Hirschfelder, Joseph Oakland

Joseph Oakland Hirschfelder
engelsk  Joseph Oakland Hirschfelder
Fødselsdato 27. maj 1911( 27-05-1911 )
Fødselssted Baltimore , Maryland , USA
Dødsdato 30. marts 1990 (78 år)( 30-03-1990 )
Et dødssted
Land  USA
Videnskabelig sfære fysisk kemi
Arbejdsplads University of Wisconsin Madison
Alma Mater Princeton University , University of Minnesota , Yale University
videnskabelig rådgiver Eugene Wigner , Henry Eyring
Priser og præmier US National Medal of Science National Science Medal (1975)

Joseph Oakland Hirschfelder ( eng.  Joseph Oakland Hirschfelder ; 27. maj 1911 - 30. marts 1990 ) var en amerikansk kemiker og fysiker, en af ​​deltagerne i skabelsen af ​​atombomben, en deltager i NASA Apollo - projektet [ 1] . Området for hans videnskabelige interesser er enormt - fra strukturen af ​​væsker og gasser [2] til løsning af problemer med kvantemekanik [3] [4] .

Biografi

Barndom og tidlig karriere

Joseph Oakland Hirschfelder blev født den 27. maj 1911 i Baltimore , Maryland , USA , af Maya Rosalie (født Strauss) og Arthur Douglas Hirschfelder. Hans far var medicinstuderende ved Johns Hopkins University og modtog senere et professorat i farmakologi fra University of Minnesota . Kærlighed til videnskab blev indpodet i Joseph fra barndommen: som 5-årig havde han sit eget videnskabelige laboratorium i hjemmet, fra han var 15 begyndte han at hjælpe sin far i hans videnskabelige arbejde [1] .

Fra 1927 til 1929 studerede Joseph ved University of Minnesota , og fra 1927 til 1931 studerede han ved Yale University . Derefter fortsatte han sin uddannelse ved Princeton University , da det her var muligt samtidig at modtage en videnskabelig grad i kemi og fysik. Joseph nød virkelig at studere ved Princeton University , det var her, han befandt sig inden for teoretisk kemi. Derudover mødte han fremragende videnskabsmænd, som han senere samarbejdede med gennem hele sit liv: med Eugene Wigner , Henry Eyring , Hugh Taylor . Hans første videnskabelige værker havde et meget forskelligartet emne: hans arbejde handlede om at finde energien af ​​H 3 -molekylet og molekylionen H 3 [5] , adskillelse af rotationskoordinater i Schrödinger-ligningen for N - partikler [4] , han udviklede også teorien om en væskes frie volumen [6] og osv. Han fortsatte sit arbejde inden for kvantemekanik ved University of Wisconsin-Madison , hvor han gik efter sin eksamen i 1937 . Han var meget fascineret af ideen om at beregne intermolekylære interaktioner og kræfter, på en eller anden måde vendte han tilbage til det indtil slutningen af ​​sit liv. På University of Wisconsin begyndte Joseph sin lærerkarriere og modtog i 1941 et adjunkt i kemiafdelingen.

Militær udvikling

I 1942, i forbindelse med udbruddet af fjendtligheder, skiftede Josephs videnskabelige interesser brat mod militær udvikling: han studerede sortkrudts egenskaber, forskede i hydrodynamik og forbrændingsprocesser inde i løbene på kanoner, raketter, morterer, idet han var leder af ballistisk gruppe ved National Research Committee USAs forsvar i Washington. Fra 1944 til 1945 arbejdede Joseph på Los Alamos National Laboratory under Robert Oppenheimer , hvor han var medlem af Manhattan-projektet for at udvikle atomvåben. Her var han engageret i arbejde med dynamikken i atomeksplosioner , chokbølger og forudsigelse af radioaktivt nedfald. Men Joseph var ikke kun involveret i udviklingen af ​​atombomben, han overvågede også efterfølgende atombombetests i Inyokern, Californien . Resultatet af arbejdet for militærindustrien var bogen "The Significance of Atomic Weapons" [7] udgivet i 1950, som samlede resultaterne af al videnskabelig forskning om dette emne.

