Doliu în lumea științei. A murit unul dintre fizicienii care au schimbat înțelegerea Universului

Fizicianul teoretician Jeffrey Goldstone, profesor emerit la Massachusetts Institute of Technology (MIT) și una dintre personalitățile marcante ale fizicii moderne, a murit pe 12 octombrie 2026, la vârsta de 93 de ani. Cercetătorul britanic a avut o carieră de aproape cinci decenii în cadrul universității americane, contribuind la dezvoltarea fizicii particulelor și a calculului cuantic. Numele său este asociat cu teorema Goldstone și cu bosonii Goldstone, concepte fundamentale pentru înțelegerea particulelor elementare.

Jeffrey Goldstone a murit la 93 de ani, după o carieră care a influențat mai multe domenii ale fizicii

Jeffrey Goldstone a fost unul dintre cercetătorii care au contribuit decisiv la dezvoltarea fizicii teoretice contemporane, prin lucrări privind teoria cuantică a câmpurilor, particulele elementare și algoritmii de optimizare cuantică. Profesor emerit al MIT, laureat al Medaliei Dirac și titular al catedrei Cecil and Ida Green din cadrul Departamentului de Fizică, acesta a făcut parte timp de 49 de ani din comunitatea academică a instituției.

Potrivit unui comunicat publicat de Massachusetts Institute of Technology, activitatea sa științifică a influențat domenii diferite, de la studiul materiei condensate până la teoria corzilor și informatica cuantică.

Tracy Slatyer, directoarea Centrului pentru Fizică Teoretică al MIT – Leinweber Institute (CTP-LI) și profesoară de fizică, a subliniat importanța contribuțiilor sale și rolul pe care l-a avut în dezvoltarea centrului.

„Jeffrey a fost un gigant al fizicii teoretice, care va rămâne mult timp în memoria comunității științifice și a cărui absență va fi profund resimțită. A contribuit enorm la dezvoltarea CTP-LI de-a lungul anilor și a fost o onoare să îl avem drept coleg”, a declarat Tracy Slatyer.

La rândul său, Frank Wilczek, laureat al Premiului Nobel pentru Fizică în 2004 și profesor emerit la MIT, l-a descris drept un cercetător excepțional, apreciat inclusiv pentru modestia sa.

„Goldstone a fost un fizician teoretician strălucit și un om fermecător, deși rezervat și remarcabil de modest. A adus contribuții fundamentale, recunoscute pe scară largă, în domenii diverse ale fizicii, de la materia condensată și calculul cuantic până la teoria corzilor. În întreaga sa activitate poate fi observat un stil consecvent: un talent matematic extraordinar, aplicat unor probleme fizice importante, concrete și formulate cu precizie”, a afirmat Frank Wilczek.

Descoperirile lui Jeffrey Goldstone au contribuit la dezvoltarea Modelului Standard al fizicii particulelor

Jeffrey Goldstone și-a început activitatea științifică în domeniul fizicii nucleare, unde a colaborat cu Hans Bethe la cercetarea materiei nucleare. În această etapă, a contribuit la dezvoltarea utilizării diagramelor Feynman pentru descrierea sistemelor nerelativiste alcătuite din numeroși fermioni.

Ulterior, cercetătorul s-a orientat către fizica particulelor elementare, concentrându-se asupra teoriilor relativiste ale câmpurilor și asupra fenomenului de rupere spontană a simetriei.

Pornind de la concepte inspirate din studiul supraconductivității, Goldstone a demonstrat că ruperea spontană a unei simetrii continue trebuie să fie însoțită de apariția unor particule fără masă și fără spin. Acestea au devenit cunoscute drept bosonii Goldstone sau bosonii Nambu-Goldstone, denumire care recunoaște și contribuțiile anterioare ale fizicianului Yoichiro Nambu.

Împreună cu Abdus Salam și Steven Weinberg, Goldstone a dezvoltat și generalizat această descoperire, formulând rezultatul cunoscut în prezent drept teorema Goldstone.

