mini|Murray Gell-Mann (2007) mini|hochkant|Murray Gell-Mann an der Harvard University (2005) Murray Gell-MannDas ist die richtige Schreibung des Namens, er wurde aber auch häufig als Gellmann zitiert. (* 15. September 1929 in New York, NY, USA; † 24. Mai 2019 in Santa Fe, New Mexico, USA) war ein US-amerikanischer Physiker. Er erhielt 1969 den Nobelpreis für Physik „für seine Beiträge und Entdeckungen betreffend die Klassifizierung der Elementarteilchen und deren Wechselwirkungen“.
Leben und Werk Gell-Mann war der Sohn jüdischer Emigranten aus dem damaligen Österreich-Ungarn. Er studierte von 1944 bis 1948 an der Yale University Physik, 1951 promovierte er am Massachusetts Institute of Technology (MIT) bei Victor Weisskopf. Von 1956 bis zu seiner Emeritierung 1993 war er Professor am California Institute of Technology (Caltech).
Gell-Mann leistete schon früh fundamentale Beiträge zur Theorie und Klassifikation stark wechselwirkender Teilchen (Hadronen). 1953 führte er die Quantenzahl „Strangeness“ zur Klassifikation der Hadronen ein.Isotopic spin and new unstable particles. In: Physical Review. Band 92, 1953, S. 833. Mit Abraham Pais untersuchte er das K-Meson-System,Physical Review. Band 97, 1955, S. 1387. ein Paradebeispiel für ein quantenmechanisches Zweizustandssystem. Aber auch auf anderen Gebieten der Quantenfeldtheorie und Elementarteilchenphysik leistete er wesentliche Beiträge. Zum Beispiel entdeckte er 1954 mit Francis Low die RenormierungsgruppeQuantum Electrodynamics at small distances. In: Physical Review. Band 95, 1954, S. 1300., unabhängig von E.C.G. Stückelberg und A. Petermann.Helv. Phys. Acta 26, 1953, S. 499 In einer weiteren Arbeit mit LowBound states in quantum field theory. In: Physical Review. Band 84, 1951, S. 350. untersuchte er das, was später Bethe-Salpeter-Gleichung genannt wurde. Mit Richard Feynman veröffentlichte er 1958 eine neue Formulierung der schwachen Wechselwirkung (V-A-Theorie).Theory of the Fermi interaction. In: Physical Review. Band 109, 1958, S. 193. Diese Theorie wurde auch unabhängig von George Sudarshan und Robert Marshak etwa zur gleichen Zeit entwickelt.
Mit Keith Brueckner untersuchte er das Vielteilchenproblem des ElektronengasesCorrelation energy of an electron gas at high density. In: Physical Review. Band 106, 1957, S. 364, 369. und mit Marvin Leonard Goldberger die allgemeine quantenmechanische Streutheorie.Formal theory of scattering. In: Physical Review. Band 91, 1955, S. 398 Mit Walter Thirring und Goldberger führte er Dispersionsrelationen ein.Use of causality conditions in quantum theory. In: Physical Review. Band 95, 1954, S. 1612. In einer Arbeit mit Maurice LévyThe axial vector current in beta decay. In: Nuovo Cimento. Band 16, 1960, S. 705. untersuchte er das „chiral model“ (PCAC (partially conserved axial vector current), Goldberger-Treiman-Relation). Diese Modelle drücken die chirale Symmetrie der starken Wechselwirkung aus und dienten ab den 1960er Jahren als phänomenologische Modelle zu ihrer Beschreibung (Beziehungen zwischen Massen und Kopplungskonstanten usw.).
Gell-Mann und unabhängig von ihm Juval Ne’eman schlugen 1961 ein phänomenologisches Modell zur Klassifikation der Hadronen vor, das er zunächst entsprechend dem Edlen Achtfachen Pfad im Buddhismus „Eightfold Way“ nannte, da die Zahl 8Das entspricht der Anzahl der Teilchen in einer speziellen Darstellung der Symmetriegruppe SU(3) (SU für spezielle unitäre Gruppe), das ist die Gruppe der unitären (3 × 3)-Matrizen mit Determinante 1. Baryonen wie Proton und Neutron bestehen aus drei Quarks, Mesonen aus zwei (einem Quark und einem Anti-Quark). in dem Modell eine zentrale Rolle spielt. 1964 entwickelten Gell-Mann und unabhängig von ihm George Zweig daraus das Quark-Modell.A schematic model of baryons and mesons. In: Physics Letters B. Band 8, 1964, S. 214. Der Name wurde von Gell-Mann dem Buch Finnegans Wake von James Joyce entnommen („Three quarks for Muster Mark“), wo es nach Arno Schmidt lautmalerisch einen Möwenschrei nachbildet, der sich auf König Marke reimt. Gell-Mann hat neben linguistischen auch ornithologische Interessen.Laut Harald Fritzsch: Das absolut Unveränderliche, TB, 2007, S. 99, hat James Joyce das Wort auf der Durchreise auf dem Markt in Freiburg im Breisgau gehört, als Marktfrauen ihre Milchprodukte anboten. Damals waren nur drei Quark-Flavours (up, down, strange) bekannt, heute sind drei weitere bekannt, die aber eine viel höhere Masse haben und deshalb in den Experimenten der 1960er Jahre nicht entdeckt werden konnten. Die zugehörige Symmetriegruppe bei drei Quark-Flavours ist die SU(3)-Gruppe, und die zu den Pauli-Matrizen analogen häufig verwendeten Generatoren der SU(3) werden Gell-Mann-Matrizen genannt. Zur Bezeichnung der Quarks wurde Gell-Mann durch einen Satz aus dem Roman Finnegans Wake von James Joyce („Three quarks for Muster Mark“) inspiriert.