Byg dit eget laboratorium

Efter krigen besluttede Joseph at oprette sin egen videnskabelige gruppe. I 1946 oprettede han sit eget forskningslaboratorium ved University of Wisconsin . Hirschfelder fungerede som direktør for laboratoriet, engageret i videnskabelig forskning, holdt foredrag om kvantemekanik og teoretisk mekanik og løste også selvstændigt alle økonomiske spørgsmål. Hans team bestod af 10 kandidatstuderende, flere personer, der udelukkende var involveret i eksperimenter, og 5 kvindelige matematikere, som grundigt kontrollerede de udførte beregninger. Joseph var særlig opmærksom på resultaternes nøjagtighed, idet han mente, at en dum fejlberegning kunne ødelægge en videnskabelig karriere.

Laboratoriet arbejdede i flere retninger samtidigt: for eksempel beregningen af ​​tilstandsligningerne for gasser og væsker, gassers transportegenskaber [8] [9] , studiet af flammehastighed , udvikling af teorier om forbrænding og detonation [ 10] , som efterfølgende udviklede sig til teorien om singulære forstyrrelser, beregningen af ​​intermolekylære kræfter [11] . Nogle udgivelser fra den tid er af interesse i vor tid.

I 1960'erne begyndte NASA udviklingsarbejde med at lande en mand på månen. Der skulle flere folk til for at udføre Apollo -projektet, så Josephs laboratorium fik status som Institut for Teoretisk Kemi, hvor forskning i intermolekylære kræfter [12] [13] og kemisk dynamik [14] [15] var i fuld gang . Efter at projektet var afsluttet, kom finansieringen til laboratoriet fra private virksomheder.

Hirschfelder mente selv, at det vigtigste var hans studier af intermolekylære kræfter - han var engageret i dem i 44 år, idet han anvendte al sin viden om kvantekemi og virials.

Hæder og priser

For sit kolossale bidrag til videnskaben blev Hirschfelder Joseph Oakland tildelt prestigefyldte priser [1] :

Medlem af foreninger og akademier:

Æresdoktorgrader:

I 1991 blev der indstiftet en pris opkaldt efter ham for bidrag til teoretisk kemi [19] .

Familie

I 1953 giftede han sig med Elizabeth Stafford-Sokolnikova, en matematikprofessor ved University of Wisconsin-Madison . Ifølge andre var Betty og Joseph perfekte for hinanden: begge elskede videnskab og rejser, begge var utroligt energiske mennesker. Det var takket være Bettys omgængelighed, at Joseph havde et stort antal venner rundt om i verden; nogle bekendtskaber blev så til et tæt videnskabeligt samarbejde [1] .

Personlige egenskaber

J. O. Hirschfelder var en meget positiv og energisk person. På trods af hans videnskabelige vægt bad han andre om at kalde ham blot Joe. Sammen med en travl hverdag og storslået mentalt arbejde glemte han ikke at nyde livet på de sædvanlige måder - han tog på besøg, spillede tennis. Hans singularitet bestod i, at Josef ikke afgrænsede videnskabens områder, han gjorde alt, hvad der var interessant for ham, og pålagde andre dette [1] .

Fra Joseph Oakland Hirschfelders erindringer

Joseph havde en meget lys og interessant barndom:

...Jeg blev født i Baltimore og voksede op i Minneapolis. Da jeg var 5 år gammel, oprettede min far et kemi-laboratorium for mig i kælderen i vores hus. Da jeg var 10, tog han mig med til et møde i American Chemical Society i Los Angeles. I en alder af 15 begyndte jeg at hjælpe min far med at observere fordelingen af ​​kolloide partikler ved hjælp af et Zsigmondy ultramikroskop, hvor min opgave var at indtaste en korrektionsfaktor for konvektionsstrømme fra forbipasserende biler på gaden.

Originaltekst  (engelsk)[ Visskjule] Jeg er født i Baltimore og voksede op i Minneapolis. Da jeg var fem år gammel, byggede far et kemi-laboratorium til mig i kælderen i vores hjem. Da jeg var ti, tog han mig med til et American Chemical Society-møde i Los Angeles. Og da jeg var 15, hjalp jeg far med at bestemme fordelingen af ​​kolloide partikler i et Zsigmundy ultramikroskop – mit bidrag var at foreslå en korrektionsfaktor for de konvektionsstrømme, der produceres af forbipasserende gadebiler. - Bird RB, Curtiss CF, Visse PR Joseph Oakland Hirschfelder. Et biografisk minde.// National Academy press, Washington DC, 1995, v. 65, s. 191-205.

