N. David Mermin, właśc. Nathaniel David Mermin (ur. 30 marca 1935 w New Haven w stanie Connecticut) – amerykański fizyk ciała stałego, profesor emerytowany Uniwersytetu Cornella. Zajmował się przede wszystkim fizyką materii skondensowanej, fizyką statystyczną oraz podstawami mechaniki kwantowej. Do jego najbardziej znanych wyników należą twierdzenie Mermina-Wagnera (zwane też twierdzeniem Hohenberga-Mermina-Wagnera), relacja Mermina-Ho oraz funkcja dielektryczna Lindharda-Mermina, a w fizyce kwantowej – prace nad nieklasycznymi korelacjami i podstawami informatyki kwantowej.

Wspólnie z napisał Solid State Physics – szeroko używany akademicki podręcznik fizyki ciała stałego. Spopularyzował też zaczerpnięty z literatury termin jako nazwę osobliwości w nadciekłym . Był członkiem National Academy of Sciences, Amerykańskiej Akademii Sztuk i Nauk oraz Amerykańskiego Towarzystwa Filozoficznego, a wśród przyznanych mu wyróżnień są m.in. , , i .

Życiorys Mermin urodził się w 1935 w New Haven w stanie Connecticut. W 1956 uzyskał na Uniwersytecie Harvarda stopień licencjata z matematyki, kończąc studia z wyróżnieniem summa cum laude. Na tej samej uczelni zdobył w 1957 stopień magistra z fizyki, a w 1961 obronił doktorat z fizyki. W latach 1961–1963 odbył staż podoktorski na Uniwersytecie w Birmingham, a w latach 1963–1964 na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego.

W 1964 Mermin dołączył do kadry Uniwersytetu Cornella jako adiunkt, w 1967 został profesorem nadzwyczajnym, a w 1972 profesorem zwyczajnym. W latach 1984–1990 kierował uczelnianym Laboratorium Fizyki Atomowej i Ciała Stałego (LASSP). W 1990 objął katedrę Horace’a White’a, którą zajmował do 2006, gdy przeszedł na emeryturę jako profesor emerytowany.

Działalność naukowa We wczesnym okresie kariery Mermin zajmował się fizyką statystyczną i fizyką materii skondensowanej, w tym badaniem materii w niskich temperaturach, zachowaniem gazów elektronowych, klasyfikacją kwazikryształów oraz chemią kwantową. Później skupił się na informatyce kwantowej i podstawach mechaniki kwantowej.

Jego najbardziej znanym wynikiem jest twierdzenie Mermina-Wagnera, sformułowane i udowodnione wspólnie z , a niezależnie przez . Zgodnie z nim w układzie o oddziaływaniach krótkozasięgowych, w równowadze termodynamicznej i temperaturze różnej od zera, nie może dojść do spontanicznego złamania ciągłej symetrii w jednym lub dwóch wymiarach przestrzennych. Z prac Mermina nad ciekłym helem-3 wywodzi się relacja Mermina-Ho, wiążąca pole wektorowe parametru porządku z polem prędkości w nadciekłej fazie A, a w teorii ekranowania w metalach – funkcja dielektryczna Lindharda-Mermina, uogólniająca o efekty zderzeń. Mermin uogólnił także twierdzenie Hohenberga-Kohna na przypadek temperatury skończonej, co dało początek teorii funkcjonału gęstości w temperaturze różnej od zera. Wniósł również wkład w topologiczną teorię defektów w ośrodkach uporządkowanych oraz w krystalograficzną klasyfikację kryształów aperiodycznych.

Mermin jako pierwszy zauważył, że trójcząstkowy – maksymalnie splątany stan trzech cząstek – pozwala wykazać sprzeczność przewidywań mechaniki kwantowej z lokalnymi teoriami zmiennych ukrytych bez odwoływania się do nierówności Bella. Rozwijając wcześniejszą konstrukcję Ashera Peresa, przedstawił dowód określany jako „magiczny kwadrat” (Mermina–Peresa) – układ obserwabli, którego nie da się opisać żadnym przypisaniem wartości niezależnym od kontekstu pomiaru, co stanowi kolejny przykład niezgodności mechaniki kwantowej ze zmiennymi ukrytymi. Richard Feynman określił inną pracę Mermina z tej dziedziny jako „jedną z najpiękniejszych prac w fizyce”. We współpracy z Charlesem Bennettem i wniósł istotny wczesny wkład w kryptografię kwantową. Od 2012 propaguje interpretację mechaniki kwantowej znaną jako kwantowy bayesianizm, czyli QBism, traktującą funkcję falową jako opis wiedzy obserwatora, a nie obiektywnego stanu układu.

W 2003 czasopismo opublikowało bibliografię prac Mermina, obejmującą trzy książki, 125 artykułów naukowych, 18 artykułów dydaktycznych, 21 artykułów popularnych, 34 recenzje książek oraz 24 artykuły z cyklu „Reference Frame” z czasopisma Physics Today.

W 1970 Mermin został wybrany na członka () American Physical Society, a w 1991 na członka National Academy of Sciences. W 2015 został też wybrany na członka Amerykańskiego Towarzystwa Filozoficznego.

Terminologia i popularyzacja Zainspirowany komicznym poematem Lewisa Carrolla Wyprawa na żmirłacza Mermin wprowadził do słownictwa fizyki materii skondensowanej termin boojum – określenie osobliwości pola parametru porządku przy powierzchni nadciekłego helu-3.

W książce It’s About Time (2005), jednej z kilku jego prac popularyzujących szczególną teorię względności, zaproponował, by angielską jednostkę stopę (0,3048 metra) nieznacznie zmodyfikować do około 0,2998 m. Propozycję tę wykorzystywał jako dydaktyczny sposób powiązania jednostek długości i czasu w geometrii czasoprzestrzeni.

Mermin wskazywał, że to on ukuł wyrażenie „shut up and calculate!” („zamknij się i licz!”), później często błędnie przypisywane Richardowi Feynmanowi, by scharakteryzować podejście wielu fizyków do interpretacji mechaniki kwantowej.

Wybrane publikacje

Nagrody i wyróżnienia Otrzymał m.in.: (1966–1970) stypendium Fundacji Guggenheima (1970–1971) członek Amerykańskiej Akademii Sztuk i Nauk (1988) (1989, pierwszy laureat) członek National Academy of Sciences (1991) (1994) Russell Distinguished Teaching Award Uniwersytetu Cornella (1997) (2010) Outstanding Referee Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego (2011) członek Amerykańskiego Towarzystwa Filozoficznego (2015) (2017)

Przypisy

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne Profil w Laboratory of Atomic and Solid State Physics Strona domowa Mermina Profil w Google Scholar

Kategoria:Amerykańscy fizycy XX wieku Kategoria:Amerykańscy fizycy XXI wieku Kategoria:Fizycy ciała stałego Kategoria:Absolwenci Uniwersytetu Harvarda Kategoria:Nauczyciele akademiccy Cornell University Kategoria:Członkowie National Academy of Sciences Kategoria:Członkowie Amerykańskiej Akademii Sztuk i Nauk Kategoria:Ludzie urodzeni w New Haven Kategoria:Urodzeni w 1935