На главную страницу

Работы Румера по общей теории относительности

В первой работе Ю.Б. Румера по теоретической физике рассматривалось некоторое обобщение общей теории относительности, где автор пытался придать динамический смысл известным в дифференциальной геометрии уравнениям Гаусса-Кодацци. Ю.Б. Румер всегда считал, что создание общей теории относительности является высочайшим достижениям человеческого интеллекта, и на протяжении всей жизни возвращался к этим работам.

- Uber eine Erweiterung der allgemeinen Reativitatstheorie. - Nachrichten von der Ges. der Wiss. Zu Gottingen. Math.-Phys. Klasse, 1929, № 2, s.92-99.
- Поле заряженной точечной массы. - ЖЭТФ,1952, т.22, №1, с.125.
- Инвариантная формулировка теории гравитационного волнового поля. ЖЭТФ,1962, т.42, №2, с.577-583.
- Полевая теория источников гравитационного поля. - ЖЭТФ,1973, т.64, №4, с.1119-1127. (Совместно с Б.Г. Конопельченко).
- Слабые волны кривизны в теории тяготения Эйнштейна. - Новосибирск, 1977, 19с. (Препринт / Ин-т ядерной физики, ИЯФ 77-31) (Совместно с В.Я.Крайновичем)

:: 1928-1932 гг ::

В классических работах Ю.Б. Румера с В. Гайтлером, с Г. Вейлем, и Э. Теллером о спектре и волновой функции бензола было показано, что в молекулах со сложными связями классические представления о валентности не работают, и описание необходимо включает в себя квантовую суперпозицию состояний. Ими был дан метод нахождения правильного исходного базиса валентных состояний сложных молекул, получивший позднее название теории резонанса структур. Пользуясь этим методом, Ю.Б. рассчитал спектр молекулы бензола и других кольцевых молекул. Теорема и диаграммы Румера получили всеобщее признание и излагаются в соответствующих учебниках.

- Quantenchemie mehratomiger Molekule. - Nachrichten von der Ges. der Wiss. Zu Gottingen. Math.-Phys. Klasse, 1930, № 3, s.277-284. (zusammen mit W.Heitler).
- Quantentheorie der chemischen Bindung fur mehratomige Molekule. - Z. Phys., 1931, Bd. 68, s.12-41(zusammen mit W.Heitler).
- Eine fur die Valenztheorie geeignete Basis der binaren Vektorinvarianten. Nachrichten von der Ges. der Wiss. Zu Gottingen. Math.-Phys. Klasse, 1932, № 5, s.498-504. (zusammen mit E.Teller, H.Well).
- Zur Theorie der Shinvalenz. Nachrichten von der Ges. der Wiss. Zu Gottingen. Math.-Phys. Klasse, 1932, № 4, s.337-341.

Кроме того в Геттингене Ю.Б. Румером сделаны работы:

- Form und Substanz. - Z. Phys., 1929, Bd. 58, s.273-279.
- Zur Wellentheorie des Lichtquuuants. - Z. Phys., 1930, Bd. 65, s.244-252.
- Ansatze zur Quantenelektrodynamik. - Z. Phys., 1931, Bd. 69, s.141-152. (zusammen mit M.Born).
- Der gegenwartige Stand der Diracschen Tyeorie des Elektrons. - Z. Phys., 1931, Bd. 32, №16, s.601-622.
- Uber die Nullpunksenergie des Hohlraums. - Z. Phys., 1931, Bd. 69, s.664-665.
- Zur allgemeinen Relativitatstheorie. Nachrichten von der Ges. der Wiss. Zu Gottingen. Math.-Phys. Klasse, 1931, № 2, s.148-156.
- General trannsformation in hilbertian space. - Nature, 1932, v.130, № 3295, p.967.

