Andrei Linde - Andrei Linde

Andrei Linde
Andrei Linde 2018.jpg
Ritratto di Linde nel 2018
Nato ( 1948-03-02 )2 marzo 1948 (73 anni)
Alma mater Università statale di Mosca
Conosciuto per Lavora sul meccanismo dell'inflazione cosmica
KKLT
Coniugi Renata Kallosh
Premi 2018   Gamow Premio
2014   Premio Kavli
2012   Fundamental Physics Prize
2004   Premio Gruber
2002   Medaglia Dirac
2002 Oskar Medaglia Klein
Carriera scientifica
Campi Fisica teorica
Cosmologia fisica
Istituzioni Istituto di fisica Lebedev
CERN
Stanford Universityford
Consulente di dottorato David Kirzhnits

Andrei Dmitriyevich Linde ( russo : Андре́й Дми́триевич Ли́нде ; nato il 2 marzo 1948) è un fisico teorico russo-americano e Harald Trap Friis professore di fisica presso la Stanford University .

Linde è uno dei principali autori della teoria dell'universo inflazionario , nonché della teoria dell'inflazione eterna e del multiverso inflazionario . Ha conseguito la laurea in scienze presso l'Università statale di Mosca . Nel 1975, Linde ottenne un dottorato di ricerca. dal Lebedev Physical Institute di Mosca . Ha lavorato al CERN (Organizzazione Europea per la Ricerca Nucleare) dal 1989 e si è trasferito negli Stati Uniti nel 1990, dove è diventato professore di fisica alla Stanford University . Tra i vari riconoscimenti ricevuti per il suo lavoro sull'inflazione , nel 2002 è stato insignito della Medaglia Dirac , insieme ad Alan Guth del MIT ea Paul Steinhardt della Princeton University . Nel 2004 ha ricevuto, insieme ad Alan Guth , il Premio Gruber in Cosmologia per lo sviluppo della cosmologia inflazionaria . Nel 2012 è stato vincitore , insieme ad Alan Guth , del Fundamental Physics Prize . Nel 2014 ha ricevuto il Premio Kavli in Astrofisica "per aver aperto la strada alla teoria dell'inflazione cosmica", insieme ad Alan Guth e Alexei Starobinsky . Nel 2018 ha ricevuto il Premio Gamow.

Transizioni di fase cosmologiche e vecchia inflazione

Dal 1972 al 1976, David Kirzhnits e Andrei Linde svilupparono una teoria delle transizioni di fase cosmologiche . Secondo questa teoria, non c'era molta differenza tra deboli , forti e interazioni elettromagnetiche nel universo molto presto . Queste interazioni sono diventate diverse l'una dall'altra solo gradualmente, dopo le transizioni di fase cosmologiche avvenute quando la temperatura nell'Universo in espansione è diventata sufficientemente piccola. Nel 1974, Linde scoprì che la densità di energia dei campi scalari che rompono la simmetria tra diverse interazioni può svolgere il ruolo della densità di energia del vuoto (la costante cosmologica ) nelle equazioni di Einstein . Tra il 1976 e il 1978, Linde dimostrò che il rilascio di questa energia durante le transizioni di fase cosmologiche può essere sufficiente per riscaldare l'universo.

Queste osservazioni divennero gli ingredienti principali della prima versione della teoria dell'universo inflazionario proposta da Alan Guth nel 1980. Questa teoria, ora chiamata la " Vecchia teoria dell'inflazione ", si basava sul presupposto che l'universo fosse inizialmente caldo. Ha poi sperimentato le transizioni di fase cosmologiche ed è stato temporaneamente bloccato in uno stato di vuoto metastabile superraffreddato (un falso vuoto ). L'universo poi si espanse in modo esponenziale  - "gonfiato" - fino a quando il falso vuoto decadde e l'universo divenne di nuovo caldo. Questa idea ha attirato molta attenzione perché potrebbe fornire una soluzione unica a molti problemi difficili della teoria standard del Big Bang . In particolare, potrebbe spiegare perché l'universo è così grande e così uniforme . Tuttavia, come Guth si rese subito conto, questo scenario non funzionò del tutto come previsto: il decadimento del falso vuoto avrebbe reso l'universo estremamente disomogeneo .

