Richard Feynman
Caltech Yılları

Feynman, Caltech'te bulunduğu sürede büyük çalışmalar yaptı. Bazıları bunları içeriyordu;
Kuantum elektrodinamiği, Feynman'ın doğru hesaplamaları sayesinde Nobel Ödülü kazandığı teorisidir. Princeton'da henüz lisans öğrencisi iken başlattığı bu çalışmasına, Cornell'deyken de devam etmiştir. Bu teori iki farklı formülden oluşur. İlki "Path integral" formülü ikinci de Feynman diyagramlarıdır. İki formül de toplam geçmişler metodu içermektedir. Buna göre son durumu oluşturan pek çok olası geçmiş vardır ve bu sonuç o olası geçmişlere göre oluşur ve bu olasılıkların toplamı da finali verir. Caltech'te öğrencilerine pek çok yıl “path integration“ kuantum teorisini anlattı. Kuantum elektrodinamiklerinin ikinci formülü (Feynman diagramları) Nobel komitesine özellikle belirtildi. “Path integration” formülü ile mantıksal bağlantısı ilginç. “Path integral” formülünden kabul edilen matematiksel kuralları Feynman onaylamamıştı. Bazı özel durumlar daha sonraları başka insanlar tarafından ispatlandı. Ama gerçekliğe dönüp spin işin içine girince kanıtlar işe yaramamaya başladı. Freeman Dyson 1949'da, Feynman'ın kurallarına yenilerini eklediği bir makale yayınladı. Her yerdeki öğrenciler Feynman'ın bu güçlü ve yeni buluşunu öğrendi. Hatta bazı bilgisayar programları Feynman'ın diyagramları ile yazıldı. Feynman'ın diyagramları ile böyle şeyler yapmak mümkün çünkü düzgün bir gramer ve resmi bir dille oluşturulmuştur.
Süpersoğutulmuş sıvı helyumun, süperakışkanlığının fiziği, helyumun harika bir akışkanlık gösterdiği yerdir. Sovyet fizikçi Lev D. Landau’nun, süper akışkan teorisine, Feynman kuantum mekaniksel bir açıklama getirdi. Schrödinger’in eşitliği soruya uygulanınca süperakışkanların makroskopik boyutta görülecek kuantum mekaniksel davranışlar sergilediği gözlemlendi. Süper iletkenlik konusunda bu çözüm yardımcı olsa da Feynman’ı kandırmıştı. Daha sonraları, John Bardeen, Leon Neil Cooper ve John Robert Schrieffer tarafından önerilen süper iletkenlikle ilgili BCS teorisi ile çözüme ulaştırıldı.
Zayıf bozunmanın bir modeli, bozunmakta olan çiftlerin bozunumu vaktörel ve eksenel bir kombinasyon (zayıf bozunmanın bir örneği nötronun elektron ve protona ve anti- nörinoya bozulmasıdır).
Aynı zamanda Feynman diyagramları, bir muhasebe aleti geliştirdi. Bu alet, parçacıklar ve uzay zaman arasındaki etkileşimleri ve elektron ve onun anti parçacığı pozitron arasındaki etkileşimleri, konseptleştirmeye hesaplamaya yardımcı oluyordu. Feynman’ın ve ardından gelenlerin zamanı geriye çevirebilme düşüncesini ve diğer temel olaylara olan yaklaşımı bu makine destekledi. Feynman’ın bu diyagramlar için sahip olduğu zihinsel resim “katı küre“ yaklaşımıyla başladı ve etkileşimler çarpışmaların bir sonucu olabilirdi. Üstünden onlarca yıl geçene kadar fizikçiler Feynman'ın diyagramını yeterince detaylı incelemediler. Feynman'da kendi diyagramlarını kamyonetinin dış tarafına çizdi ve boyadı.
Uzay zamanda etkileşen az sayıda parçacığın diyagramlarından, Feynman bu parçacıkların spinleri ve temel kuvvetlerin birleşmesine göre modelleme yapabilirdi. Parton model denilen ve nükleonları da kapsayan güçlü etkileşimler hakkında açıklama yapmaya niyetlendi. Caltech'teki iş arkadaşı tarafından geliştirilen kuark modeli, parton modeli ile tamalanmış gibi olmuştu. Bu model arasındaki ilişkinin anlaşılması güçtü. 1960'ların ortasında fizikçiler kuarkların aslında var olmadığını sadece simetri sayıları olarak bulunduğunu düşündüler. Standfort liner hızlandırıcısı ile yapılan deneylerde Ernest Rutherford 1960'ların sonunda alfa parçacıklarının altın levhadan geçerken gösterdiği davranışları gözlemledi. Bu deneye göre çekirdek (proton ve nötron) ufak parçacıklar içeriyordu ve bu parçacıklar elektronların saçılmasına neden oluyordu. Bu parçacıklara kuark demek çok doğaldı ancak Feynman'ın parton modeli ek bir hipoteze gerek kalmaksızın deney datalarını açıklamaya niyetliydi. Örneğin data, mometum enerjisinin %45'inin elektriksel olarak nötr parçacıklarla nükleonda taşındığını gösteriyordu. Bu momentum enerjisini taşıyan parçacıklara şu anda gluon deniyor ve kuarklarla omega-minus problemini çözen üç değerli kuantum sayısına arasındaki kuvvetleri taşıyor. Feynman kuark modeline karşı gelmedi. Örneğin, 1977'de beşinci kuark keşfedilince, Feynman bu buluşun altıncı kuarkın da varlığı için bir kanıt olduğunu öğrencilerine anlatmıştır. Altıncı kuark, Feynman'ın ölümünden yaklaşık on yıl sonra keşfedildi.