:: 1932-1938 гг ::

В работах Ю.Б. Румера и Л.Д. Ландау по теории ливней космических лучей получила математическое воплощение идея о ливне, как последовательности каскадов тормозного излучения и рождающихся электронно-позитронных пар. Были найдены и решены уравнения развития ливней и тем самым сняты ограничения применимости первоначальных теорий Баба-Гайтлера и Карсона-Оппенгеймера. Эти работы лежат в основе современных исследований широких атмосферных ливней и многих работ по физике детекторов частиц высоких энергий.

- Production of showers by heavy particles. - Nature, 1937, v.140, №3546, p.682. (with L.Landau).
- The cascade theory of electronic showers.- Proc. of the Royal soc. of London. Ser. A. Math. And Phys. sciences, 1938, v.A166, N 925. p.213-228.(with L. Landau).
- Каскадная теория электронных ливней. - В кн.: Л.Д.Ландау. Собрание трудов. - М., Наука,1969, т.1, с.302-316.(Совместно с Л.Д. Ландау).
- Образование ливней тяжелыми частицами. - В кн.: Л.Д.Ландау. Собрание трудов. - М., Наука, 1969, т.1, с.299-300.(Совместно с Л.Д. Ландау).

В теории твердого тела хорошо известна формула Ландау - Румера для поглощения высокочастотного звука в диэлектриках. Рассмотренные впервые Ландау и Румером процессы распада и слияния волн играют важную роль в физике волновых явлений. Эта работа заложила основы фононной кинетики. По её образцу далее строилась теория черенковского излучения фонона электроном и более сложных процессов.

- О поглощении звука в твердых телах. В кн.: Л.Д.Ландау. Собрание трудов. - М., Наука,1969, т.1, с.227-233.(Совместно с Л.Д. Ландау).
- Uber Schallabsorption in festen Korpern. - Physikalische Zeitschrift der Sowjetunion, 1937, Bd.11, №1, s.18-25 (L.Landau)

Другие работы Ю.Б. Румера, выполненные в Москве в 1932-1938гг:

- On the invariance in Hilbert-space. - Physikalische Zeitschrift der Sowjetunion,, 1932, Bd.2, № 3, s.281.
- Собственные функции атомов в пространстве импульсов. - ДАН СССР, 1933, т.1, № 3, с.102-103.
- Nichtkanonische Transformationen und das elektromagnetische Feld. - Z. Phys., 1933, Bd. 83, s.351-353.
- Волновая теория нейтрино. - ДАН СССР, 1934, т.4, № 1-2, с.21-22.
- Молекулярная теория химической связи. УФН, т.14, № 1, с.35-62.
- A contribution to Dirac's theory of permutation. - Acta physiocochim., 1934, v.1, № 1, h. 56-63 (with M.Markov).
- Eine Bemerkung uber. Den Valenzwechsel. - Acta physiocochim., 1934, v.1, № 1, h. 53-55 (with J.Syrkin).

:: 1938-1948 гг ::

В 1939 г. в моторном КБ в Тушино совместно с Б.С. Стечкиным Ю.Б. решил задачу об антивибраторе изгибных колебаний и задачу о вынужденных колебаниях разветвленных систем коленчатых валов, возникшую в процессе проектирования А.Д. Чаромским авиационного дизеля. При их решении Ю.Б. использовал методы аналитической механики и операционный метод решения уравнений. Б.С. Стечкин, ученик Н.Е. Жуковского, привыкший в подобных случаях расписывать громоздкие системы уравнений для сил и их моментов, был буквально очарован таким подходом, позволявшим решать задачи в новой, совершенно обшей форме. После своего освобождения Борис Сергеевич докладывал вторую работу в Институте машиноведения АН, долгое время хранил её рукописный экземпляр, но, в конечном итоге, работа так и не была опубликована. Работа об антивибраторе, оформленная как технический отчет и помеченная номерными штампиками - факсимиле авторов, попросту утонула в бездонных архивах 4-го Спецотдела НКВД.

