Hirschfelder, Joseph Oakland

Joseph Oakland Hirschfelder
Angličtina  Joseph Oakland Hirschfelder
Datum narození 27. května 1911( 1911-05-27 )
Místo narození Baltimore , Maryland , USA
Datum úmrtí 30. března 1990 (78 let)( 1990-03-30 )
Místo smrti
Země  USA
Vědecká sféra fyzikální chemie
Místo výkonu práce University of Wisconsin Madison
Alma mater Princeton University , University of Minnesota , Yale University
vědecký poradce Eugene Wigner , Henry Eyring
Ocenění a ceny Americká národní medaile za vědu Národní vědecká medaile (1975)

Joseph Oakland Hirschfelder ( eng.  Joseph Oakland Hirschfelder ; 27. května 1911 – 30. března 1990 ) byl americký chemik a fyzik, jeden z účastníků vytvoření atomové bomby, účastník projektu NASA Apollo [ 1] . Oblast jeho vědeckého zájmu je obrovská - od struktury kapalin a plynů [2] až po řešení problémů kvantové mechaniky [3] [4] .

Životopis

Dětství a raná kariéra

Joseph Oakland Hirschfelder se narodil 27. května 1911 v Baltimore , Maryland , Spojené státy americké Maye Rosalie (rozené Strauss) a Arthuru Douglasovi Hirschfelderovi. Jeho otec byl studentem medicíny na Johns Hopkins University a později získal profesuru farmakologie na University of Minnesota . Láska k vědě byla Josefovi vštěpována od dětství: v 5 letech měl vlastní domácí vědeckou laboratoř, od 15 let začal pomáhat otci ve vědecké práci [1] .

Od roku 1927 do roku 1929 studoval Joseph na University of Minnesota a od roku 1927 do roku 1931 studoval na Yale University . Poté pokračoval ve studiu na Princetonské univerzitě , protože zde bylo možné současně získat vědecký titul v chemii a fyzice. Joseph opravdu rád studoval na Princetonské univerzitě , právě zde se našel v oblasti teoretické chemie. Kromě toho se setkal s vynikajícími vědci, s nimiž později spolupracoval po celý život: s Eugenem Wignerem , Henrym Eyringem , Hughem Taylorem . Jeho první vědecké práce měly velmi rozmanitý předmět: jeho práce se týkaly hledání energie molekuly H 3 a molekulárního iontu H 3 [5] , separace rotačních souřadnic v Schrödingerově rovnici pro N částice [4] , dále rozvíjel teorie volného objemu kapaliny [6] a pod. Ve své práci v oboru kvantové mechaniky pokračoval na University of Wisconsin-Madison , kam odešel po promoci v roce 1937 . Velmi ho fascinovala myšlenka výpočtu mezimolekulárních interakcí a sil, tak či onak se k ní vracel až do konce života. Na University of Wisconsin začal Joseph svou učitelskou kariéru a v roce 1941 získal místo docenta na katedře chemie.

Vojenský vývoj

V roce 1942, v souvislosti s vypuknutím nepřátelských akcí, se Josephovy vědecké zájmy náhle přesunuly směrem k vojenskému rozvoji: studoval vlastnosti černého prachu, prováděl výzkum hydrodynamiky a spalovacích procesů uvnitř hlavně zbraní, raket, minometů, byl šéfem balistická skupina při Národním výzkumném výboru obrany USA ve Washingtonu. Od roku 1944 do roku 1945 Joseph pracoval v Los Alamos National Laboratory pod vedením Roberta Oppenheimera , kde byl členem Manhattanského projektu na vývoj jaderných zbraní. Zde se zabýval prací na dynamice jaderných výbuchů , rázových vln a předpovídání radioaktivního spadu. Joseph se však nepodílel pouze na vývoji atomové bomby, ale následně také dohlížel na testy atomové bomby v Inyokernu v Kalifornii . Výsledkem práce pro vojenský průmysl byla kniha „Význam atomových zbraní“ [7] vydaná v roce 1950, která shromáždila výsledky všech vědeckých výzkumů na toto téma.