Cercetările sale au continuat în domeniul teoriei corzilor, unde, alături de Claudio Rebbi, Charles Thorn și Peter Goddard, a elaborat cuantificarea corzilor relativiste în coordonate de con luminos. Rezultatul a devenit unul dintre fundamentele matematice ale teoriei corzilor.

De asemenea, Goldstone a colaborat cu Roman Jackiw și Frank Wilczek la studierea solitonilor în teoria cuantică a câmpurilor.

Jeffrey Goldstone a predat la Cambridge și MIT și a condus Centrul pentru Fizică Teoretică

Jeffrey Goldstone s-a născut în 1933, la Manchester, în Anglia. În 1958, a obținut doctoratul la Trinity College, din cadrul Universității Cambridge, după care și-a continuat pregătirea postdoctorală la Cambridge, Universitatea Harvard, CERN și Universitatea din Copenhaga.

După ce și-a concentrat cercetările asupra teoriei particulelor, a devenit cadru universitar la Cambridge în 1962. În 1977, s-a transferat la Massachusetts Institute of Technology, unde a ocupat funcția de profesor de fizică și a desfășurat activități de cercetare în cadrul Laboratorului pentru Științe Nucleare.

În 1983, a fost numit profesor titular al catedrei Cecil and Ida Green de Fizică. În același an, a preluat conducerea Centrului pentru Fizică Teoretică, instituție pe care a coordonat-o până în 1989.

Frank Wilczek a explicat că numele cercetătorului va rămâne asociat cu descoperirile privind ruperea spontană a simetriei, care au creat premisele unor dezvoltări majore în fizică.

„Numele lui Goldstone va fi întotdeauna asociat cu ruperea spontană a simetriei, domeniu în care «teorema Goldstone» și «bosonii Goldstone» ocupă un loc central. Primele sale lucrări fundamentale, care au stabilit legătura dintre conceptul matematic și fenomenele fizice, au oferit baze solide pentru dezvoltarea unor teorii importante despre magnetism, fizica mezonilor și, în cele din urmă, Modelul Standard și cosmologia Universului timpuriu”, a explicat Wilczek.

Fizicianul a rememorat și colaborarea personală cu Goldstone, desfășurată în perioada primelor cercetări asupra sarcinii electrice fracționare.

„Ideile lui Jeffrey Goldstone sunt atât de profund integrate în fizică, încât este nevoie de un moment precum dispariția sa pentru a ne aminti cât de mult îi datorăm. Am avut plăcerea să lucrez cu Jeffrey în primele etape ale cercetărilor privind sarcina fracționară. Scurta lucrare pe care am scris-o împreună este una de care sunt deosebit de mândru. Ea conține germenii multor dezvoltări ulterioare. Îți mulțumesc, Jeffrey, pentru această amintire dragă”, a adăugat Wilczek.

Alan Guth a rememorat colaborarea cu Jeffrey Goldstone și cercetările privind inflația cosmică

Fizicianul Alan Guth, profesor la MIT și unul dintre cercetătorii asociați dezvoltării teoriei inflației cosmice, a vorbit despre relația profesională și personală pe care a avut-o cu Jeffrey Goldstone.

Acesta a amintit că Goldstone l-a sprijinit în perioada în care încerca să revină la MIT, după nouă ani de activitate postdoctorală în alte instituții.

„Jeffrey a fost un prieten și un coleg minunat și o personalitate uriașă a fizicii teoretice. Când încercam să îmi organizez întoarcerea la MIT, după ce petrecusem nouă ani ca cercetător postdoctoral în alte locuri, Jeffrey a fost persoana pe care am contactat-o pentru a încerca să fac acest lucru posibil. Când am aflat pentru prima dată, în 1981, că Andrei Linde descoperise cum poate funcționa inflația cosmică, în forma cunoscută drept «noua inflație», îmi amintesc că am intrat în biroul lui Jeffrey pentru a-i împărtăși entuziasmul meu. Am învățat foarte multe de la Jeffrey de-a lungul anilor și voi păstra mereu amintiri calde despre prietenia noastră”, a declarat Alan Guth.