Nuova inflazione

Nel 1981, Linde sviluppò un'altra versione della teoria dell'inflazione che chiamò " Nuova inflazione ". Dimostrò che l'espansione esponenziale rapida dell'universo poteva avvenire non solo nel falso vuoto, ma anche durante una lenta transizione dal falso vuoto. Questa teoria ha risolto i problemi del modello originale proposto da Guth preservando la maggior parte delle sue caratteristiche attraenti. Pochi mesi dopo, uno scenario simile fu proposto da Andreas Albrecht e Paul Steinhardt che facevano riferimento all'articolo di Linde. Subito dopo ci si è resi conto che anche il nuovo scenario inflazionistico soffriva di alcuni problemi. La maggior parte di essi è nata a causa dell'assunzione standard che l'universo primordiale fosse inizialmente molto caldo e che l'inflazione si verificasse durante le transizioni di fase cosmologiche.

Inflazione caotica

Nel 1983, Linde abbandonò alcuni dei principi chiave della vecchia e della nuova inflazione e propose una teoria inflazionistica più generale, l'inflazione caotica . L'inflazione caotica si verifica in una classe di teorie molto più ampia, senza alcuna necessità di assumere l'equilibrio termico iniziale . I principi di base di questo scenario sono stati incorporati nella maggior parte delle versioni realistiche attualmente esistenti della teoria dell'inflazione. L'inflazione caotica ha cambiato il modo in cui pensiamo all'inizio dell'inflazione. In seguito Linde ha proposto anche una possibile modifica del modo in cui l'inflazione può finire, sviluppando lo scenario di inflazione ibrida . In quel modello, l'inflazione termina a causa dell'instabilità della "cascata".

Creazione della materia nell'universo

Secondo la teoria dell'inflazione, tutte le particelle elementari nell'universo sono emerse dopo la fine dell'inflazione, in un processo chiamato riscaldamento . La prima versione della teoria del riscaldamento, che è essenzialmente la teoria della creazione della materia nell'universo, è stata sviluppata nel 1982 da Alexander Dolgov e Linde, e anche da LF Abbott , Edward Farhi e Mark B. Wise . Nel 1994, questa teoria è stata rivista da LA Kofman , Linde e Alexei Starobinsky . Hanno dimostrato che il processo di creazione della materia dopo l'inflazione può essere molto più efficiente per effetto della risonanza parametrica .

Multiverso inflazionistico ed inflazione caotica eterna

Forse la previsione più ampia fatta da Linde era legata a quella che oggi viene chiamata la teoria del multiverso inflazionistico , o il panorama della teoria delle stringhe . Nel 1982-1983, Steinhardt, Linde e Alexander Vilenkin si resero conto che l'espansione esponenziale nel nuovo scenario di inflazione, una volta iniziata, continua senza fine in alcune parti dell'universo. Sulla base di questo scenario, Linde ha proposto un modello di universo inflazionistico autoriproducentesi composto da diverse parti. Queste parti sono esponenzialmente grandi e uniformi, a causa dell'inflazione. Pertanto, per tutti gli scopi pratici, ciascuna di queste parti sembra un mini-universo separato, o universo tascabile, indipendente da ciò che accade in altre parti dell'universo.

Gli abitanti di ciascuna di queste parti potrebbero pensare che l'universo sia ovunque lo stesso, e che le masse delle particelle elementari, così come le leggi delle loro interazioni, debbano essere le stesse in tutto il mondo. Tuttavia, nel contesto della cosmologia inflazionaria, diversi universi tascabili possono avere diverse leggi della fisica a bassa energia che operano in ciascuno di essi. Così il nostro mondo, invece di essere un singolo pallone in espansione a simmetria sferica, diventa un enorme frattale , un multiverso inflazionistico composto da molti universi tascabili differenti con proprietà differenti. Ciò ha fornito una semplice interpretazione scientifica del principio antropico cosmologico : il nostro mondo può essere costituito da parti diverse, ma possiamo vivere solo in quelle parti del multiverso che possono sostenere la vita come la conosciamo.

