Leonard Susskind

Leonard Susskind ( / ˈ s ʌ s k ɪ n d / ; * 16. Juni 1940) ^{[ 2 ] [ 3 ]} ist ein US-amerikanischer theoretischer Physiker, Professor für theoretische Physik an der Stanford University und Gründungsdirektor des Stanford Institute for Theoretical Physics . Seine Forschungsschwerpunkte sind Stringtheorie , Quantenfeldtheorie , Quantenstatistik und Quantenkosmologie . ^{[ 1 ]} Er ist Mitglied der US National Academy of Sciences [ ^{4 ]} und der American Academy of Arts and Sciences ^{[ 5 ]} , assoziiertes Mitglied der Fakultät ^des kanadischen Perimeter Institute for Theoretical Physics ^[ 6 ^{] und} Distinguished Professor des Korea Institute for Advanced Study . ^{[ 7 ]}

Susskind gilt weithin als einer der Väter der Stringtheorie. ^{[ 8 ]} Er lieferte 1995 als Erster eine präzise stringtheoretische Interpretation des holographischen Prinzips ^{[ 9 ]} und führte 2003 als Erster die Idee der Stringtheorie-Landschaft ein. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

Susskind wurde 1998 mit dem JJ-Sakurai-Preis ^{[ 12 ]} , 2018 mit der Oskar-Klein-Medaille [ ^{13 ]} und 2023 mit der Dirac-Medaille des International Centre for Theoretical Physics ausgezeichnet ^{. [ 14 ]}

Leonard Susskind wurde in einer Familie aus der South Bronx in New York City geboren. ^{[ 15 ]} Mit 16 Jahren begann er als Klempner zu arbeiten und übernahm den Betrieb seines erkrankten Vaters. ^{[ 15 ]} Später schrieb er sich am City College of New York für ein Ingenieurstudium ein und plante zunächst, Maschinenbau zu studieren. Er änderte jedoch seine Meinung und schloss sein Studium 1962 mit einem Bachelor of Science in Physik ab. ^{[ 5 ]} In einem Interview mit der Los Angeles Times erinnert sich Susskind an ein Gespräch mit seinem Vater, das seinen Berufsweg veränderte: „Als ich meinem Vater sagte, dass ich Physiker werden wollte, sagte er: ‚Auf keinen Fall, du wirst doch nicht in einer Apotheke arbeiten.‘ Ich sagte: ‚Nein, nicht als Apotheker.‘ Ich sagte: ‚Wie Einstein.‘“ Er stieß mir mit einem Stück Wasserleitungsrohr in die Brust. „Du wirst kein Ingenieur“, sagte er. „Du wirst Einstein. “ [ ^{15 ] Susskind} studierte anschließend an der Cornell University bei Peter A. Carruthers , wo er 1965 promovierte.

Susskind war zunächst Assistenzprofessor für Physik, dann außerordentlicher Professor an der Yeshiva University (1966–1970). Anschließend forschte er ein Jahr an der Universität Tel Aviv (1971–1972) und kehrte danach als Physikprofessor an die Yeshiva University zurück (1970–1979). Seit 1979 ist er Physikprofessor an der ^Stanford University [ ^{1 ]} und bekleidet seit 2000 die Felix-Bloch -Professur für Physik.

Susskind wurde 1998 mit dem JJ-Sakurai-Preis für seine „bahnbrechenden Beiträge zu hadronischen Stringmodellen, Gittereichtheorien , Quantenchromodynamik und dynamischer Symmetriebrechung“ ausgezeichnet. Susskinds Markenzeichen war laut Kollegen die Anwendung „brillanter Vorstellungskraft und Originalität auf die theoretische Untersuchung der Natur der Elementarteilchen und Kräfte, aus denen die physikalische Welt besteht“. ^{[ 12 ]}

Im Jahr 2007 wurde Susskind als assoziiertes Mitglied in die Fakultät des Perimeter Institute for Theoretical Physics in Waterloo, Ontario , Kanada, aufgenommen. Er wurde in die National Academy of Sciences und die American Academy of Arts and Sciences gewählt . Außerdem ist er Distinguished Professor am Korea Institute for Advanced Study . ^{[ 16 ]}