In Physics Band 1, 1964, S. 63 (The symmetry group of vector and axial vector currents) und Physical Review Band 125, 1962, S. 1067 führte er in Zusammenhang mit seinen Arbeiten zum Quark-Modell „current algebras“ ein (wörtlich „Algebra der Ströme“), die in den 1960er Jahren sehr populär waren.
1972 führte er mit Harald Fritzsch den Farbfreiheitsgrad (color) der Quarks ein,Quarks. Developments in the quark theory of hadrons. In: Acta physica austriaca. Suppl. 9, 1972, S. 733.Light cone current algebra, pi decay and e+ e− annihilation. In: Fritzsch und W. Bardeen (Hrsg.): Scale and conformal symmetry in hadron physics. 1973, S. 139.Der Farbfreiheitsgrad wurde allerdings schon Mitte der 1960er Jahre von Yōichirō Nambu, Moo-Young Han und Oscar Wallace Greenberg in Modellen verwendet. und in einer gemeinsamen Arbeit mit Heinrich Leutwyler wurde die volle Quantenchromodynamik eingeführt.Fritzsch, Gell-Mann und Leutwyler: Advantages of the color octet gluon picture. In: Physics Letters B. Band 47, 1973, S. 365.Fritzsch und Gell-Mann: Current algebra. Quarks and what else? In: 16. International Conference High energy physics. CERN 1972, Band 2, S. 135.
Im akademischen Jahr 1958–1959 nahm Gell-Mann ein Sabbatical und ging ans Collège de France. Gell-Mann verbrachte mehrere Zeiträume am CERN, den Laboratorien der Europäischen Organisation für Kernforschung in Genf, Schweiz, unter anderem als Stipendiat der John Simon Guggenheim Memorial Foundation. Im Jahr 1972 stand er als Gastprofessor auf der Gehaltsliste des CERN. Im selben Jahr geriet Gell-Mann wegen seiner Beteiligung an der US-Militärberatungsgruppe JASON in die Kritik. Mehrere Antikriegsproteste in Frankreich und Italien machten auf diese Verbindung aufmerksam. Ende der 1970er Jahre referierte er am CERN über die große Vereinigung der verschiedenen Kräfte in der Natur.
Ende der 1970er Jahre und in den 1980er Jahren war er u. a. an der Entwicklung von Grand Unified Theories (GUT) beteiligt. Unter anderem untersuchte er mit Pierre Ramond und Richard Slansky die Möglichkeiten der Einbettung der color-Gruppe in GUTsReviews of modern physics. Band 50, 1979, S. 721. und entwickelte den „Seesaw“-Mechanismus zur Massenerzeugung.In: van Nieuwenhuizen und Freedman (Hrsg.): Supergravity. 1979. Außerdem beteiligte er sich an der Entwicklung von Supergravitations-, Kaluza-Klein- und Stringtheorie. In den 1990er Jahren beteiligte er sich am Ausbau der „decoherent-histories“-Interpretation der Quantenmechanik (mit James Hartle).
1984 war Gell-Mann einer von mehreren Mitbegründern des Santa Fe Institute, eines gemeinnützigen theoretischen Forschungsinstituts in Santa Fe, New Mexico, das verschiedene Aspekte komplexer Systeme untersuchen und die Idee einer eigenständigen interdisziplinären Erforschung der Komplexitätstheorie verbreiten sollte.
Ab 1993 war er selbst am Santa Fe Institute tätig, wo er sich mit komplexen adaptiven Systemen und allgemein mit der Entstehung von komplexen Phänomenen aus einfachen Gesetzen beschäftigte. Er berichtete darüber in seinem populärwissenschaftlichen Buch Das Quark und der Jaguar und beschäftigte sich zuletzt mit kooperativen Ansätzen in der Ökonomie.Ole Peters, Murray Gell‐Mann: Evaluating gambles using dynamics. In: Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science. 2016, Band 26, Nummer 2 .