Queste idee non hanno attirato molta attenzione in quel momento, in parte perché il principio antropico era molto impopolare, in parte perché il nuovo scenario inflazionistico non funzionava del tutto ed è stato sostituito dallo scenario di inflazione caotica. Tuttavia, nel 1986 Linde scoprì che in molte versioni dello scenario dell'inflazione caotica, il processo di espansione esponenziale dell'universo continua per sempre anche in alcune parti dell'universo. Linde chiamò questo processo inflazione eterna . Le fluttuazioni quantistiche prodotte durante l'inflazione caotica eterna sono così grandi che possono facilmente spingere diverse parti dell'universo da uno stato di vuoto all'altro e persino modificare la dimensionalità effettiva dello spaziotempo . Ciò ha fornito una realizzazione molto potente della teoria del multiverso.

Linde e il suo collega di Stanford Vitaly Vanchurin hanno calcolato che il numero di tutti gli universi possibili è di circa 10^10^16 se non consideriamo il fatto che gli umani come osservatori sono limitati nella loro capacità di distinguere più universi. Se si tiene conto di questo, potrebbero esserci fino a 10^10^10^7 universi. Analizzando il meccanismo di inflazione lento che inizialmente ha generato le fluttuazioni quantistiche , gli scienziati hanno potuto stimare il numero di universi risultanti a 10^10^10^7.

Inflazione e teoria delle stringhe

Un progresso significativo in quest'area è stato ottenuto quando la teoria del multiverso inflazionistico è stata implementata nel contesto della teoria delle stringhe . Nel 2000, Raphael Bousso e Joseph Polchinski hanno proposto di utilizzare il regime dell'inflazione eterna e delle transizioni tra molti diversi vacua nella teoria delle stringhe per risolvere il problema della costante cosmologica . A quel tempo, non si conoscevano i vuoti stabili o metastabili della teoria delle stringhe. Un possibile meccanismo di stabilizzazione del vuoto della teoria delle stringhe è stato proposto nel 2003 da Shamit Kachru , Renata Kallosh , Linde e Sandip Trivedi , che hanno anche scoperto che tutti questi vuoti che descrivono l'universo in espansione sono metastabili, cioè devono eventualmente decadere (vedi meccanismo KKLT ). Quindi Michael R. Douglas e i suoi collaboratori hanno stimato che il numero totale di diversi vuoti filamentosi può essere grande come 10 500 , o anche di più, e Leonard Susskind ha sviluppato lo scenario del paesaggio della teoria delle stringhe basato sullo studio delle transizioni di fase cosmologiche tra diversi vuoti di teoria delle stringhe .

Una delle sfide principali di questa teoria è trovare la probabilità di vivere in ciascuna di queste diverse parti dell'universo. Tuttavia, una volta invocata la teoria delle stringhe, è estremamente difficile tornare all'immagine precedente di un singolo universo. Per farlo bisognerebbe provare che solo uno dei tanti vacua della teoria delle stringhe è effettivamente possibile, e proporre una soluzione alternativa ai tanti problemi che possono essere risolti utilizzando il principio cosmologico antropico nel contesto del teoria del multiverso inflazionistico.,

Linde continua il suo lavoro sulla teoria del multiverso inflazionistico. In particolare, Renata Kallosh e Andrei Linde, insieme ai loro collaboratori, hanno sviluppato una teoria degli attrattori cosmologici. Questa è un'ampia classe di versioni della cosmologia inflazionaria che fornisce uno dei migliori adattamenti agli ultimi dati osservativi.

Onori e riconoscimenti

Nel luglio 2012, Linde è stata la prima vincitrice del Fundamental Physics Prize , la creazione del fisico e imprenditore di Internet Yuri Milner . Nel 2014 è stato co-destinatario, con Alan Guth e Alexei Starobinsky , del Premio Kavli assegnato dall'Accademia norvegese delle scienze e delle lettere .

Linde è membro della National Academy of Sciences e dell'American Academy of Arts and Sciences .

Vita privata

Linde è sposata con Renata Kallosh . Hanno due figli.

Riferimenti

link esterno