Roman Wladimir Jackiw (nasceu em Lubliniec, em 8 de novembro de 1939 – faleceu em 14 de junho de 2023), eminente físico teórico e ganhador da Medalha Dirac, foi professor emérito do MIT e detentor da cátedra Jerrold Zacharias do Departamento de Física.

Ele foi membro da comunidade de física do MIT por 54 anos.

Líder no uso sofisticado da teoria quântica de campos para elucidar problemas físicos, seu trabalho influente sobre topologia e anomalias na teoria quântica de campos (TQC) está na base de muitos aspectos da física teórica atual. 

Iain Stewart , diretor do Centro de Física Teórica (CTP) do MIT e professor de Ciências Otto (1939) e Jane Morningstar, afirma que Jackiw “serviu de inspiração para o que se pode alcançar como físico teórico. Ele fez contribuições profundas para problemas físicos em uma ampla gama de áreas, incluindo física de partículas, física da matéria condensada e física gravitacional.”

“O professor Jackiw foi um pioneiro no campo da física matemática”, diz Nergis Mavalvala , professora titular da Cátedra Curtis e Kathleen Marble de Astrofísica e reitora da Escola de Ciências do MIT. “Seu uso criativo da teoria quântica de campos lançou luz sobre problemas físicos, incluindo seu trabalho sobre sólitons topológicos, teoria de campos em altas temperaturas, a existência de anomalias e o papel dessas anomalias na física de partículas.”  

Frank Wilczek , colega do CTP, professor titular da Cátedra Herman Feshbach (1917 – 2000) de Física e ganhador do Prêmio Nobel de Física de 2004, afirma: “Roman Jackiw tinha um talento excepcional para identificar ‘curiosidades’ que se transformaram em áreas férteis e vibrantes da pesquisa em física. Suas contribuições seminais para a teoria das anomalias, a interação da topologia com a teoria quântica e os números quânticos fracionários constituem um rico legado que se tornou fundamental tanto para a física fundamental quanto para a engenharia quântica moderna.”

“Ele foi uma figura importantíssima na física teórica”, disse Wilczek ao público em uma conferência da qual participou um dia após a morte de Jackiw. “Roman foi um pioneiro em todos esses assuntos e os impulsionou enormemente, antes que se tornassem tão populares.”

Ele é renomado por suas inúmeras contribuições e descobertas fundamentais nas teorias quânticas e clássicas de campos. Entre suas principais realizações está o estabelecimento da presença das famosas anomalias de Adler-Bell-Jackiw na teoria quântica de campos, uma descoberta com implicações de longo alcance para a estrutura do Modelo Padrão da física de partículas e para todas as tentativas de ir além dele.

Jackiw dividiu a Medalha Dirac com Stephen Adler, da Universidade de Princeton, por sua “célebre anomalia triangular, um dos exemplos mais profundos da relevância da teoria quântica de campos para o mundo real”, diz a justificativa do Centro Internacional de Física Teórica. “Jackiw deu uma importante contribuição às teorias de campos relevantes para a física da matéria condensada em sua descoberta (com Claudio Rebbi , da Universidade de Boston ) da carga e do spin fracionários nessas teorias.” Eles receberam a medalha em 1998 do Centro Internacional de Física Teórica, na Itália.

“O estilo de Roman era rigoroso e matematicamente sofisticado, mas não pedante”, diz Robert L. Jaffe , professor titular da Cátedra Otto (1939) e Jane Morningstar de Ciências. “Após seu trabalho pioneiro sobre a ‘anomalia triangular’, Roman se concentrou por muitos anos na aplicação de métodos topológicos na teoria quântica de campos. Embora Jackiw não tenha participado diretamente da criação do Modelo Padrão, que revolucionou a física no último terço do século XX, os métodos de análise que Roman inventou foram frequentemente essenciais para o seu desenvolvimento.”