Gell-Mann war Mitglied des Committee for the Scientific Investigation of Claims of the Paranormal. 1959 war er erster Träger des Dannie-Heineman-Preises.
Der Romanautor Cormac McCarthy sah in Gell-Mann einen Universalgelehrten, der „mehr über mehr Dinge wusste als irgendjemand, den ich je kennengelernt habe … Murray zu verlieren, ist wie der Verlust der Encyclopædia Britannica.“ Zu seinen Doktoranden zählen Kenneth Wilson, Barton Zwiebach und Sidney Coleman.
Privatleben Gell-Mann wurde in Lower Manhattan als Sohn einer Familie jüdischer Einwanderer aus Österreich-Ungarn, genauer gesagt aus Czernowitz in der heutigen Ukraine, geboren. Seine Eltern waren Pauline (geb. Reichstein) und Isidore Gell-Mann („Arthur“), der Englisch als Zweitsprache unterrichtete. Er hatte einen neun Jahre älteren Bruder Benedict Gelman (Gell-Mann), der Fotograf und Reporter war. Gell-Mann heiratete 1955 J. Margaret Dow. Sie hatten eine Tochter (Elizabeth) und einen Sohn (Nicholas). Margaret starb 1981 an Krebs und 1992 heiratete er Marcia Southwick, deren Sohn sein Stiefsohn wurde. Er starb in seinem Zuhause in Santa Fe am 24. Mai 2019 im Alter von 89 Jahren.
Zu Gell-Manns Interessen außerhalb der Physik gehörten Archäologie, Naturgeschichte, Vogelbeobachtung und historische Linguistik.
Trivia Michael Crichton berichtete im 2002 gehaltenen Vortrag Why Speculate? von einer Beobachtung, die er im Gespräch mit seinem – nach eigener Aussage – engen Vertrauten Gell-Mann gemacht habe: So empfinde man die mediale Berichterstattung in Bereichen eigener Expertise oft als störend ungenau, was paradoxerweise keinerlei Skepsis bei nachfolgenden fachfremden Themen hervorrufe. Er bezeichnete das Phänomen als Murray-Gell-Mann-Amnesie-Effekt.
Auszeichnungen (Auswahl) 1960: Mitglied der National Academy of Sciences 1964: Mitglied der American Academy of Arts and Sciences 1968: John J. Carty Award 1969: Physik-Nobelpreis 1988: Global 500 1989: Majoranapreis „Wissenschaft für den Frieden“ 1993: Mitglied der American Philosophical Society 1994: Auswärtiges Mitglied der Russischen Akademie der Wissenschaften 2003: Ehrenmitglied der Royal Irish Academy 2005: Albert-Einstein-Medaille 2005: Humanist of the Year von der American Humanist Association 2014: Helmholtz-Medaille
Darüber hinaus erhielt Gell-Mann den Ernest-Orlando-Lawrence-Preis, die Benjamin-Franklin-Medaille, sowie zahlreiche Ehrendoktorate der Universitäten Cambridge, Columbia, Oxford, Chicago, Florida, Yale und anderer.
Werke Gell-Mann und Ne’eman (Hrsg.): The Eightfold Way. 1964 (Fachbuch zum Eightfold Way). Das Quark und der Jaguar. Piper, München 1994, ISBN 3-492-22296-X (populärwissenschaftliches Buch). Neueste englischsprachige Ausgabe: The Quark & the Jaguar. Adventures in the Simple & the Complex. SFI Press, Santa Fe 2023, ISBN 978-1-947864-46-7. Selected Papers. World Scientific, 2010.
Literatur
Pierre Ramond: Murray Gell-Mann (1929–2019). In: Science. Band 364, Nr. 6447, 2019, S. 1236, doi:10.1126/science.aay3171 George Johnson: Strange Beauty. Murray Gell-Mann and the Revolution in Twentieth-Century Physics. Alfred Knopf, New York 1999, ISBN 0-679-43764-9, Rezension von Glashow im Cern Courier. Neueste Ausgabe: gleichnamig, SFI Press, Santa Fe 2023, ISBN 978-1-947864-49-8.
Siehe auch Gell-Mann-Nishijima-Formel
Weblinks
. Ausführliche Biografie und Darstellung des wissenschaftlichen Werkes (deutsch). Peter Rodgers: . In: PhysicsWeb.org. 1. Juni 2003. In memoriam: Murray Gell-Mann am Santa Fe Institut Bibliographie von Gell-Manns archivierter Homepage
. The Academy of Achievement. Murray Gell-Mann lecturing on the 'Grand Unification' auf dem CERN Document Server.
Fußnoten und Quellen