Vybudování vlastní laboratoře

Po válce se Joseph rozhodl vytvořit vlastní vědeckou skupinu. V roce 1946 založil vlastní výzkumnou laboratoř na University of Wisconsin . Hirschfelder působil jako ředitel laboratoře, zabýval se vědeckým výzkumem, přednášel kvantovou a teoretickou mechaniku a také samostatně řešil všechny finanční otázky. Jeho tým se skládal z 10 postgraduálních studentů, několika lidí zapojených výhradně do experimentů a 5 matematiček, které důkladně kontrolovaly provedené výpočty. Joseph věnoval zvláštní pozornost přesnosti výsledků a věřil, že jeden hloupý špatný výpočet může zničit vědeckou kariéru.

Laboratoř pracovala v několika směrech současně: například výpočet stavových rovnic plynů a kapalin, transportní vlastnosti plynů [8] [9] , studium rychlosti plamene , vývoj teorií hoření a detonace [ 10] , ze kterého se následně vyvinula teorie singulárních poruch, výpočet mezimolekulárních sil [11] . Některé publikace té doby jsou zajímavé i v naší době.

V 60. letech zahájila NASA vývojové práce na přistání člověka na Měsíci. K realizaci projektu Apollo bylo potřeba více lidí , a tak Josephova laboratoř získala statut Ústavu teoretické chemie, kde se naplno rozběhl výzkum mezimolekulárních sil [12] [13] a chemické dynamiky [14] [15] . Po dokončení projektu přišly finance na laboratoř od soukromých společností.

Sám Hirschfelder věřil, že nejdůležitější byla jeho studia mezimolekulárních sil – zabýval se jimi 44 let, přičemž uplatňoval všechny své znalosti z kvantové chemie a viriálů.

Vyznamenání a ocenění

Za svůj kolosální přínos vědě byl Hirschfelder Joseph Oakland oceněn prestižními cenami [1] :

Člen společností a akademií:

Čestný doktorát:

V roce 1991 byla založena cena pojmenovaná po něm za příspěvky k teoretické chemii [19] .

Rodina

V roce 1953 se oženil s Elizabeth Stafford-Sokolnikovovou, profesorkou matematiky na University of Wisconsin-Madison . Podle jiných byli Betty a Joseph k sobě dokonalí: oba milovali vědu a cestování, oba byli neuvěřitelně energičtí lidé. Právě díky Bettyině družnosti měl Joseph obrovské množství přátel po celém světě; některé známosti se pak proměnily v úzkou vědeckou spolupráci [1] .

Osobní vlastnosti

J. O. Hirschfelder byl velmi pozitivní a energický člověk. Navzdory své vědecké váze požádal ostatní, aby mu říkali jednoduše Joe. Spolu s nabitým programem a grandiózní duševní prací si nezapomněl užívat života obvyklými způsoby - chodil na návštěvy, hrál tenis. Jeho výjimečnost spočívala v tom, že Joseph nevymezoval oblasti vědy, dělal vše, co ho zajímalo, a nařizoval tím ostatní [1] .

Z memoárů Josepha Oaklanda Hirschfeldera

Joseph měl velmi jasné a zajímavé dětství:

...Narodil jsem se v Baltimoru a vyrostl v Minneapolis. Když mi bylo 5 let, můj otec pro mě zřídil ve sklepě našeho domu chemickou laboratoř. Když mi bylo 10, vzal mě na setkání Americké chemické společnosti v Los Angeles. V 15 letech jsem začal pomáhat otci pozorovat distribuci koloidních částic pomocí Zsigmondyho ultramikroskopu, kde bylo mým úkolem zadat korekční faktor pro konvekční proudy vycházející z projíždějících aut na ulici.