Bolek Wyslouch, professor de física e diretor do Laboratório de Ciência Nuclear do MIT, descreve Jackiw como “uma figura imponente na física teórica — um dos líderes que fizeram do MIT e do Centro de Física Teórica os primeiros do mundo… Seu trabalho fundamental foi essencial para o estabelecimento do Modelo Padrão da física de partículas, uma das teorias de maior sucesso na física.”

Raízes ucranianas

Nascido Roman Volodymyr Yatskiv em Lubliniec, Polônia, em 1939, filho de uma família ucraniana, seu nome foi romanizado para Jackiw.  

“Permanecemos na Polônia até que ficou claro que os russos e os comunistas seriam a força dominante lá, e… meu pai não queria viver nessas condições”, recordou Jackiw em uma história oral publicada pelo Instituto Americano de Física. Eles foram morar perto dos outros filhos de seu pai, na Áustria, e eventualmente se mudaram para a Alemanha antes de se estabelecerem na cidade de Nova York quando Jackiw tinha cerca de 10 anos.

“Fiquei com o coração partido por ter que deixar a Alemanha”, disse Jackiw. “É uma cidade chamada Dingolfing, provavelmente conhecida hoje em dia pelos aficionados por carros porque a BMW começou em Dingolfing, ou tinha uma de suas fábricas originais lá.”

Em Nova York, ele foi educado por monges xaverianos no ensino fundamental e por irmãos cristãos no ensino médio. “Convenci-me de que queria ser físico depois de ler ‘Um, Dois, Três… Infinito’, de George Gamow”, recordou Jackiw. “Ele descreve pessoas fazendo coisas que me pareceram fascinantes e eu queria fazê-las. Foi, na verdade, um ato de fé, porque só consegui realizá-las na pós-graduação.”

Após se formar no Swarthmore College em 1961, onde se graduou em física com especializações em história da ciência e matemática, ele foi para a Universidade Cornell, onde trabalhou com os professores Hans Bethe e Kenneth Wilson e recebeu seu doutorado em 1966. Jackiw lembrou-se de trabalhar em uma tese que contrariava o conselho de Wilson.  

“Ele queria que eu usasse o grupo de renormalização para encontrar o comportamento de alta energia dos fatores de forma na eletrodinâmica. Acontece que o grupo de renormalização não controla isso, mas outras aproximações podem ser usadas para resolver esse problema, e eu o fiz. Minha tese foi publicada e ainda é citada.”

Ele queria trabalhar com Bethe, mas Bethe se dedicava à física nuclear, enquanto Jackiw estava mais interessado em física de partículas. No entanto, Bethe o convidou para coescrever um livro didático sobre mecânica quântica: “ Mecânica Quântica Intermediária ”. O livro, bastante popular e revisado mais recentemente em 2018, foi por muitos anos a introdução básica à aplicação da mecânica quântica à física atômica. 

De 1966 a 1969, foi pesquisador júnior na Universidade de Harvard. Em seu segundo ano, foi para o CERN, onde trabalhou com John Bell . “Discuti muito sobre álgebra de correntes com ele”, recordou Jackiw, “e então nos deparamos com o problema do decaimento do píon neutro em dois fótons, que era um enigma na época, e estudamos as propriedades da corrente vetorial axial e descobrimos a anomalia da corrente vetorial axial, e escrevemos um artigo , que é o meu artigo mais citado e também o artigo mais citado de John Bell na área de Física de Partículas , aliás.” 

Na época, a teoria parecia prever que o píon neutro não poderia decair em dois fótons, mas o decaimento havia sido observado em experimentos. Com a anomalia de Bell-Jackiw-Adler, esclarecida posteriormente por Stephen Adler, eles “conseguiram explicar teoricamente os decaimentos observados adicionando um termo ‘anômalo’ resultante das divergências da teoria quântica de campos”, de acordo com um artigo na Physics World . 

