Σαν σήμερα ... 1979, πέθανε ο Ιάπωνας νομπελίστας φυσικός Sin-Itiro Tomonaga.

Sin-Itiro Tomonaga

Σαν σήμερα, στις 8 Ιουλίου 1979, πέθανε στο Τόκιο ο Ιάπωνας φυσικός Sin-Itiro Tomonaga (ιαπωνικά: 朝永振) του οποίου το έργο στην κβαντική ηλεκτροδυναμική τον καθιέρωσε ως έναν από τους θεμελιωτές της.

Ο Τomonaga γεννήθηκε στο Τόκιο στις 31 Μαρτίου 1906. Ήταν το δεύτερο παιδί και μεγαλύτερος γιος του Ιάπωνα φιλοσόφου Sanjuro Tomonaga και της Hide Tomonaga. 
Το 1913 η οικογένεια Tomonaga μετακόμισε στο Κιότο, επειδή ο πατέρας του τοποθετήθηκε καθηγητής φιλοσοφίας στο Αυτοκρατορικό Πανεπιστήμιο του Κιότο. Αποφοίτησε από το Τρίτο Γυμνάσιο του Κιότο, ένα σχολείο που ανέδειξε μια μεγάλη ομάδα μαθητών που εξελίχθηκαν σε σημαντικές προσωπικότητες της Ιαπωνίας. 

Το 1926 μπήκε στο Αυτοκρατορικό Πανεπιστήμιο του Κιότο και ήταν συμφοιτητής με τον Hideki Yukawa, κάτοχο του Νόμπελ Φυσικής 1949. Το 1929, αφού πήρε το πτυχίο Rigakushi (μπάτσελορ) στη φυσική, συνέχισε να εργάζεται στο πανεπιστήμιο ως βοηθός για τα επόμενα τρία χρόνια. 

Ο Sin-Itiro Tomonaga σε χαρακτηριστική πόζα με τσιγάρο.

Στη συνέχεια, το 1932 εντάχθηκε στην ομάδα του καθηγητή Yoshio Nishina στο Ινστιτούτο Φυσικής και Χημικής Έρευνας Riken του Τόκιο. Εκεί ξεκίνησε να εργάζεται σ' ένα καινούριο, εξελισσόμενο τομέα θεωρητικής φυσικής, την κβαντική ηλεκτροδυναμική, υπό την καθοδήγηση του δρ. Nishina. Είναι πολύ γνωστή η εργασία του Tomonaga εκείνη την εποχή για τη δημιουργία φωτοηλεκτρικού ζεύγους (photoelectric pair creation) .

2 Νόμπελ Φυσικής: Hideki Yukawa (αρ.) και Sin-Itiro Tomonaga.

Το 1937 εγκαταστάθηκε στη Λειψία της Γερμανίας για να σπουδάσει πυρηνική φυσική και ιδιαίτερα το πεδίο της κβαντικής θεωρίας, κοντά στην θεωρητική ομάδα εργασίας του W. Heisenberg. Εκεί έμεινε μέχρι το 1939 και έγραψε την εργασία "Innere Reibung und Wärmeleitfähigkeit der Kernmaterie" ("Εσωτερική τριβή και θερμική αγωγιμότητα του υλικού του πυρήνα"), που αποτέλεσε τη διδακτορική διατριβή του στο Αυτοκρατορικό Πανεπιστήμιο του Τόκιο τον Δεκέμβριο 1939. Ο λόγος της εσπευσμένης αναχώρησης του Tomonaga από τη Γερμανία ήταν η έναρξη του Β' Παγκοσμίου Πολέμου. 

Επιστρέφοντας στην Ιαπωνία, παντρεύτηκε την Ryοko Sekiguchi το 1940 και απέκτησαν δύο γιους και μία κόρη.
Το 1941 ανέλαβε θέση καθηγητή στο Πανεπιστήμιο του Τόκιο (σήμερα Πανεπιστήμιο  Tsukuba). 

Sin-Itiro Tomonaga,
φωτογραφία από τον Yousuf Karsh. 

Κατά τη διάρκεια του πολέμου ασχολήθηκε με τη μελέτη του magnetron, τη θεωρία των μεσονίων και τη δικιά του θεωρία "super-many-time".

Ενδιαφέρθηκε για την ανάπτυξη μιας θεωρίας για τα συστήματα μικροκυμάτων, έλυσε το πρόβλημα της κίνησης των ηλεκτρονίων στο magnetron και ανέπτυξε μια ενοποιημένη θεωρία των συστημάτων που αποτελούνται από οδηγούς κύματος (waveguides) και αντηχεία κοιλότητας (cavity resonators).

Το 1943 δημοσίευσε τη "super-many-time theory", που συνέδεε την κβαντική μηχανική με τη θεωρία σχετικότητας.

Ο Sin-Itiro Tomonaga το 1949.