В ЦКБ-29 в Москве Ю.Б. провел теоретическое и экспериментальное изучение автоколебаний жесткого колеса при его качении (явления шимми). М.В. Келдыш, главный в нашей стране специалист по этим вопросам, в своей работе "Шимми переднего колеса трехколесного шасси" (Труды ЦАГИ, № 564, 1945г.) ссылается на результаты исследований Ю.Б. - впечатляющий пример научной добросовестности в условиях, когда даже упоминание имени "врага народа" было небезопасно.

Ю.Б. много работал с начальником теоретического отдела ЦКБ-29 академиком А.И. Некрасовым. Вместе они написали капитальный труд по аэродинамике, на основе которого в 1947 г. под фамилией только одного недавно освободившегося А.И. Некрасова была издана книга (Ю.Б. тогда ещё находился в заключении). В 1948 г Александр Иванович передал Румеру часть гонорара за эту книгу. Но и в посмертном издании трудов А.И. Некрасова (1962 г.), о соавторе "Теории крыла в нестационарном потоке" не упоминается.

:: 1948-1953 гг ::

В Таганроге Ю.Б. сделал работу по магнетизму электронного газа. Он предложил изящный и эффективный способ вычисления статистических сумм для квантовых бозе- и ферми идеальных газов во внешнем магнитном поле. Этот метод позволил исследовать поведение магнитной восприимчивости электронного газа при произвольных магнитных полях и температурах, а также сопротивления металлов в поперечном и продольном магнитном поле с учетом квантования движения электронов.

- К теории магнетизма электронного газа - ЖЭТФ, 1948, т.18, № 12, с.1081-1095;
- К термодинамике электронного газа - - ЖЭТФ, 1949, т.19, № 1, с.86-94;
- Периодическая зависимость магнитной восприимчивости от поля при низких температурах - ЖЭТФ, 1950, т.20, № 6, с.573;
- К термодинамике бозе-газа - ЖЭТФ, 1950, т.20, № 9, с.807-810.

Используя математические методы, разработанные при решении задачи о магнетизме электронного газа, Ю.Б. исследует электропроводность меаллов в магнитном поле.

- К теории электропроводности металлов в магнитном поле. - ЖЭТФ,1952, т.22,№2, с.214-222.

В 5-оптике Ю.Б. включил электромагнитное поле в схему общей теории относительности, расширив размерность пространства-времени до 5. Подобные идеи высказывались ранее Калуцой, Клейном и Фоком. Новой была идея о компактификации 5-ой координаты, отождествление её с действием, а периода - с постоянной Планка. При этом заряд автоматически квантуется, а калибровочная инвариантность получает смысл общего преобразования 5-ой координаты. В пятимерной формулировке задача классической релятивисткой механики о движении материальной точки в гравитационных и электромагнитных полях оказывается эквивалентной задаче геометрической оптики о распространении лучей света в пятимерном пространстве Римана координат, времени и действия, на мероопределение которого наложено условие цилиндричности. Поэтому новая теория получила название пятимерной оптики (5-оптики). Физическое содержание теории изложено в работах:

- Действие как координата пространства. (I - IX) - ЖЭТФ, 1949, т.19, № 1, с.86-94; ЖЭТФ, 1949, т.19, № 3, с.207-214; ЖЭТФ, 1949, т.19, № 10, с.868-875; ЖЭТФ, 1950, т.20, № 3, с.199-205; ЖЭТФ, 1951, т.21, № 12, с.1403-411; ЖЭТФ, 1952, т.22, № 6, с.742-754; ЖЭТФ, 1952, т.23, № 1, с.35-48; ЖЭТФ, 1953, т.24, № 1, с.33-46; ЖЭТФ, 1953, т.24, № 3, с.303-311.
- Физическое содержание 5-оптики. -ЖЭТФ, 1949, т.19, № 10, с.868-875.
- Оптико-механическая аналогия. - УМН,1953, т.8, № 6, с.55-69.
- Физический смысл пятимерного пространства в 5-оптике.-ЖЭТФ, 1953, т.24, № 3, с.312-318.
- Тензорный анализ и мероопределение Ламе. - ЖЭТФ, 1953, т.25, № 3, с.271-281.

