Джон Ван Влек: Физик, математик және қазіргі магнетизмнің әкесі

Кіріспе

Американдық физик және математик

Джон Хасбрук Ван Влек (13 наурыз 1899 – 27 қазан 1980) – американдық физик және математик. Ол 1977 жылы қатты денелердегі электрондық магнетизмнің қалай жүретінін түсінуге қосқан үлесі үшін физика саласындағы Нобель сыйлығымен марапатталды.

Білім және ерте өмір

Ван Влек математик Эдвард Бёрр Ван Влек және Хестер Л. Реймондтың отбасында Коннектикут штатының Миддлтаун қаласында дүниеге келді, оның әкесі сол кезде Веслиан университетінде доцент болып жұмыс істеген, ал әкесінің әкесі, астроном Джон Монро Ван Влек де профессор болған. Ол Висконсин штатының Мэдисон қаласында өсті және 1920 жылы Висконсин университетінен бакалавр дәрежесін алды, ал 1922 жылы Гарвард университетінде Эдвин К. Кемблдің жетекшілігімен философия докторы ғылымын қорғады.

Мансап және зерттеу

Ол 1923 жылы Миннесота университетіне доцент болып орналасып, кейін Висконсин университетіне ауысты, содан соң Гарвардта қызмет етті. Ол сонымен қатар 1936 жылы Веслиан университетінен құрметті D.Sc., немесе D. Honoris Causa дәрежесін алды. Дж. Х. Ван Влек магниттіктің кванттық-механикалық теориясының, кристалдық өріс теориясының және лиганд өріс теориясының (металл кешендеріндегі химиялық байланыстар) негізін қалады. Ол қазіргі заманғы магнетизмнің әкесі деп есептеледі. Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде Дж. Х. Ван Влек МТИ радиациялық зертханасында радар бойынша жұмыс істеді. Ол уақытының жартысын радиациялық зертханада, қалған жартысын Гарвардта өткізді. Ол атмосферадағы су молекулалары шамамен 1,25 сантиметр толқын ұзындығында елеулі сіңіруге алып келетінін, ал 0,5 сантиметр толқын ұзындығында оттегі молекулаларында ұқсас сіңіру болатынын көрсетті. Бұл әскери (және азаматтық) радар жүйелері үшін ғана емес, сондай-ақ радиоастрономияның жаңа ғылымы үшін де маңызды салдарларға ие болды. Дж. Х. Ван Влек Манхэттен жобасына қатысты. 1942 жылдың маусым айында Берклидегі Калифорния университетінде ядролық қарудың тұжырымдамасы мен мүмкіндігін растау мақсатында жазғы оқу сессиясы өткізілді. Сегіз теориялық ғалым, оның ішінде Дж. Х. Ван Влек те қатысты. Шілде мен қыркүйек аралығында теориялық топ атом бомбасын жасау принциптерін зерттеп, дамытты. Дж. Х. Ван Влектің теориялық жұмысы Лос-Аламос ядролық қарулар зертханасының құрылуына әкелді. Ол 1943 жылы Лос-Аламос тексеру комиссиясының мүшесі болды. Генерал Лесли Гроувс құрған комиссияға МТИ-нің У. К. Льюис (төраға), Джонс және Лэмсонның Э. Л. Роуз, Гарвардтың Э. Б. Уилсон және NDRC төрағасының орынбасары Ричард С. Толман кірді. Комиссияның маңызды үлесі (Роуздің бастамасымен) Little Boy атом бомбасының ату қаруының мөлшерін азайту болды, бұл конструкциялық салмақты азайтып, Хиросимаға жеткізілгенге дейін бомбаның өндірісін жеделдетті. Алайда, бұл Fat Man бомбасында қолданылмады, ол Нагасакиде жарылыс арқылы плутоний қабығының сыни массаға жетуіне негізделген. Философ және ғылым тарихшысы Томас Кун Гарвардта Ван Влектің жетекшілігімен физика ғылымдарының докторы дәрежесін қорғады. 1951 жылдан бастап Ван Влек Гарвардта математика және табиғаттану профессоры болды. Ол сонымен қатар 1957 жылға дейін Гарвардтың Инженерлік және қолданбалы физика бөлімінің алғашқы деканы қызметін атқарды. 1961/62 жылдары Оксфорд университетінде Джордж Истманның арнайы профессоры болып жұмыс істеді және Баллиол колледжінде профессорлық қызмет атқарды. 1950 жылы Нидерланды Корольдік өнер және ғылым академиясының шетелдік мүшесі болып сайланды. Ол 1966 жылы Ұлттық ғылым медалімен, ал 1974 жылы Лоренц медалімен марапатталды. Магниттік қатты денелердегі электрондардың мінез-құлқын түсінуге қосқан үлесі үшін Ван Влек 1977 жылы Филипп В. Андерсон және сэр Невилл Моттпен бірге физика бойынша Нобель сыйлығын алды. Ван Влек трансформациялары, Ван Влек парамагнетизмі және Ван Влек формуласы оның құрметіне аталған. Ван Влек 81 жасында Массачусетс штатының Кембридж қаласында қайтыс болды. Ол Форест Хилл зиратында жерленген.