Το 1948, ο Tomonaga και οι μαθητές του επανεξέτασαν μια εργασία από το 1939 του Sidney Dancoff, που προσπάθησε, αλλά δεν κατάφερε ν' αποδείξει, ότι οι άπειρες ποσότητες που εμφανίζονται στην κβαντική ηλεκτροδυναμική (QED) μπορούν να αλληλοκαταργηθούν. Ο Tomonaga, εφαρμόζοντας τη θεωρία του, διαπίστωσε ότι ο Dancoff είχε αγνοήσει έναν όρο στους υπολογισμούς του. Χρησιμοποιώντας αυτόν τον όρο, η θεωρία έδωσε πεπερασμένα αποτελέσματα. Έτσι, ο Tomonaga ανακάλυψε την μέθοδο της επανακανονικοποίησης (renormalization) ανεξάρτητα από τον Julian Schwinger και μπόρεσε να υπολογίσει ταυτόχρονα φυσικές ποσότητες, όπως η μετατόπιση Lamb.

O Sin-Itiro Tomonaga σε ηλικία 56 ετών με τη σύζυγό του Ryοko
και την κόρη τους Shigeko, 21 ετών, στο σπίτι τους στο Τόκιο.
(getty images) 

Τον επόμενο χρόνο (1949), προσκλήθηκε από τον Robert Oppenheimer να εργαστεί στο Ινστιτούτο Προηγμένων Μελετών στο Πανεπιστήμιο Princeton. Εκεί μελέτησε το πρόβλημα ταλαντώσεων ενός κβαντικού-μηχανικού συστήματος πολλαπλών σωμάτων.

Την επόμενη χρονιά επέστρεψε στην Ιαπωνία και πρότεινε το θεωρητικό μοντέλο του υγρού Tomonaga-Luttinger.

Το 1955 δημοσίευσε μια θεμελιώδη θεωρία της κβαντικής μηχανικής συλλογικών κινήσεων ("collective motions"). Την ίδια χρονιά πήρε την πρωτοβουλία για τη δημιουργία ενός Ινστιτούτου Πυρηνικών Σπουδών στο Πανεπιστήμιο του Τόκιο. 
Από το 1956 έως το 1962 διετέλεσε πρόεδρος του Πανεπιστημίου του Τόκιο. Το 1963 έγινε πρόεδρος του Επιστημονικού Συμβουλίου της Ιαπωνίας και διευθυντής του Ινστιτούτου Οπτικών Ερευνών του πανεπιστημίου.

Η δημοσίευση του περιοδικού Science με την είδηση της απονομής
του Νόμπελ Φυσικής 1965 στους Tomonaga, Schwinger και Feynman.

Το 1965, μετά από 15 προηγούμενες προτάσεις, μοιράστηκε το Νόμπελ Φυσικής με τον  Julian Schwinger και τον Richard P. Feynman "για τη θεμελιώδη εργασία τους στην κβαντική ηλεκτροδυναμική και τις συνέπειες από την εμβάθυνση στη φυσική των στοιχειωδών σωματιδίων".

Στην τελετή απονομής του βραβείου (10 Δεκεμβρίου 1965) που έγινε στη Στοκχόλμη, δεν μπόρεσε να παραβρεθεί ο Tomonaga, γιατί εκείνη την εποχή ανάρρωνε από τραυματισμό του, από πέσιμο. Έτσι, η απονομή έγινε την ίδια μέρα στη Σουηδική πρεσβεία στο Τόκιο, από τον Σουηδό πρέσβη στην Ιαπωνία Karl Fredrik Almqvist, παρουσία μελών της αυτοκρατορικής οικογένειας της Ιαπωνίας.

Το 1969 συνταξιοδοτήθηκε και έγινε καθηγητής emeritus του Πανεπιστημίου Tsukuba.

Ο Tomonaga τιμήθηκε με το Βραβείο της Ιαπωνικής Ακαδημίας (1948), το Βραβείο Order of Culture από τον Ιάπωνα αυτοκράτορα (1952) και το Μετάλλιο Lomonosov από την ΕΣΣΔ (1964). Υπήρξε μέλος της Ιαπωνικής Ακαδημίας, όπως και πολλών Ακαδημιών άλλων χωρών. 

Νομίζω ότι είναι χαρακτηριστική η απάντηση που έδωσε στο γιατί ασχολήθηκε με το συγκεκριμένο επιστημονικό πεδίο "Η καριέρα μου στη φυσική ξεκίνησε, λόγω της επίσκεψης του Αϊνστάιν στην Ιαπωνία το 1922, όταν διαπίστωσα ότι ο κόσμος της φυσικής κρύβει πολλά θαύματα. Μαγεύτηκα από την πιθανότητα να ερευνήσω αυτό τον καταπληκτικό κόσμο".

Το εξώφυλλο του βιβλίου που αναφέρεται στους 4 θεμελιωτές
της θεωρίας QED: Dyson, Feynman, Schwinger και Tomonaga
(έκδοση Princeton University Press, 1994).

Ο Sin-Itiro Tomonaga πέθανε σε ηλικία 73 ετών από καρκίνο του λάρυγγα (ήταν μανιώδης καπνιστής). Είναι θαμμένος στο Κοιμητήριο Tama του Τόκιο. 

Σύντομο βίντεο από την απονομή του Νόμπελ Φυσικής στον Tomonaga (1:20).

Η ομιλία του Tomonaga με αφορμή το βραβείο Νόμπελ Φυσικής (6 Μαΐου 1966) με τίτλο: "Development of Quantum Electrodynamics" ("Ανάπτυξη της Κβαντικής Ηλεκτροδυναμικής").

Πηγή: Today in Science History