Původní text  (anglicky)[ zobrazitskrýt] Narodil jsem se v Baltimoru a vyrostl v Minneapolis. Když mi bylo pět let, táta pro mě postavil ve sklepě našeho domu chemickou laboratoř. Když mi bylo deset, vzal mě na setkání Americké chemické společnosti v Los Angeles. A když mi bylo 15, pomáhal jsem tátovi určit rozložení koloidních částic v Zsigmundyho ultramikroskopu – můj příspěvek spočíval v navržení korekčního faktoru pro konvekční proudy produkované projíždějícími auty. - Bird RB, Curtiss CF, jistý PR Joseph Oakland Hirschfelder. Biografické paměti.// Tisk National Academy, Washington DC, 1995, v. 65, str. 191-205.

Některé z výsledků, které získal zpět na Princetonské univerzitě , Joseph zpočátku neocenil, ale později si uvědomil důležitost výsledků:

Moje studium viriální věty je dost kuriózní: v roce 1932, když jsem byl postgraduálním studentem, jsem si hrál s derivacemi Schrödingerovy rovnice a vymýšlel různé zdánlivě zbytečné vztahy, které jsem pečlivě uchovával ve svých spisech. O 28 let později, když jsem měl mít přednášku na sympoziu věnovaném Jacku Kirkwoodovi, jsem si uvědomil, že tyto komiksové transformace jsou v podstatě zobecněním viriální věty!

Původní text  (anglicky)[ zobrazitskrýt] Můj objev hyperviriálního teorému je zvláštní: V roce 1932, když jsem byl postgraduálním studentem, jsem si čmáral s derivacemi Schrödingerovy rovnice a získal jsem řadu zdánlivě neužitečných vztahů, které jsem pečlivě uložil do svých souborů. Když jsem pak o 28 let později musel přednést referát na sympoziu na počest Jacka Kirkwooda, studoval jsem tyto čmáranice a zjistil jsem, že jsem objevil zobecnění viriálního teorému! - Bird RB, Curtiss CF, jistý PR Joseph Oakland Hirschfelder. Biografické paměti.// Tisk National Academy, Washington DC, 1995, v. 65, str. 191-205.

Joseph považoval za svůj hlavní vědecký úspěch studium podstaty mezimolekulárních sil. Zde je to, co o tom později napsal:

Mezimolekulární interakce byly mým hlavním výzkumem posledních 44 let. Po vydání knihy „Molekulární teorie kapalin a plynů“ jsem tedy studoval všechny druhy mezimolekulárních sil, vypočítal všechny jejich relativistické korekce a vše uvažoval v Born-Oppenheimerově přiblížení. Pro výpočet interakční energie jsem použil variační aproximace a poruchovou teorii, které jsem použil pro degenerované a nedegenerované problémy. Zjistil jsem však, že teorie poruch je dobře použitelná na praktický problém elektronické směny, a tak jsem začal mlátit kolem, abych našel co nejpřesnější řešení. Provedl jsem významné změny v problému - rozhodl jsem se studovat dynamiku molekul s pohybujícími se jádry v přítomnosti nebo nepřítomnosti vnějšího magnetického pole.

Původní text  (anglicky)[ zobrazitskrýt] Mezimolekulární síly byly mým hlavním zájmem posledních 44 let. Po vydání MTGL jsem tedy studoval všechny druhy mezimolekulárních sil a jejich relativistické korekce a Born-Oppenheimerovy derivace. Abych vypočítal interakční energie, pracoval jsem na variačních a poruchových technikách aplikovaných na nedegenerované, degenerované a téměř degenerované problémy. Zjistil jsem však, že teorie poruch aplikovaná na praktické problémy s výměnou elektronů je matematický kolotoč, takže jsem se začal pohybovat v kruzích a byl jsem vtažen ještě hlouběji. Proto jsem se rozhodl udělat ve svém výzkumu velkou změnu a studovat dynamiku molekul s pohybujícími se jádry buď v přítomnosti nebo v nepřítomnosti vnějších elektromagnetických polí. - Bird RB, Curtiss CF, jistý PR Joseph Oakland Hirschfelder. Biografické paměti.// Tisk National Academy, Washington DC, 1995, v. 65, str. 191-205.

