Hagen Kleinert

Hagen Kleinert (15. Juni 1941 – 7. März 2025) ^{[ 1 ]} war Professor für Theoretische Physik an der Freien Universität Berlin ( seit 1968), Ehrendoktor der West-Universität Timișoara und der Kirgisisch-Russischen Slawischen Universität in Bischkek . Er war außerdem Ehrenmitglied der Russischen Akademie für Kreatives Schaffen . Für seine Beiträge zur Teilchen- und Festkörperphysik wurde ihm 2008 der Max-Born - Preis mit Medaille verliehen . Sein Beitrag ^{[ 2 ]} zum Gedenkband zum 100. Geburtstag von Lew Dawidowitsch Landau brachte ihm 2008 den Majorana-Preis mit Medaille ein. Er war seit 1974 mit Dr. Annemarie Kleinert verheiratet; das Paar hatte einen Sohn, Michael Kleinert .

Kleinert hat rund 420 wissenschaftliche Arbeiten zur mathematischen Physik und zur Physik von Elementarteilchen , Atomkernen , Festkörpersystemen , Flüssigkristallen , Biomembranen , Mikroemulsionen , Polymeren und zur Theorie der Finanzmärkte verfasst . ^{[ 3 ]} Er hat mehrere Bücher zur theoretischen Physik geschrieben, ^{[ 4 ]} von denen das bedeutendste, „ Pfadintegrale in der Quantenmechanik, Statistik, Polymerphysik und den Finanzmärkten“, seit 1990 in fünf Auflagen erschienen ist und begeisterte Kritiken erhalten hat. ^{[ 5 ]}

Er studierte von 1960 bis 1963 Physik an der Leibniz Universität Hannover und an verschiedenen amerikanischen Universitäten, darunter dem Georgia Institute of Technology , wo er als Doktorand bei George Gamow , einem der Väter der Urknalltheorie, die allgemeine Relativitätstheorie erlernte . Kleinert promovierte 1967 an der University of Colorado in Boulder .

Als junger Professor besuchte Kleinert 1972 das Caltech und war beeindruckt von dem bekannten US-amerikanischen Physiker Richard Feynman . Später arbeitete Kleinert mit Feynman an einigen seiner letzten Arbeiten zusammen ^{[ 6 ] . [ 7 ]} Diese Zusammenarbeit führte zu einer mathematischen Methode zur Umwandlung divergenter Potenzreihen mit schwacher Kopplung in konvergente mit starker Kopplung. Diese sogenannte Variationsstörungstheorie liefert derzeit die genaueste Theorie der kritischen Exponenten ^{[ 8 ]} , die in der Nähe von Phasenübergängen zweiter Ordnung beobachtet werden können , wie Satellitenexperimente an superfluidem Helium bestätigten ^{[ 9 ]} . Er entdeckte außerdem eine Alternative zu Feynmans zeitaufgelöster Pfadintegralkonstruktion, mit der sich die Pfadintegralformulierungen des Wasserstoffatoms und der Zentrifugalbarriere lösen lassen , d . h. deren Energieniveaus und Eigenzustände als Spezialfälle einer allgemeinen Strategie zur Behandlung von Systemen mit singulären Potentialen mittels Pfadintegralen berechnen lassen ^{[ 10 ] [ 11 ] .}

Innerhalb der Quantenfeldtheorien der Quarks fand er den Ursprung ^{[ 12 ]} der von N. Cabibbo , L. Horwitz und Y. Ne'eman vermuteten Algebra der Regge-Reste (siehe S. 232, archiviert am 11. Juni 2020 in der Wayback Machine in Referenz ^{[ 13 ]} ).

Für Supraleiter sagte er 1982 einen trikritischen Punkt im Phasendiagramm zwischen Typ-I- und Typ-II-Supraleitern voraus, an dem sich die Reihenfolge des Übergangs von zweiter zu erster Ordnung ändert. ^{[ 14 ]} Die Vorhersagen wurden 2002 durch Monte-Carlo -Computersimulationen bestätigt . ^{[ 15 ]}

Die Theorie basiert auf einer Feldtheorie der Unordnung, die dual zur Feldtheorie der Ordnung von L.D. Landau für Phasenübergänge ist und die Kleinert in seinen Büchern über Eichfelder in der kondensierten Materie entwickelte . In dieser Theorie werden die statistischen Eigenschaften fluktuierender Wirbel- oder Defektlinien mithilfe von Feldern als elementare Anregungen beschrieben, deren Feynman-Diagramme die Linien darstellen.

Auf der Sommerschule 1978 in Erice schlug er die Existenz einer gebrochenen Supersymmetrie in Atomkernen vor ^{[ 16 ]} , die seither experimentell beobachtet wurde. ^{[ 17 ]}

Seine Theorie der kollektiven Quantenfelder ^{[ 18 ]} und die Hadronisierung der Quarktheorien ^{[ 19 ]} sind Prototypen für zahlreiche Entwicklungen in der Theorie der kondensierten Materie , der Kernphysik und der Elementarteilchenphysik .