Em seu último ano em Harvard, Jackiw trabalhava com outros teóricos no MIT. Os professores de física Steven Weinberg e Sergio Fubini , juntamente com o chefe do departamento de física Victor Weisskopf (1908 – 2002), ajudaram a iniciar a longa carreira de Jackiw como professor no Instituto, que começou em 1969. Em seus primeiros anos no MIT, Jackiw e David Gross mostraram que o cancelamento de anomalias de calibre implicava uma conexão interessante entre os férmions no Modelo Padrão — em particular, que os férmions em duas classes, aqueles que interagem fortemente e aqueles que não interagem, devem aparecer o mesmo número de vezes. Ao longo dos anos, esse cancelamento continuou a sugerir a existência de novos férmions antes mesmo de serem observados.

Jackiw foi professor visitante na Universidade Rockefeller em 1977-78, na Universidade da Califórnia em Los Angeles e na Universidade da Califórnia em Santa Bárbara em 1980, e na Universidade Columbia em 1989-90. Tornou-se professor emérito em 2013.

Um tipo incomum de grandeza

Jackiw havia dito que tinha dois conjuntos de trabalhos. O primeiro consistia em “investigações matemáticas que se encaixam no critério de beleza de Dirac e têm aplicação física porque são belas, como o fenômeno da carga fracionária que mencionei anteriormente, e como o fenômeno da anomalia, como os termos de Chern-Simons que introduzi com a ajuda de [ Stanley Deser ] e alunos e que explorei posteriormente com So-Young Pi ”. Pi, atualmente professora emérita de física da Universidade de Boston, é uma física renomada que foi coautora de muitos dos artigos de Jackiw e é a viúva dele.  

“Mas, por outro lado, também realizei investigações metodológicas que não eram necessariamente originais, mas aplicavam esquemas existentes a um novo contexto. Como, por exemplo, descobrir como fazer teoria quântica de campos em temperatura finita e teoria quântica de campos relativística em temperatura finita, aproveitando o que se faz na física da matéria condensada e a abordagem da teoria quântica de campos não relativística para a física da matéria condensada em temperatura finita.”

Jackiw era conhecido por trabalhar em física matematicamente complexa sem ter uma aplicação específica em mente. “O que sempre gostei foi de fazer um trabalho que parece obscuro, mas interessante, e que décadas depois acaba se popularizando”, disse ele.

“Roman Jackiw foi um gigante da física teórica, mas de um tipo um tanto incomum”, recorda Daniel Harlow , professor associado de desenvolvimento de carreira em física no Centro de Física Teórica. “Ele raramente trabalhava na mesma coisa que os outros, e, na verdade, se algo em que ele estava trabalhando começava a ganhar popularidade, ele frequentemente se dedicava a outra coisa. E, no entanto, suas ideias tinham uma maneira de amadurecer: ele as deixava de lado, e então, uma ou duas décadas depois, todos percebiam que ele realmente tinha descoberto algo importante.” 

Por exemplo, Harlow certa vez lhe perguntou por que ele estava estudando a gravidade em duas dimensões do espaço-tempo. “Sua resposta foi: ‘Bem, todos os outros estavam pensando na gravidade em mais de quatro dimensões, então imaginei que veria o que aconteceria em menos de quatro.'”

“Seu trabalho sobre gravidade em baixa dimensão, iniciado na década de 1980, realmente decolou nos últimos cinco anos”, diz Harlow. “Sua influência será sentida aqui no MIT e em todo o mundo por gerações.”

David Kaiser , professor de física e titular da Cátedra Germeshausen de História da Ciência, afirma que, ao trabalhar com um candidato a doutorado do CTP, “parece que a cada dois dias descobrimos que Roman já havia publicado sobre este ou aquele aspecto do que estamos tentando desvendar, muitos anos atrás, com maior generalidade e elegância do que jamais almejamos. Ele e seu trabalho continuam sendo uma grande inspiração para nós.”

