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亞歷山卓·普羅卡 (16 October 1897 – 13 December 1955) 是一個在法國工作的羅馬尼亞物理學家。他提出了核力介子理論、以及以他的名字命名的Template:Tsl (Proca 作用量 )

傳記

亞歷山卓·普羅卡出生於布加勒斯特，是一名土木工程師的兒子。他是Template:Tsl和布加勒斯特理工大學的傑出學生之一。因為對於理論物理學有著強烈的興趣,他前往巴黎第四大學學習科學，並且從瑪麗·居禮手中獲得理學學士。在那之後，他受聘於居里研究所擔任研究員/物理學家。

普羅卡於1931年成為法國公民。他在諾貝爾獎得主路易·德布羅意的指導下進行理論物理學的博士研究。1933年，他以論文"On the relativistic theory of Dirac's electron"在讓·佩蘭主持的考試委員會面前發表並獲得博士學位 。

1939年，普羅卡受邀參加 索爾維會議，但是由於第二次世界大戰而未能舉辦。戰爭期間，他曾短暫地擔任法國廣播電台的高級工程師。1943年，他在葡萄牙短暫停留，接替吉多·貝克指導了由Template:Tsl在波爾圖大學數學研究中心所組織的理論物理研討會。從1943年到1945年，他在英國因應皇家學會和英國海軍部的邀請去協助戰爭。在那之後，他回到巴黎主持一場基本粒子物理學研討會。他曾經嘗試取得巴黎大學或法蘭西公學院的席位，但是都以失敗告終。1950年起，他與Template:Tsl憶起為法國國家科學研究中心組織一場物理學研討會，並且於1951年，普羅卡擔任國際純粹與應用物理學聯合會的法國代表。

1937年，普羅卡獲選為Template:Tsl。在1955年死於喉癌。1990年，他獲得 Template:Tsl的榮譽學士。

科學成就

1929年，普羅卡成為具影響力的物理雜誌 Template:Tsl的編輯。然後，1934年，他與埃爾溫·薛定諤在柏林一起度過整整一年， 並拜訪了在哥本哈根的諾貝爾獎得主尼爾斯·玻爾，在那裏他也遇到維爾納·海森堡和喬治·伽莫夫。

普羅卡被認為是上世紀最有影響力的理論物理學家之一 。1936年，他提出了合力向量介子理論，比湯川秀樹更早，而湯川秀樹也採用了普羅卡方程式為了解釋向量的介子場做為一個起點。隨後，湯川以π介子場解釋核力並正確預測π介子的存在而獲得了諾貝爾獎，湯川發現的這個物質也被湯川命名為「介子」。π介子作為最輕的 介子扮演了至關重要的角色在於解釋在較低能量範圍內的強相互作用的特性。不像是普羅卡方程中大量的自旋波色子，湯川預測π介子是僅與標量場有關的自旋-0 波色子。然而也存在自旋-1介子，如同普羅卡方程式考慮的那些。普羅卡在1936年到1941年考慮的自旋-1向量介子具有奇宇稱性，它們涉及電子弱交互作用，並且在1960後才能在高能量實驗中被觀測。然而湯川理論預測的介子在1937年被卡爾·戴维·安德森實驗性的觀測到，質量100 MeV 非常接近湯川於1935年發布的π介子理論；後一種理論認為只有標量場可以做為核力造成的原因，例如那些在π介子場中可預期的核力。

更高質量的範圍中，向量介子結構還包含了粲夸克和底夸克。重介子的光譜透過輻射過程與向量介子連結，因此在介子光譜扮演重要的角色。輕的夸克向量介子幾乎以量子態出現。

普羅卡方程式是歐拉-拉格朗日方程類型的運動方程，可以透過他導出洛倫茨規範場的條件: ${\partial }_{\mu }{A}^{\mu }=0$

本質上，普羅卡方程式是:

$◻A^{\nu }-{\partial }^{\nu }({\partial }_{\mu }{A}^{\mu })+m^2{A}^{\nu }=j^{\nu }$ 而:

$◻=\left(\frac{1}{c^2}\frac{{\partial }^2}{\partial t^2}\right)-{\mathrm{\nabla }}^2$。

在這邊$A^{\mu }$是4維勢的，運算符 $◻$代表的是達朗貝爾算符，$j^{\nu }$是電流密度，nabla算子(∇)的平方是拉普拉斯算子Δ。由於這是一個相對性的方程，因此假設愛因斯坦求和約定重複索引。4維勢$A^{\nu }$是標量位勢 $\varphi$和3維勢所組成 A，從馬克士威方程組導出的:

$A^{\nu }=(\frac{\varphi }{c},𝐀)$

$𝐄=-\mathrm{\nabla }\varphi -\frac{\partial 𝐀}{\partial t}$

$𝐁=\mathrm{\nabla }\times 𝐀$

使用簡化的符號，它們將以以下的形式呈現:

${\partial }_{\mu }({\partial }^{\mu }{A}^{\nu }-{\partial }^{\nu }{A}^{\mu })+{\left(\frac{mc}{\hslash }\right)}^2{A}^{\nu }=0$

因此，普羅卡方程式描述的是一個質量為m的大質量自旋-1粒子的場，以一個以光速c在閔考斯基時空中傳遞的相關場；這種場的特徵是實向量 A導致的相對論性拉格朗日量 L。它們在形式上看起來可能很像 克莱因-戈爾登方程:

$\frac{1}{c^2}\frac{{\partial }^2}{\partial t^2}\psi -{\mathrm{\nabla }}^2\psi +\frac{m^2{c}^2}{{\hslash }^2}\psi =0$

但是後者是一個標量，而不是一個向量，是由相對論性的電子導出的方程，因此它只適用於自旋1/2的費米子。此外，克萊因-戈爾登方程的解相對論性的波函數，當以自然單位制表示的時候，它可以代表量子平面波:

$-\underset{t}{\overset{2}{\partial }}\psi +{\mathrm{\nabla }}^2\psi =m^2\psi$

這個標量方程式僅適用於遵守阿爾伯特·愛因斯坦的狹義相對論中Template:Tsl的費米子。湯川的直覺是根據這麼一個標量克萊因-戈爾登方程，諾貝爾獎得主沃爾夫岡·泡利在1941年寫道:「 ...湯川假設介子介子有自旋-1以解釋質子與中子間作用力的自旋依賴性。普羅卡給了這個情況的理論。」

也可以參閱

• 歐拉-拉格朗日方程 equations of motion
• Proca 作用量
• Template:Tsl
• 克莱因-戈爾登方程
• Template:Tsl
• 狹義相對論
• 核力
• 湯川耦合
• π介子
• 介子
• 夸克

參考文獻

• Template:Cite journal
• Template:Cite arXiv

外部連結

• Brief History of IFIN-HH: Precursors Hon. Acad. Alexandru Proca (1897–1955) and Acad. Prof. Dr. Template:Tsl (1896–1972).