Grigori Jefimowitsch Wolowik

Grigori Jefimowitsch Wolowik (russisch Григорий Ефимович Воловик; englische Transkription Grigori E. Volovik; * 7. September 1946 in Moskau) ist ein russischer theoretischer Physiker, der sich mit Festkörperphysik beschäftigt. Er ist bekannt für seine innovativen Vorschläge von Verbindungen der Astroteilchenphysik zur Festkörperphysik.

Leben

Wolowik machte 1970 seinen Diplomabschluss am Physikalisch-Technischen Institut in Moskau. Seit 1973 war er am Landau-Institut in Moskau, seit 1992 als Leitender Wissenschaftler. 1973 wurde er dort promoviert (Kandidatentitel) mit der Arbeit Dynamics of a particle strongly interacting with a Bose System und 1981 habilitiert (russischer Doktortitel) mit der Arbeit Topology of defects in condensed matter. 1993 wurde er Professor am Labor für Tieftemperatur-Physik der Technischen Universität Helsinki, war aber gleichzeitig noch am Landau-Institut.

1992 erhielt er den Landau-Preis der Russischen Akademie der Wissenschaften. 2004 erhielt er den Simon Memorial Award in Tieftemperaturphysik für seine grundlegende Forschung zur Rolle der Symmetrie in der Tieftemperaturphysik und Anwendungen in der Kosmologie, Quantengravitation, Quantenfeldtheorie und Teilchenphysik (Laudatio). 2003 bis 2006 leitete er das Programm der Europäischen Wissenschaftsstiftung Cosmology in the Laboratory. Volovik ist Autor mehrerer Bücher und von über 340 wissenschaftlichen Zeitschriftenveröffentlichungen.

2001 wurde er Mitglied der Finnischen Akademie der Wissenschaften und 2007 der Leopoldina. Für 2014 wurde ihm der Lars-Onsager-Preis zugesprochen.

Werk

Wolowik beschäftigt sich mit Quantenflüssigkeiten bei tiefen Temperaturen wie flüssigem Helium (Supraflüssigkeiten), unkonventioneller Supraleitung (zum Beispiel in Systemen schwerer Fermionen), der Physik von Gläsern und Flüssigkristallen, Quanten-Turbulenz, intrinsischem Quanten-Hall-Effekt, kohärenten Zuständen in der Larmor-Präzession. Insbesondere aber schlug er neuartige Experimente vor, in der Festkörperphysik Phänomene in Analogie zu Phänomenen der Quantenfeldtheorie und Astrophysik zu untersuchen (wie Physik am Ereignishorizont Schwarzer Löcher, Dunkle Energie und kosmologische Konstante, topologische Defekte für die Strukturbildung im frühen Universum). In der Quantenfeldtheorie ist für ihn insbesondere flüssiges Helium-3 ein gutes Modell des Vakuumzustandes in der Elementarteilchenphysik, mit Fermionen als elementaren Anregungen und Bosonen wie Photonen, Gravitonen, Gluonen als kollektiven Anregungen und grundlegenden physikalischen Symmetrie-Gesetzen wie Eich- und Lorentzinvarianz als bei genügend tiefen Temperaturen emergenten Gesetzen. Das drückt sich bei Helium-3 durch Verlust der Symmetrie bei hohen Energien (Gas) und Ausbildung (Emergenz) von Symmetrien wie Translationsinvarianz im supraflüssigen Zustand bei niedrigen Temperaturen aus. Er untersuchte Vielteilchenprobleme unter dem Aspekt der Klassifizierung ihrer Eigenschaften als topologische Defekte auch im Impulsraum. Er betrachtet zum Beispiel die Ausbildung einer Fermi-Fläche als topologischen Defekt im Impulsraum, einen quantisierten Wirbel, und hält ein anderes topologisches Verhalten im Impulsraum, die Ausbildung eines Fermi-Punktes in der A-Phase der He3-Quantenflüssigkeit für ein gutes Modell des Standardmodells in der Teilchenphysik.

Wolowik schlägt auch eine Lösung des Problems der kosmologischen Konstante aus Analoga zur Festkörperphysik vor, in der im Gegensatz zur Teilchenphysik und Quantengravitation das mikroskopische Modell genau bekannt ist.

Bei der Untersuchung von Teilchenphysik-Analoga und Phänomenen in Helium-3 arbeitet er mit dem Experimentator Juri Michailowitsch Bunkow zusammen.

Schriften

• The Universe in a Helium Droplet. Clarendon Press, Oxford 2003, 2009.
• Exotic properties of superfluid Helium 3. World Scientific 1992.
• mit Matt Visser und Mario Novello (Hrsg.): Artificial Black Holes. World Scientific, 2002 (darin von Volovik: Effective Gravity and quantum vacuum in superfluids)
• mit R. Huebener und N. Schopohl (Hrsg.): Vortices in unconventional superconductors and superfluids. Springer Verlag, 2002.
• mit M. Salomaa: Quantized vortices in superfluid He3. In: Reviews of Modern Physics. Band 59, 1987, S. 533–613.

Literatur

• (Memento vom 26. Februar 2016 im Internet Archive) (PDF) Zelenogorsk 2010
• Mitgliedseintrag von Grigory E. Volovik bei der Deutschen Akademie der Naturforscher Leopoldina, abgerufen am 10. August 2015.

Weblinks

• (Memento vom 30. September 2012 im Internet Archive)
• Seite am Landau-Institut mit Publikationsliste

Einzelnachweise

1. Russian physicist scoops low temperature award. In: physicsworld.com. 24. Juni 2004, abgerufen am 25. Juni 2022 (englisch). 
2. Solche Analoga in der Festkörperphysik schlug zuerst William Unruh 1981 vor
3. Seine Auffassung der Emergenz der Gravitation als kollektive Vakuumanregung steht in Russland in Tradition zu einer Theorie von Andrei Sacharow
4. Wobei sich dazwischen noch eine Phase mit globalen U(1) und zwei SO(3) Symmetrien ausbildet und bei noch tieferen Temperaturen in der A-Phase wieder zusätzliche Symmetrien, die nach Volovik Analoga zu den beobachteten Symmetrien (Lorentz- und Eichsymmetrien, allgemeine Kovarianz) des Standardmodells sind. Letzteres Phänomen nennt Volovik Anti-GUT
5. Zum Beispiel sein Emergent physics: on vacuum energy and cosmological constant. (PDF; 294 kB) Vortrag, 2005. Mit Klinkhamer veröffentlichte er 2010 Towards a solution of the cosmological constant problem. In: JETP Letters, Band 91, 2010, arxiv:0907.4887

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