В это же время Ю.Б.Румер публикует работы по гидродинамике, тематика которых определилась ещё в заключении, после обсуждений с С.П. Королевым. В частности, им было найдено точное решение уравнений Навье-Стокса для затопленной струи с конечным потоком импульса. Полученное решение является одной из классических реперных точек гидродинамики.

- Кольцеобразный турбулентный источник. - ДАН СССР, 1949, т.64,№ 4, с.463-466.
- Задача о затопленной струе. -ПММ, 1952, т.16, №2, с.255-256.
- Конвективная диффузия в затопленной струе. - ПММ, 1953, т.17, №6, с.743-744.

:: 1953-1966 гг ::

В 1956 году Ю.Б. Румер публикует монографию по 5-оптике Исследования по 5-оптике. М.,Гос. из-во технико-теоретической литературы, 1956., 152 с., и совместно с В.Л. Покровским работу "К вопросу о сохранении четности в теории элементарных частиц". (ЖЭТФ,1957, т.33, № 1(7), с.277-279)., в которой на основе 5-оптики предлагается естественная классификация явлений, в которых четность сохраняется или не сохраняется. Но в целом, Ю.Б. не удалось вывести из теории новых экспериментально проверяемых следствий. Многие видные физики сочли тогда, что 5-оптика - остроумная конструкция, допустимая как добротная теоретическая фантазия, но не имеющая отношения к реальности. Скептическое отношение физиков к 5-оптике проявилось и в том, что заложенные в ней идеи не получили в то время большого отклика в мировой литературе. Поэтому Ю.Б. Румер после выхода монографии взял за правило больше ничего по этому вопросу не публиковать. Но он это правило нарушил. Дело в том, что в его работе спин электрона оказался в три раза большим, чем следовало из опыта. Только в 1959 г. он обнаружил причину этого расхождения и публикует последнее, десятое сообщение "Действие как координата пространства" (ЖЭТФ,1959, т.37, № 2, с.578-580). Больше он данного зарока не нарушал.

Ныне компактификация "лишних" размерностей пространства стала общим местом в теории струн, а предложение вводить спиноры в схему ОТО с помощью свободно вращающихся реперов в каждой точке кривого пространства-времени, теперь формулируется на языке расслоённых пространств. Работы Ю.Б. по 5-оптике стали цитироваться в последние годы.

Ещё в период енисейской ссылки Ю.Б. стал разбираться в знаменитой работе Онсагера о дипольной решётке Изинга. Эта работу, опубликованную в 1944 г. из-за математической трудности мало кто мог понять. Ю.Б. не только разобрался в специальной алгебре, построенной Онсагером, но свёл её к алгебре спиноров в многомерном эвклидовом пространстве. Это позволило значительно упростить построение Онсагера. Та же идея была предложена Брурией Кауфман в США (1949). К сожалению, из-за занятости 5-оптикой Ю.Б. опубликовал эту прекрасную работу только в обзоре УФН 1954 г. Эта задача относится к числу любимых Ю.Б., и позже он ещё несколько раз возвращается к ней.

- Термодинамика плоской дипольной решётки. - УФН, 1954, т.53, №2, с.245-284.
- Термодинамика плоской дипольной решетки Изинга-Онсагера (совместно с А.М. Дыхне) - УФН, 1961, т. 75, №1, с.101-115.
- Thermodynamik des ebenen Ising-Onsager-Dipolgitters (A.M. Dychne) -Fortschr.Phys., 1961, Bd.9, №10, s.509-525.
- Термодинамические средние для бескончной плоской решетки Изинга.ЖЭТФ, 1964, т.47, № 1, с.278-293.

