Gerald Brown

Person und wissenschaftlicher Schwerpunkt

Gerald Edward „Gerry“ Brown (* 22. Juli 1926 in Brookings, South Dakota; † 31. Mai 2013 in New York City) war ein US-amerikanischer theoretischer Physiker. Seine wichtigsten Arbeitsgebiete waren Kernphysik und nukleare Astrophysik. Seit 1968 lehrte er am Zentrum für Theoretische Kernphysik der State University of New York at Stony Brook.

Als theoretischer Physiker untersuchte Brown Eigenschaften und Wechselwirkungen von Teilchen und Atomkernen mit mathematischen und feldtheoretischen Modellen. In der Kernphysik galt er über Jahrzehnte als einer der führenden Theoretiker der Vielteilchentheorie. Diese beschreibt Systeme aus vielen miteinander wechselwirkenden Teilchen, etwa Nukleonen in einem Atomkern. In der nuklearen Astrophysik nutzte er Ergebnisse aus der Kernphysik, um Vorgänge in kompakten Sternen zu untersuchen.

Ausbildung und akademische Laufbahn

Brown erwarb 1946 einen Bachelor-Abschluss in Physik an der University of Wisconsin. An der Yale University folgten 1948 der Master und 1950 die Promotion zum Ph.D. 1957 erhielt er an der University of Birmingham in England den D.Sc.; dort arbeitete er bei Rudolf Peierls. Ab 1955 war er in Birmingham Dozent, 1959/60 Professor für theoretische Physik.

1958 wurde er Fellow der American Physical Society. Von 1960 bis 1985 war er Professor am Nordita in Kopenhagen. Parallel dazu war er von 1964 bis 1968 Professor in Princeton. Ab 1968 war er Professor in Stony Brook und seit 1988 Distinguished Professor of Physics. Zu seinen Doktoranden gehörte Ulf-G. Meißner.

Beiträge zu Atom-, Kern- und Astrophysik

Zu Beginn arbeitete Brown in der theoretischen Atomphysik. Gemeinsam mit Geoff Ravenhall befasste er sich 1951 mit der Selbst-Ionisation des Vakuums. Weitere Themen waren der Lambshift in schweren Atomen, die Elektron-Elektron-Wechselwirkung sowie die genaue Berechnung der Rayleigh-Streuung.

In der Kernphysik untersuchte Brown mit Mark Bolsteri die Dipol-Riesenresonanz. Dabei handelt es sich um eine kollektive Anregung im Atomkern. Mit Thomas T. S. Kuo arbeitete er über effektive Wechselwirkungen von Nukleonen, also Protonen und Neutronen, in Atomkernen. Zusammen mit Mannque Rho und Dan-Olof Riska entwickelte er chiral invariante Theorien des Atomkerns: Feldtheorien mit Pionen und weiteren Mesonen. 1979 führten Brown und Rho das Little-Bag-Modell von Hadronen ein; 1991 folgte die Brown-Rho-Skalierung.

Seit den 1970er Jahren wandte Brown, oft gemeinsam mit Hans Bethe, aus der Kernphysik gewonnene Zustandsgleichungen auf kompakte Sterne an. Zustandsgleichungen beschreiben hier Zusammenhänge zwischen Zustandsgrößen von Materie. Seine Themen umfassten Sternkollaps und Supernovae, Doppelsterne mit kompakten Sternen als Partnern, die Entwicklung Schwarzer Löcher und Gamma Ray Bursts. Ab Ende der 1970er Jahre arbeitete er außerdem über Bag-Modelle von Nukleonen, darunter das Chiral Bag.

Ehrungen und ausgewählte Schriften

Brown erhielt Ehrendoktorwürden der Universitäten Helsinki (1982), Birmingham (1990) und Kopenhagen (1998). Zu seinen weiteren Auszeichnungen und Mitgliedschaften zählen: Fellow der American Academy of Arts and Sciences (1975), Boris-Pregel-Preis der New York Academy of Sciences (1976), Mitgliedschaft in der National Academy of Sciences (1978), Tom-W.-Bonner-Preis für Kernphysik (1982), John Price Wetherill-Medaille (1992), Max-Planck-Medaille der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (1997), Hans-A.-Bethe-Preis (2001) und Wilbur Cross Medal der Yale University (2003).

Zu seinen wichtigen Büchern gehören Unified theory of nuclear models (1964; später Unified theory of nuclear models and forces, 1967 und 1971), Many body problems (1972) und The Nucleon Nucleon Interaction (mit Andrew D. Jackson, 1976). Veröffentlichungen mit Rho behandelten unter anderem The chiral bag (1988), Towards a basis in QCD for nuclear physics (1986) und Scaling effective Lagrangian in dense medium (1991). Mit Bethe veröffentlichte er Arbeiten zu Sternkollaps, verschmelzenden kompakten Doppelobjekten und zur Explosion von Supernovae.