Hlavní díla

Poznámky

  1. ↑ 1 2 3 4 5 Bird RB, Curtiss CF, jistý PR Joseph Oakland Hirschfelder. Biografické paměti.// Tisk National Academy, Washington DC, 1995, v. 65, str. 191-205.
  2. ↑ Hirschfelder JO, Curtiss CF, Bird RB Molekulární teorie plynů a kapalin. New York: Wiley; 2. opravený tisk (1964); Ruský překlad (1961). 1280 dolarů
  3. ↑ Hirschfelder JO Klasické a kvantově mechanické hypervirové věty // J. Chem.Phys., 1960, v. 33, str. 1462-1466.
  4. ↑ 1 2 Hirschfelder JO, Wigner E. Separace rotačních souřadnic ze Schrödingerovy rovnice pro N částic // Proc. Natl. Akad. sci. USA, 1935, v. 21, str. 113-119.
  5. ↑ Hirschfelder JO, Eyring H., Rosen N. Výpočet energie molekuly H 3 a iontu molekuly H 3 . // J. Chem. Phys., 1936, v. 4, str. 121–133.
  6. ↑ Hirschfelder JO, Stevenson D., Eyring H. Teorie struktury kapaliny. // J. Chem. Phys.,v. 5, str. 896–912.
  7. ↑ Hirschfelder JO, Parker DB, Kramish A., Smith RC, Glasstone S. The Effects of Atomic Weapons. Los Alamos Scientific Laboratories, US Government Printing Office, 1950. 468 s.
  8. ↑ Hirschfelder JO, Bird RB, Spotz EL Transportní vlastnosti nepolárních plynů. // J. Chem. Phys., 1948, v. 16, str. 968–981.
  9. ↑ Hirschfelder JO, Curtiss CF Transportní vlastnosti vícesložkových směsí plynů. // J. Chem. Phys., 1949, v. 17, str. 550–555.
  10. ↑ Hirschfelder JO, Curtiss CF Teorie šíření plamene. // JE Chem. Phys., 1949, v. 17, str. 1076–1081.
  11. ↑ Hirschfelder JO, Dahler JS Mezimolekulární síly dlouhého dosahu. // J. Chem. Phys., 1956, v. 25, str. 986–1005.
  12. ↑ Hirschfelder JO, Löwdin PO Dálková interakce dvou atomů 1s-vodíku vyjádřená pomocí přirozených spin-orbitalů. // Mol. Phys., 1959, v. 2, str. 229–258.
  13. ↑ Hirschfelder JO, Meath WJ Mezimolekulární síly. // In Advances in Chemical Physics, Vol. 12. Upravil Hirschfelder JO; New York: Wiley-Interscience, 1967, str. 3–106.
  14. ↑ Hirschfelder JO, Pack RT Adiabatické korekce Born-Oppenheimerových interaktomických potenciálů s dlouhým dosahem. // J. Chem. Phys., 1970, v. 52, str. 4198–4211.
  15. ↑ Hirschfelder JO, Jisté PR, Dion DR Nová teorie rozdělování poruch. // J. Chem. Phys., 1970, v. 52, str. 5977–5999.
  16. ↑ Americká chemická společnost
  17. ↑ Joseph O. Hirschfelder | National Science and Technology Medals Foundation
  18. ↑ Prezidentova národní medaile za vědu: Podrobnosti o příjemci | NSF – National Science Foundation
  19. ↑ http://www.chem.wisc.edu/content/joseph-o-hirschfelder-prize Archivováno 28. října 2017 na Wayback Machine
  Přejděte na položku Wikidata  Tematické stránky
Slovníky a encyklopedie