В других работах по статистической физике Ю.Б. указал на существование модельных систем, которые нельзя нагреть до температуры выше некоторой предельной. К этому же кругу задач относится его работа о бозе-конденсации, где было показано, что характер перехода существенно меняется при наложении внешнего поля.

- Фазовые переходы второго рода у бозе-газа. - ДАН СССР, 1955, т.100, №5, с.887-888.
- Отрицательные и предельные температуры. - ЖЭТФ,1960, т.38,№6, с.1899-1902.

Совместно с В.Л. Покровским Ю.Б. Румер работает над обшими вопросами квантовой теории.

- Замечания к теореме Паули о связи спина со статистикой. -ЖЭТФ,1956, т.31, № 2(8), с.578-580.

:: 1966-до последних дней ::

- Систематика кодонов в генетическом коде (1965-1975 гг.) [подробно]
- ДАН СССР, 1965, т.162, №1, с.43-45. (Совместно с Н.Н. Ачасовым, В.Л. Черняком, Д.В. Ширковым).
- Оператор поляризации квантовых полей. ЖЭТФ, 1968, т.55, №4, с.1390-1392. (Совместно с А.И. Фетом)
- Мультипольная теория адронов. - Ядер.физ., 1969, т.9, №5, с.1077-1085. (Совместно с А.И. Фетом)
- Атом водорода и конформная группа. - ДАН СССР, 1970, т.191, №1, с.64-66.
- Алгебра О(2,1) и атом водорода. - Теор. и мат. Физ.,1970, т.5, №2, с.276-280.
- Группа spin (4) и таблица Менделеева. - Теор. и мат. Физ.,1971, т.9, №2, с.276-280. (Совместно с А.И. Фетом) [подробно]
- Некомпактная алгебра SO (2,1) и классификация потенциалов в уравнении Шредингера. - ДАН СССР, 1975, т.220, №1, с.58-60. (Совместно с Б.Г. Конопельченко).
- Атомы и адроны (Проблемы классификации). - УФН, 1979, т.129, №2, с.339-345. (Совместно с Б.Г. Конопельченко).

:: Учебники ::

- Введение в волновую механику. Ч. I, М.-Л., 1935.-148 с.
- Спинорный анализ. М.-Л., 1936.-104 с.
- Теория относительности. М.: Учпедгиз, 1960.-212 с. Совместно с М.С. Рывкиным.
- Что такое теория относительности. М.: Сов. Россия, 1959.-62 с. Совместно с Л.Д. Ландау. (книга неоднократно переиздавалась в СССР и за рубежом)
- Лекции до термодинамике и статистической физике: Спецкурс для студентов НГУ. Ч.1.-Новосибирск: Изд-во НГУ, I963.-61 c.
- Лекции по теории унитарной симметрии SU(3)-теория.:Для студентов НГУ.-Новосибирск: Изд-во НГУ,1966.-255 с. Совместно с А.И. Фетом.
- Лекции по термодинамике и статистической физике. Выпуск 1. Термодинамика.: Изд-во НГУ, 1967.-118 с. Совместно с М.С. Рывкиным.
- Лекции по термодинамике и статистической физике. Выпуск 2. Статистическая физика и кинетика.: Изд-во НГУ, 1967.-262 с. Совместно с М.С. Рывкиным.
- Лекции по термодинамике, статистической физике и кинетике. В двух томах.-Новосибирск: Изд-во НГУ, 1967. Совместно с М.С. Рывкиным.
- Термодинамика, статистическая физика и кинетика.-М: Наука, 1972.-440 с. Совместно с М.С. Рывкиным.
- Квантовые поля и теория групп. Курс лекций.: Изд-во НГУ, 1973.-87 с.
- Термодинамика, статистическая физика и кинетика. 2 изд-е. -М: Наука, 1977.-552 с. Совместно с М.С. Рывкиным.
- Термодинамика, статистическая физика и кинетика. 3 изд-е. -Новосибирск: Изд-во Новосибирского университета, 2000.-608 с. Совместно с М.С. Рывкиным.

На главную страницу