Kuantum elektrodinamiği hakkındaki başarısından sonra Feynman kuantum kütleçekimine yönelmeye başladı. Foton ile olan benzerlikleri kullanarak, 1 spini vardır, 2 spinli kütlesiz alanın sonuçlarını gözlemledi ve Einstein'ın genel görelilikle ilgili alan teorisini biraz daha geliştirdi. Feynman'ın kütleçekimi için geliştirdiği aletin, hayaletler dediği diyagramının iç kısmında yer alan parçacıkları açıklarken spin ve istatistik arasında yanlış ilişki kurduğu ve bu nedenle Yang-Mills teorilerinin (örneğin QCD ve zayıf bozunum gibi) kuantum parçacıklarının davranışlarını açıklamada değersiz olduğu ispatlandı.
Feynman 1965'te Foreign Member of the Royal Sociect (ForMemRS)’ye seçildi. 1960'ların başları olan bu dönemde, Feynman kendini iki ana projeye vermiş durumdaydı. Aynı zamanda Caltech‘te lisans öğrencilerine ders veriyordu. Kendini bu göreve harcadığı üç yıldan sonra, “The Feynman Lectures of Physics“ denilen fizik derslerinden oluşan bir seri üretmiş oldu. Kitabın hemen başında bateriye dökülmüş bir pudranın havaya saçılışı gibi titreşimleri modelleyebileceği bir şeyler göstermek istiyordu. Rock&roll ve uyuşturucu ile olan bağlantıları nedeniyle bu fikirden vazgeçildi, yayınlıyıcılar Feynman'ın bateri çaldığı bir fotoğraf eklemeye karar verdiler ve arka planı kırmızıya çevirdiler. The Feynman Lectures on Physics iki fizikçiyi meşgul etti çünkü aynı zamanda onlar da yarı zamanlı yayıncılar olarak çalışıyorlardı. Bu iki fizikçi Robert B. Leighton ve Matthew Sands'tır. Her ne kadar kitaplar pek çok üniversitede ders kitabı olarak kullanılmasa da, fizik konusunda köklü bir anlayış sağlayabildiği için iyi satmaya devam etti. Derslerinin ve konuşmalarının çoğu başka kitaplara çevrildi. Bunlardan bazıları “he Chacter of Physical Law, QED: The Strange Theory of Light and Matter, Statistical Mechanics, Lectures on Gravitation ve the Feynman Lectures on Computation”dır.
Feynman'ın öğrencileri onun ilgisini çekmek için deli gibi yarışıyordu. Bir keresinde bir öğrencisinin sorusunu çözüp posta kutusuna koyduğunu gördüğünde yeni uyanmıştı. Öğrencisini çimenlikte gördüğünde öğrenci yavaş yavaş kaçıyordu. Feynman uyuyamadı ve öğrencisinin çözümünü okumaya başladı. Ertesi sabah kahvaltı yaparken başka bir başarılı öğrencisi geldi fakat Feynman ona geç kaldığını söyledi.
Halkı, fizik konusunda belli bir seviyeye getirmedeki başarısından, nano teknolojideki zorluklarla uğraşmasından dolayı Feynman'a $1000 hediye edildi. Feynman aynı zamanda kuantum bilgisayarlarının var olabilmesi algısına sahip ilk fizikçilerden biridir.
1974'te Feynman Caltech'te bir mezuniyet konuşması vermesi için çağrıldı. Lisans eğitimi alan öğrencileri "İlk prensibiniz kendinizi kandırmamak olsun, kanabilecek en kolay insan kendinizdir. Bu nedenle bu konuda çok dikkatli olmalısınız. Kendinizi kandırmadıktan sonra, diğer bilim insanlarını da kadırmamak kolaydır. Bu yoldan sonra sadece dürüst olsanız da yeter" demiştir.
1984-86 yıllarında "path integral" leri hesaplayabilmek için değişik bir yöntem geliştirdi. bu gelişirdiği güçlü yöntem aynı zamanda bazı açılımları yapmasında ve sonucunda da uydu deneylerinde ölçülmüş kritik üstlerle ilgili en doğru tahminlerde bulunabilmiştir.
1980'lerin sonunda "Richard Feynman and the Conection Machine"e göre, Feynman paralel bilgisayar geliştirme konusunda önemli bir role sahiptir. Ayrıca Stephan Wolfram ile Calthech'teyken beraber çalışmış ve pek çok sayısal girdi için çağdaş yenilikler bulmuştur. Connection Machine mühendisliğinde oğlu Carl da gelişimde rol oynamıştır. Oğlu yazılımlar üzerinde çalışırken o da bağlantıları kuruyordu.
Feynman'ın diyagramları şu anda M-teorisi ve Sicim Teorisi için temel oluşturur ve topolojik olarak genişletilmiştir. İnce zar ve sicim gibi karmaşık objeleri modelleyebilmek için, diyagramdaki yazı satırlarını tüpler haline getirdiler. Ölümünden kısa bir süre önce Feyman, sicim teorisi hakkında bir konuşmasında yorumda bulundu. "Hiçbir şey hesaplamıyorlar ve bundan hoşlanmıyorum." demiştir. "Fikirlerini kontrol etmiyorlar, bundan hoşlanmıyorum. Bir şey deneyle ters düşüyor ve buna hemen başka bir açıklama uyduruyorlar. Ardından bu durumda böyle, fakat hala doğru olabilir diyorlar." demiştir. Bu sözler Sicim Teorisi'ne muhalif olanlar tarafından sıkça kullanılır.