot de instituciones israelíes y actividad económica más allá de sus fronteras de 1967, aunque no de Israel mismo.
Publicaciones seleccionadas
- Some Problems in the Short Distance Analysis of Gauge Theories. Universidad de Princeton, 1976. Disertación.
- Roman Jackiw, David Gross, Sam B. Treiman, Edward Witten, Bruno Zumino. Current Algebra and Anomalies: A Set of Lecture Notes and Papers. World Scientific, 1985.
- Green, M., John H. Schwarz, y E. Witten. Superstring Theory. Vol. 1, Introduction. Cambridge Monographs on Mathematical Physics. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 1988. ISBN 9780521357524.
- Green, M., John H. Schwarz, y E. Witten. Superstring Theory. Vol. 2, Loop Amplitudes, Anomalies and Phenomenology. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 1988. ISBN 9780521357531.
- Quantum fields and strings: a course for mathematicians. Vols. 1, 2. Material from the Special Year on Quantum Field Theory held at the Institute for Advanced Study, Princeton, NJ, 1996–1997. Editado por Pierre Deligne, Pavel Etingof, Daniel S. Freed, Lisa C. Jeffrey, David Kazhdan, John W. Morgan, David R. Morrison y Edward Witten. American Mathematical Society, Providence, RI; Institute for Advanced Study IAS, Princeton, NJ, 1999. Vol. 1: xxii+723 pp.; Vol. 2: pp. i–xxiv y 727–1501. ISBN 0-8218-1198-3, 81–06 81T30 81Txx.