De fato, além do célebre trabalho de Jackiw sobre anomalias, outros exemplos importantes de suas contribuições incluem o fornecimento do primeiro exemplo de fracionamento de carga e spin com sólitons, a elucidação da estrutura periódica do vácuo das teorias de gauge não abelianas que formam o núcleo do Modelo Padrão da física de partículas, o lançamento do uso da teoria quântica de campos para o estudo rigoroso de sistemas em temperatura finita e a determinação da natureza dos termos de Chern-Simons para teorias de gauge e gravitacionais.

Essa ampla gama de pesquisas influenciou inúmeras outras pessoas. “Para se ter uma noção do impacto de Roman na física teórica e matemática, basta observar com que frequência as pessoas o mencionam nominalmente em seus artigos, com exemplos como ‘anomalias de Adler-Bell-Jackiw’, ‘gravidade de Jackiw-Teitelboim’, ‘quantização de Fadeev-Jackiw’, ‘ansatz de Jackiw-Nohl-Ressen’ e os modelos de ‘Jackiw-Rossi’, ‘Jackiw-Rebbi’ e ‘Jackiw-Pi'”, afirma Stewart.

Roman orientou mais de 30 alunos de doutorado , incluindo Estia Eichten (Cornell), Joseph Lykken (Fermilab) e Andrew Strominger (Harvard); ele foi “um mentor de muito sucesso para gerações de alunos de doutorado que formaram uma ‘escola’ de física teórica focada no uso de métodos matemáticos sofisticados para explorar o conteúdo físico das teorias quânticas de campos”, lembra Jaffe.

Outros prêmios e honrarias

De 1969 a 1971, Jackiw foi homenageado como Pesquisador Alfred P. Sloan e, de 1977 a 1978, como Bolsista Memorial John Simon Guggenheim. Em 1995, Jackiw recebeu o Prêmio Dannie Heineman de Física Matemática da Sociedade Americana de Física “por seu uso criativo da teoria quântica de campos para elucidar problemas físicos, incluindo seu trabalho sobre sólitons topológicos, teoria de campos em altas temperaturas, a existência de anomalias e o papel dessas anomalias na física de partículas”. Em 2007, ele recebeu o Prêmio Bonnor de Ensaio da Queen Mary University of London.

Ele foi membro da Academia Americana de Artes e Ciências, da Sociedade Americana de Física e da Academia Nacional de Ciências, além de membro estrangeiro da Academia Nacional de Ciências da Ucrânia. Recebeu também doutorados honoris causa da Universidade de Turim, Itália; da Universidade de Uppsala, Suécia; do Instituto Kyiv Bogolyubov, Ucrânia; e da Universidade de Montreal, Canadá.

O professor Jackiw escreveu outros seis livros: “Lectures on Current Algebra and its Applications” (com S. Treiman e D. Gross); “Dynamical Gauge Symmetry Breaking” (com E. Farhi) 1982; “Shelter Island II” (com N. Khuri, S. Weinberg e E. Witten) 1985; “Current Algebra and Anomalies” (com S. Treiman, B. Zumino e E. Witten) 1985; “Diverse Topics in Theoretical and Mathematical Physics”, 1995; e “Lectures on Fluid Dynamics”, 2002.

“Tenho imenso respeito pelo seu legado e pelas suas conquistas, e agradeço imensamente as portas que ele abriu para todos nós”, diz Stewart.

Roman Jackiw faleceu em 14 de junho, aos 83 anos.

Ele deixa esposa, So-Young Pi , e três filhos: Stefan Jackiw , violinista; Nicholas Jackiw , designer de software; e Simone Ahlborn, professora na Moses Brown School em Providence, Rhode Island. O funeral será reservado à família.

(Direitos autorais reservados: https://news.mit.edu/2023 – Instituto de Tecnologia de Massachusetts/ NOTÍCIAS/ por Sandi Miller | Departamento de Física – 20 de junho de 2023)