Susskind war neben Yoichiro Nambu und Holger Bech Nielsen einer von mindestens drei Physikern, die um 1970 unabhängig voneinander entdeckten, dass Gabriele Venezianos Dualresonanzmodell der starken Wechselwirkung durch ein quantenmechanisches Modell oszillierender Strings beschrieben werden kann ^{[ 17 ]} , und er war der Erste, der die Idee der Stringtheorie-Landschaft vorschlug . Susskind hat außerdem wichtige Beiträge in folgenden Bereichen der Physik geleistet:

• Die unabhängige Entdeckung des Stringtheorie-Modells der Teilchenphysik ^{[ 18 ]}
• Die Theorie des Quark- Confinements ^{[ 19 ]}
• Die Entwicklung der Hamiltonschen Gittereichtheorie , bekannt als Kogut-Susskind-Fermionen ^{[ 20 ]}
• Die Theorie der Skalierungsverletzungen in der tiefinelastischen Elektroproduktion
• Die Theorie der Symmetriebrechung, manchmal auch als „ Technicolor- Theorie“ bezeichnet ^{[ 21 ].}
• Die zweite, jedoch unabhängige Theorie der kosmologischen Baryogenese ^{[ 22 ]} ( die Arbeit von Andrei Sacharow war die erste, war aber in der westlichen Hemisphäre weitgehend unbekannt).
• Stringtheorie der Entropie schwarzer Löcher ^{[ 23 ]}
• Das Prinzip der Komplementarität Schwarzer Löcher ^{[ 24 ]}
• Die Hypothese des kausalen Patches
• Das holographische Prinzip ^{[ 25 ]}
• M-Theorie , einschließlich der Entwicklung des Banks–Fischler–Shenker–Susskind Matrix-String-Modells ^{[ 26 ].}
• Einführung holographischer Entropieschranken in der physikalischen Kosmologie
• Kühle Horizonte für verschränkte Schwarze Löcher
• Die Idee einer anthropischen Stringtheorielandschaft ^{[ 10 ]}
• Der Hut des Volkszählers
• Zuletzt wurden Ideen aus der Informations- und Berechnungstheorie, wie etwa die Vermutung Komplexität = Wirkung , auf die Physik und Thermodynamik von Schwarzen Löchern und holographische Theorien im Allgemeinen angewendet.

Susskind ist Autor mehrerer populärwissenschaftlicher Bücher.

„Die kosmische Landschaft: Stringtheorie und die Illusion des intelligenten Designs“ ist Susskinds erstes populärwissenschaftliches Buch, erschienen am 12. Dezember 2005 bei Little, Brown and Company. ^{[ 27 ]} Darin versucht Susskind, seine Idee der anthropischen Landschaft der Stringtheorie einem breiten Publikum zugänglich zu machen. Er beschreibt, wie die Landschaft der Stringtheorie eine nahezu unausweichliche Folge mehrerer Faktoren war, darunter Steven Weinbergs Vorhersage der kosmologischen Konstante im Jahr 1987. Die zentrale Frage lautet: Warum ist unser Universum so feinabgestimmt auf unsere Existenz? Susskind erklärt, dass Weinberg berechnete, dass unser Universum aufhören würde zu existieren, wenn die kosmologische Konstante nur geringfügig anders wäre.