He joined the University of Minnesota as an assistant professor in 1923, then moved to the University of Wisconsin before settling at Harvard. He also earned Honorary D. Sc., or D. Honoris Causa, degree from Wesleyan University in 1936. J. H. Van Vleck established the fundamentals of the quantum mechanical theory of magnetism, crystal field theory and ligand field theory (chemical bonding in metal complexes). He is regarded as the Father of Modern Magnetism. During World War II, J. H. Van Vleck worked on radar at the MIT Radiation Lab. He was half time at the Radiation Lab and half time on the staff at Harvard. He showed that at about 1.25 centimeter wavelength water molecules in the atmosphere would lead to troublesome absorption and that at 0.5 centimeter wavelength there would be a similar absorption by oxygen molecules. This was to have important consequences not just for military (and civil) radar systems but later for the new science of radioastronomy. J. H. Van Vleck participated in the Manhattan Project. In June 1942, J. Robert Oppenheimer held a summer study for confirming the concept and feasibility of a nuclear weapon at the University of California, Berkeley. Eight theoretical scientists, including J. H. Van Vleck, attended it. From July to September, the theoretical study group examined and developed the principles of atomic bomb design. J. H. Van Vleck's theoretical work led to the establishment of the Los Alamos Nuclear Weapons Laboratory. He also served on the Los Alamos Review committee in 1943. The committee, established by General Leslie Groves, also consisted of W. K. Lewis of MIT, Chairman; E. L. Rose, of Jones & Lamson; E. B. Wilson of Harvard; and Richard C. Tolman, Vice Chairman of NDRC. The committee's important contribution (originating with Rose) was a reduction in the size of the firing gun for the Little Boy atomic bomb, a concept that eliminated additional design weight and sped up production of the bomb for its eventual release over Hiroshima. However, it was not employed for the Fat Man bomb at Nagasaki, which relied on implosion of a plutonium shell to reach critical mass. The philosopher and historian of science Thomas Kuhn completed a Ph. D. in physics under Van Vleck's supervision at Harvard. From 1951, Van Vleck was Hollis Professor of Mathematics and Natural Philosophy at Harvard. He concurrently held the first deanship of Harvard's Division of Engineering and Applied Physics until 1957. In 1961/62 he was George Eastman Visiting Professor at University of Oxford and held a professorship at Balliol College. In 1950 he became foreign member of the Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences. He was awarded the National Medal of Science in 1966 and the Lorentz Medal in 1974. For his contributions to the understanding of the behavior of electrons in magnetic solids, Van Vleck was awarded the Nobel Prize in Physics 1977, along with Philip W. Anderson and Sir Nevill Mott. Van Vleck transformations, Van Vleck paramagnetism and Van Vleck formula are named after him. Van Vleck died in Cambridge, Massachusetts, aged 81. He was buried at Forest Hill Cemetery.

Марапаттар мен құрметтер

Ван Влек 1934 жылы Америка өнер және ғылым академиясына, 1935 жылы Америка Құрама Штаттарының Ұлттық ғылым академиясына, 1939 жылы Америка философиялық қоғамына сайланды. Ол 1965 жылы Ирвинг Лангмюр сыйлығымен, 1966 жылы Ұлттық ғылым медалімен марапатталды және 1967 жылы Корольдік қоғамның шетелдік мүшесі (ForMemRS) болып сайланды.

Ауызша баяндалған оқиғалар

1963 жылы 2 қазанда Джон Х. Ван Влекпен ауызша тарих сұхбаты, Нильс Бор кітапханасы және мұрағаттары, Америка физика институты – I сессия
1963 жылы 4 қазанда Джон Х. Ван Влекпен ауызша тарих сұхбаты, Нильс Бор кітапханасы және мұрағаттары, Америка физика институты – II сессия
1966 жылы 28 ақпанда Джон Х. Ван Влекпен ауызша тарих сұхбаты, Нильс Бор кітапханасы және мұрағаттары, Америка физика институты – I сессия
1973 жылы 19 қаңтарда Джон Х. Ван Влекпен ауызша тарих сұхбаты, Нильс Бор кітапханасы және мұрағаттары, Америка физика институты – II сессия
1977 жылы 28 қаңтарда Джон Х. Ван Влекпен ауызша тарих сұхбаты, Нильс Бор кітапханасы және мұрағаттары, Америка физика институты

Мұрағаттық жинақтар

J. H. Van Vleck қағаздары, 1853-1981 (1920-1980), Нильс Бор кітапханасы және мұрағаты.