David Kaiser, profesor de fizică la MIT și titular al catedrei Germeshausen pentru Istoria Științei, a evidențiat impactul lucrării publicate de Goldstone în 1961, intitulată Field theories with superconductor solutions.

„Jeffrey Goldstone a fost un fizician teoretician cu un talent și o influență rare. Articolul său de referință, «Field theories with superconductor solutions», publicat în 1961, a contribuit la începutul erei moderne a studiului ruperii simetriei în fizica energiilor înalte. Pornind de la descoperiri din domenii învecinate, precum fizica materiei condensate, Goldstone a demonstrat că, în orice model în care o simetrie continuă este ruptă spontan, apar particule cu masă zero și spin zero, cunoscute astăzi drept «bosonii Goldstone». Studiul său revoluționar și mai multe articole ulterioare influente au devenit esențiale pentru Modelul Standard al fizicii particulelor, având aplicații suplimentare în domenii foarte diferite, de la cosmologia Universului timpuriu până la undele de spin din materialele magnetice și vibrațiile cuantificate din fluidele excitate. Mai târziu în carieră, Goldstone și-a îndreptat atenția către știința informației cuantice, contribuind la construirea mai multor algoritmi noi pentru calculul cuantic”, a explicat David Kaiser.

Profesorii MIT au evocat modestia și umorul fizicianului britanic

Dincolo de realizările științifice, Jeffrey Goldstone era cunoscut în cercurile academice pentru discreția sa și pentru umorul subtil, apreciat de colegii apropiați.

David Kaiser a prezentat un episod din noiembrie 1976, când Goldstone i-a scris fizicianului Sidney Coleman, de la Harvard, pentru a refuza invitația la un atelier de fizică programat în perioada următoare.

„De obicei rezervat, Goldstone era apreciat de prietenii apropiați pentru umorul său sec. De exemplu, într-o scrisoare adresată fizicianului Sidney Coleman, de la Harvard, în noiembrie 1976, Goldstone a refuzat invitația acestuia de a participa la un viitor atelier de fizică. «Mă aștept să fiu într-o confuzie totală în ianuarie [1977] și vreau să îmi simplific viața», i-a răspuns Goldstone. «Patruzeci și trei de ani petrecuți în pântece» — inclusiv decenii la universitatea unde studiase, Cambridge — «m-au făcut incapabil să mă descurc cu detaliile obișnuite și banale ale supraviețuirii. Probabil că este bine că ies în lume, dar durerile nașterii sunt cumplite»”, a relatat Kaiser.

Profesorul a explicat că metafora folosită de Goldstone făcea referire la mutarea sa din Marea Britanie în Statele Unite, pentru a se alătura Departamentului de Fizică al MIT în 1977.

„Evenimentul nașterii la care se referea Goldstone era mutarea sa la MIT, pentru a se alătura corpului profesoral al Departamentului de Fizică în 1977. Din fericire, a avut curajul să facă această schimbare. Timp de aproape 50 de ani, Jeffrey Goldstone a îmbogățit Departamentul nostru de Fizică de la MIT și, în special, Centrul pentru Fizică Teoretică – Leinweber Institute, prin profunzimea ideilor sale și prin firea sa blândă”, a adăugat David Kaiser.

Jeffrey Goldstone a continuat cercetările în calculul cuantic timp de două decenii după pensionare

Jeffrey Goldstone nu și-a întrerupt activitatea științifică după retragerea din funcția de profesor. Timp de aproximativ două decenii, a continuat să participe la cercetări privind calculul cuantic și dezvoltarea unor algoritmi capabili să rezolve probleme complexe de optimizare.

Edward Farhi, profesor emerit de fizică la MIT și colaborator al lui Goldstone timp de peste 20 de ani, a apreciat contribuția acestuia la dezvoltarea domeniului încă din primele sale etape drept „foarte importantă”.

Farhi a amintit cercetările realizate împreună cu Goldstone și Samuel Gutmann, cărora li s-a alăturat profesorul de matematică Michael Sipser.