„Der Krieg der Schwarzen Löcher: Mein Kampf mit Stephen Hawking um die Rettung der Welt für die Quantenmechanik“ ist Susskinds zweites populärwissenschaftliches Buch, erschienen am 7. Juli 2008 bei Little, Brown and Company. ^{[ 28 ]} Es ist sein bekanntestes Werk und erklärt darin, was seiner Meinung nach mit den Informationen und der Materie in einem Schwarzen Loch geschieht, wenn es verdampft. Auslöser des Buches war eine Debatte, die 1981 begann, als sich Physiker trafen, um einige der Geheimnisse der Funktionsweise von Teilchen bestimmter Elementverbindungen zu entschlüsseln. Stephen Hawking behauptete in dieser Diskussion, dass die Informationen in einem Schwarzen Loch mit dessen Verdampfung für immer verloren gehen. Leonard Susskind brauchte 28 Jahre, um seine Theorie zu formulieren, die Hawking widerlegen sollte. Er veröffentlichte sie schließlich in seinem Buch „ Der Krieg der Schwarzen Löcher“ . Wie schon „Die kosmische Landschaft“ richtet sich auch „ Der Krieg der Schwarzen Löcher“ an ein breites Publikum. Er schreibt: „Die eigentlichen Werkzeuge zum Verständnis des Quantenuniversums sind abstrakte Mathematik: unendlichdimensionale Hilberträume, Projektionsoperatoren, unitäre Matrizen und viele andere fortgeschrittene Prinzipien, deren Erlernen einige Jahre dauert. Aber mal sehen, wie wir uns auf nur wenigen Seiten schlagen.“

Susskind ist Mitautor einer Reihe von Begleitbüchern zu seiner Vorlesungsreihe „Das theoretische Minimum“ . Der erste Band, „ Das theoretische Minimum: Was Sie für den Einstieg in die Physik wissen müssen“ ^{[ 29 ]} , erschien 2013 und stellt die modernen Formulierungen der klassischen Mechanik vor. Der zweite Band, ^„ Quantenmechanik: Das theoretische Minimum “ [ ^{30 ],} wurde im Februar 2014 veröffentlicht. Das dritte Buch, „Spezielle Relativitätstheorie und klassische Feldtheorie: Das theoretische Minimum“ (26. September 2017) ^{[ 31 ]} , führt die Leser in Einsteins spezielle Relativitätstheorie und Maxwells klassische Feldtheorie ein. Der vierte Band der Reihe, „ Allgemeine Relativitätstheorie: Das theoretische Minimum“, erschien im Januar 2023 ^{[ 32 ].}

Susskind unterrichtet an der Stanford Continuing Studies eine Reihe von Kursen zur modernen Physik mit dem Titel „ Das theoretische Minimum“ . Der Titel der Reihe ist eine klare Anspielung auf Landaus berühmte umfassende Prüfung, das sogenannte „Theoretische Minimum“, die Studierende vor der Zulassung zu seiner Schule bestehen mussten. Die Vorlesungen zum „Theoretischen Minimum “ bildeten später die Grundlage für die gleichnamigen Bücher. ^{[ 33 ]} Ziel der Kurse ist es, die grundlegenden, aber strengen theoretischen Kenntnisse zu vermitteln, die für das Studium bestimmter Bereiche der Physik erforderlich sind. Die Kursreihe umfasst klassische Mechanik , Relativitätstheorie , Quantenmechanik , statistische Mechanik und Kosmologie , einschließlich der Physik Schwarzer Löcher . ^{[ 34 ]}

Diese Kurse sind auf der Website „The Theoretical Minimum“ , auf iTunes und auf YouTube verfügbar . Sie richten sich an ein mathematisch gebildetes Publikum ^{[ 35 ]} sowie an Studierende der Physik/Mathematik. Susskind setzt Vorkenntnisse in Algebra und Analysis voraus. ^{[ 36 ]} Hausaufgaben und Lernen außerhalb der Vorlesungen sind ansonsten nicht erforderlich. Susskind erläutert den Großteil der verwendeten Mathematik, die die Grundlage der Vorlesungen bildet.

