Frank Anthony Wilczek (* 15. Mai 1951 in Queens, New York City) ist US-amerikanischer Physiker und Nobelpreisträger für Physik 2004.
Der Sohn einer italienischen Mutter und eines polnischen Vaters ging in seinem Geburtsort Queens zur Schule. 1970 machte er einen Bachelor of Science-Abschluss in Mathematik an der University of Chicago, 1972 den Master of Arts in Mathematik und 1974 den Doktor in Physik an der Princeton University. Von 1974 bis 1981 und von 1989 bis 2000 war er Professor an der Princeton University, unterbrochen von einer Forschungstätigkeit 1976/77 am Institute for Advanced Study ebenfalls in Princeton. Von 1980 bis 1988 war Wilczek Professor an der University of California, Santa Barbara und Mitglied am Kavli Institute for Theoretical Physics. Seit 2000 ist er Herman Feshbach-Professor für Physik am Massachusetts Institute of Technology.
1973, während seiner Zeit als Promotionsstudent in Princeton, entdeckte er zusammen mit David Gross die Asymptotische Freiheit, welche besagt, dass die Starke Wechselwirkung zwischen Quarks umso schwächer ist, je näher diese beieinander sind. Falls zwei Quarks extrem nah zusammen sind, ist die Wechselwirkung so schwach, dass sie sich fast wie freie Teilchen verhalten. Diese Theorie, die unabhängig auch von David Politzer entdeckt wurde, war ein wichtiger Schritt zur Entwicklung der Quantenchromodynamik.
1982 war er MacArthur Fellow. 1994 wurde Wilczek mit der Dirac-Medaille (ICTP) ausgezeichnet, 2003 mit dem Julius-Edgar-Lilienfeld-Prize der American Physical Society, und 2004 erhielt er gemeinsam mit David Gross und David Politzer den Nobelpreis für Physik für die Entdeckung der asymptotischen Freiheit in der Theorie der Starken Wechselwirkung. 2005 erhielt er den König-Faisal-Preis.
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