Zusammen mit K. Maki schlug er 1981 eine mögliche ikosaedrische Phase von Quasikristallen vor und klärte diese auf . ^{[ 20 ]} Diese Struktur wurde drei Jahre später von Dan Shechtman in Aluminium-Übergangsmetalllegierungen entdeckt , wofür er 2011 den Nobelpreis erhielt.

Im Jahr 2006 erwog er die Existenz eines neuartigen Riemannschen Teilchens. Der experimentelle Nachweis steht noch aus.

Siehe historische Anmerkungen .

1986 führte er ^{[ 21 ]} die Steifigkeit in die Stringtheorie ein , die zuvor nur durch die Spannung charakterisiert worden war. Dies verbesserte die Beschreibung der physikalischen Eigenschaften von Strings erheblich. Der russische Physiker A. Polyakov schlug gleichzeitig eine ähnliche Erweiterung vor, weshalb das Modell heute als Polyakov-Kleinert-Stringtheorie bekannt ist.

Zusammen mit A. Chervyakov entwickelte Kleinert eine Erweiterung der Distributionentheorie von linearen Räumen auf Halbgruppen , indem er deren Produkte eindeutig definierte (in der mathematischen Theorie sind nur Linearkombinationen definiert). Die Erweiterung ist durch die physikalische Forderung motiviert, dass die entsprechenden Pfadintegrale invariant unter Koordinatentransformationen sein müssen ^{[ 22 ]} , was für die Äquivalenz der Pfadintegralformulierung mit der Schrödinger-Theorie notwendig ist .

Als Alternative zur Stringtheorie nutzte Kleinert die vollständige Analogie zwischen nichteuklidischer Geometrie und der Geometrie von Kristallen mit Defekten , um ein Modell des Universums zu entwickeln, das er Weltkristall oder Planck-Kleinert-Kristall nannte . In diesem Modell erzeugt Materie Defekte in der Raumzeit, die zu einer Krümmung führen. Diese Krümmung reproduziert alle Effekte der allgemeinen Relativitätstheorie , führt aber auf der Skala der Planck-Länge zu einer anderen Physik als die der Stringtheorie . Diese Theorie inspirierte die italienische Künstlerin Laura Pesce zu ihren Glasskulpturen mit dem Titel „Weltkristall“ (siehe auch unten links auf dieser Seite ).

Kleinert ist ein leitendes Mitglied der Fakultät des International Relativistic Astrophysics PhD (IRAP) Projekts (archiviert am 6. Juli 2007 im Wayback Machine Project), das Teil des internationalen Netzwerks für Astrophysik ( ICRANet ) ist. Er war außerdem am Projekt „Kosmologie im Labor“ der Europäischen Wissenschaftsstiftung beteiligt .

Kleinerts 60. Geburtstag wurde mit einer Festschrift und einem Festkolloquium mit 65 Beiträgen internationaler Kollegen (zum Beispiel Y. Ne'eman , R. Jackiw , H. Fritzsch , R. Ruffini , C. DeWitt , L. Kauffman , J. Devreese und K. Maki ) gewürdigt.

• Pfadintegral-Molekulardynamik
• Fortsetzung

• Eichfelder in kondensierter Materie , Band I, „Superflow und Wirbellinien“, S. 1–742, Band II, „Spannungen und Defekte“, S. 743–1456, World Scientific (Singapur, 1989) ; Taschenbuch- ISBN 9971-5-0210-0(auch online verfügbar: Band I archiviert am 27. Mai 2008 in der Wayback Machine und Band II archiviert am 27. Mai 2008 in der Wayback Machine )
• Kritische Eigenschaften von φ⁴ ^- Theorien , World Scientific (Singapur, 2001) ; Taschenbuch ISBN 981-02-4658-7(auch online verfügbar , archiviert am 16. Juli 2011 in der Wayback Machine ) (zusammen mit V. Schulte-Frohlinde)
• Path Integrals in Quantum Mechanics, Statistics, Polymer Physics, and Financial Markets, 5th edition, World Scientific (Singapore, 2009) (also available onlineArchived 1 January 2009 at the Wayback Machine)
• Multivalued Fields in Condensed Matter, Electrodynamics, and Gravitation, World Scientific (Singapore, 2008) (also available onlineArchived 18 March 2009 at the Wayback Machine)
• Proceedings of the Eleventh Marcel Grossmann Meeting on General Relativity, World Scientific (Singapore, 2008) (together with R.T. Jantzen)
• Particles and Quantum Fields, World Scientific (Singapore, 2016) (also available online)

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