Susskind hielt vom 28. April bis 1. Mai 2014 im Rahmen der Cornell Messenger Lecture Series drei Vorträge zum Thema „ Die Entstehung des Universums und der Ursprung der physikalischen Gesetze “ . Die Vorträge sind auf der Website der Cornell University veröffentlicht. ^{[ 37 ]}

Die Smolin-Susskind-Debatte bezeichnet die Reihe intensiver Online-Beiträge zwischen Lee Smolin und Susskind im Jahr 2004. Im Mittelpunkt stand Smolins Argument, dass das „ anthropische Prinzip keine falsifizierbaren Vorhersagen ermöglicht und daher nicht Teil der Wissenschaft sein kann“ ^{[ 38 ]} . Sie begann am 26. Juli 2004 mit Smolins Veröffentlichung „Wissenschaftliche Alternativen zum anthropischen Prinzip“. Smolin bat Susskind per E-Mail um eine Stellungnahme. Da Susskind die Arbeit noch nicht gelesen hatte, bat er um eine Zusammenfassung seiner Argumente.

Smolin kam dieser Bitte nach, und am 28. Juli 2004 antwortete Susskind, dass Smolins Logik „zu absurden Schlussfolgerungen führen kann“. ^{[ 38 ]} Am nächsten Tag erwiderte Smolin: „Wenn sich ein Großteil unserer Kollegen mit einer Theorie wohlfühlt, die nicht widerlegt werden kann, dann könnte der Fortschritt der Wissenschaft ins Stocken geraten, was dazu führen könnte, dass falsche, aber nicht widerlegbare Theorien die Aufmerksamkeit in unserem Fachgebiet dominieren.“ Daraufhin veröffentlichte Susskind eine weitere Arbeit, in der er Smolins Theorie der „kosmischen natürlichen Selektion“ kommentierte. ^{[ 39 ]}

Die Debatte zwischen Smolin und Susskind endete schließlich damit, dass beide zustimmten, einen abschließenden Brief zu schreiben, der auf der Website edge.org veröffentlicht werden sollte, allerdings unter drei Bedingungen:

(1) Nicht mehr als ein Buchstabe pro Buchstabe.

(2) Keiner der beiden sieht den Brief des anderen im Voraus.

(3) Nachträgliche Änderungen sind nicht zulässig.

Er war zweimal verheiratet, das erste Mal im Jahr 1960 ^{[ 5 ]} , und hat vier Kinder. ^{[ 40 ]}

• Supersymmetrie
• Liste der theoretischen Physiker

• Chown, Marcus, „Unsere Welt könnte ein riesiges Hologramm sein“ , New Scientist , 15. Januar 2009, Ausgabe 2691: „Die Hologramme auf Kreditkarten und Banknoten sind in zweidimensionale Kunststofffolien eingraviert. Wenn Licht von ihnen reflektiert wird, entsteht der Eindruck eines dreidimensionalen Bildes. In den 1990er-Jahren vermuteten die Physiker Leonard Susskind und der Nobelpreisträger Gerard 't Hooft, dass dasselbe Prinzip für das gesamte Universum gelten könnte. Unsere Alltagserfahrung könnte demnach eine holografische Projektion physikalischer Prozesse sein, die auf einer entfernten, zweidimensionalen Oberfläche stattfinden.“

• Leonard Susskinds Fakultätsseite (Stanford University)
• Susskinds Blog: Physik für alle
• Die Webseite „The Theoretical Minimum“ mit allen kostenlosen Vorlesungen
• Radiointerview: Leonard Susskind spricht in der Radiosendung „The 7th Avenue Project“ über sein Leben als Physiker, die Stringtheorie und das holographische Prinzip.
• The Edge :
  • „ Interview mit Leonard Susskind. Archiviert am 27. Juni 2006 in der Wayback Machine .“
  • „ Smolin gegen Susskind: Das anthropische Prinzip “ Susskind und Lee Smolin debattieren über das anthropische Prinzip
• Radiointerview aus der Sendung „This Week in Science“ vom 14. März 2006
• „Der Vater der Stringtheorie sinniert über das Megaversum“: Podcast , archiviert am 14. Dezember 2014 in der Wayback Machine .
• Leonard Susskind bei IMDb
• Leonard Susskind: Mein Freund Richard Feynman auf YouTube – Ein TED-Talk
• Leonard Susskind: Vater der Stringtheorie auf YouTube