„FGG [Farhi, Goldstone și Samuel Gutmann] au colaborat cu Michael Sipser, profesor de matematică, și au demonstrat că există o problemă care nu poate fi accelerată cu ajutorul unui computer cuantic, și anume învățarea parității în modelul cu oracol. Aceasta a fost prima demonstrație a unei asemenea limitări, deși, în aceeași săptămână, un alt grup a demonstrat același lucru printr-o metodă diferită. În anul 2000, FGG, împreună cu Sipser, au introdus conceptul de calcul cuantic prin evoluție adiabatică. Este o abordare generală a optimizării, despre care s-a demonstrat ulterior că este universală, ceea ce înseamnă că orice calcul cuantic poate fi reprezentat sub formă de calcul cuantic adiabatic. În plus, compania D-Wave a fost înființată pentru a rula acest algoritm. D-Wave este precursoarea tuturor eforturilor de dezvoltare a hardware-ului supraconductor, precum cele realizate de Google și IBM. Ulterior, am demonstrat că, folosind teoria împrăștierii, un computer cuantic poate determina câștigătorul unui joc într-un timp demonstrabil mai scurt decât cel necesar celui mai bun algoritm clasic pentru această sarcină”, a explicat Edward Farhi.

O altă contribuție majoră a echipei a fost introducerea algoritmului Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA), destinat rezolvării problemelor de optimizare combinatorie.

„FGG au introdus algoritmul de optimizare cuantică aproximativă, Quantum Approximate Optimization Algorithm. A fost prima dată când un algoritm cuantic de optimizare cu utilizare generală a putut oferi garanții de performanță pentru cele mai nefavorabile cazuri ale problemelor de optimizare combinatorie. Până în prezent, aceste garanții nu depășesc performanțele celor mai buni algoritmi clasici, cu o singură excepție. Cu toate acestea, lucrarea are peste 6.000 de citări, ceea ce face din QAOA unul dintre cei mai studiați algoritmi cuantici”, a precizat Farhi.

În 2019, Goldstone, Farhi și Gutmann au colaborat cu Leo Zhou pentru a aplica algoritmul QAOA modelului Sherrington-Kirkpatrick, utilizat în fizica statistică.

„În 2019, FGG și Leo Zhou au aplicat QAOA modelului Sherrington-Kirkpatrick. Am arătat cum poate fi analizată performanța în limita unei dimensiuni infinite, la orice adâncime a algoritmului. Cercetările noastre și ale altor echipe au indicat că, pe măsură ce adâncimea crește și sunt utilizați parametri optimi, QAOA ar trebui să se apropie de celebra valoare Parisi. Recent, în cadrul publicării de către OpenAI a rezultatelor matematice, conjectura potrivit căreia QAOA ar atinge valoarea Parisi a fost demonstrată de inteligența artificială. Pun pariu că Jeffrey ar fi fost surprins și impresionat!”, a mai spus Edward Farhi.

Jeffrey Goldstone a primit Medalia Dirac și numeroase distincții academice

Activitatea lui Jeffrey Goldstone a fost recunoscută de unele dintre cele mai importante organizații științifice internaționale. Cercetătorul a fost membru al American Physical Society, al Royal Society și al American Academy of Arts and Sciences, precum și membru de onoare al Trinity College din Cambridge.

Printre distincțiile primite se numără Medalia Guthrie a Institute of Physics și Premiul Dannie Heineman pentru Fizică Matematică, acordat de American Physical Society.

În 1991, Goldstone a primit, împreună cu Stanley Mandelstam, Medalia Dirac a Centrului Internațional pentru Fizică Teoretică Abdus Salam. Distincția a recompensat „clarificarea sa fundamentală a fenomenului de încălcare spontană a simetriei în teoria relativistă a câmpurilor”.

Jeffrey Goldstone a lăsat în urmă un fiu, Andrew Goldstone, profesor asociat de limba și literatura engleză la Universitatea Rutgers, campusul New Brunswick, o noră, Anne Dewitt, profesoară asociată cliniciană la Gallatin School of Individualized Study din cadrul Universității New York, și o nepoată, Helen.

Familia cercetătorului intenționează să organizeze o ceremonie comemorativă în anul 2027.