Nogle af de resultater, han fik tilbage på Princeton University , blev først ikke værdsat af Joseph, men senere indså han vigtigheden af ​​resultaterne:

Mit studium af virialsætningen er nysgerrig nok: I 1932, da jeg var kandidatstuderende, legede jeg med afledningerne af Schrödinger-ligningen og fandt på forskellige tilsyneladende ubrugelige forhold, som jeg omhyggeligt opbevarede i mine filer. 28 år senere, da jeg skulle holde et foredrag på et symposium dedikeret til Jack Kirkwood, indså jeg, at disse komiske transformationer i bund og grund er en generalisering af den viriale sætning!

Originaltekst  (engelsk)[ Visskjule] Min opdagelse af det hyperviriale sætning er mærkeligt: ​​I 1932, da jeg var kandidatstuderende, kriblede jeg med derivater af Schrödinger-ligningen og fik en række tilsyneladende ubrugelige relationer, som jeg omhyggeligt gemte i mine filer. Så 28 år senere, da jeg skulle holde et referat på et symposium til ære for Jack Kirkwood, studerede jeg disse kruseduller og fandt ud af, at jeg havde opdaget en generalisering af virialsætningen! - Bird RB, Curtiss CF, Visse PR Joseph Oakland Hirschfelder. Et biografisk minde.// National Academy press, Washington DC, 1995, v. 65, s. 191-205.

Joseph anså sin vigtigste videnskabelige bedrift for at være studiet af intermolekylære kræfters natur. Her er hvad han senere skrev om det:

Intermolekylære interaktioner har været min hovedforskning i de sidste 44 år. Efter udgivelsen af ​​bogen "Molecular Theory of Liquids and Gases" studerede jeg således alle slags intermolekylære kræfter, beregnede alle deres relativistiske korrektioner og overvejede alt i Born-Oppenheimer-tilnærmelsen. For at beregne interaktionsenergien brugte jeg variationstilnærmelser og perturbationsteori, som jeg brugte til degenererede og ikke-degenererede problemer. Men jeg fandt ud af, at perturbationsteorien var velegnet til det praktiske problem med elektronisk udveksling, så jeg begyndte at slå mig rundt for at finde den mest præcise løsning. Jeg foretog væsentlige ændringer i problemet - jeg besluttede at studere dynamikken af ​​molekyler med bevægelige kerner i nærvær eller fravær af et eksternt magnetfelt.

Originaltekst  (engelsk)[ Visskjule] Intermolekylære kræfter har været min hovedinteresse i de sidste 44 år. Efter udgivelsen af ​​MTGL studerede jeg således alle slags intermolekylære kræfter og deres relativistiske korrektioner og Born-Oppenheimer-afledninger. For at beregne interaktionsenergierne arbejdede jeg med variations- og forstyrrelsesteknikker anvendt på ikke-degenererede, degenererede og næsten degenererede problemer. Jeg fandt dog ud af, at perturbationsteori anvendt på praktiske elektronudvekslingsproblemer er et matematisk hvirvelstrøm, så jeg begyndte at gå rundt i cirkler og blev suget ind, endnu dybere. Derfor besluttede jeg at foretage en stor forandring i min forskning og studere dynamikken af ​​molekyler med bevægelige kerner enten i nærvær eller i fravær af eksterne elektromagnetiske felter. - Bird RB, Curtiss CF, Visse PR Joseph Oakland Hirschfelder. Et biografisk minde.// National Academy press, Washington DC, 1995, v. 65, s. 191-205.

Større værker

Noter

  1. ↑ 1 2 3 4 5 Bird RB, Curtiss CF, Visse PR Joseph Oakland Hirschfelder. Et biografisk minde.// National Academy press, Washington DC, 1995, v. 65, s. 191-205.
  2. ↑ Hirschfelder JO, Curtiss CF, Bird RB Molecular Theory of Gases and Liquids. New York: Wiley; 2. rettede tryk (1964); Russisk oversættelse (1961). $1280
  3. ↑ Hirschfelder JO Klassiske og kvantemekaniske hyperviriale teoremer // J. Chem.Phys., 1960, v. 33, s. 1462-1466.
  4. ↑ 1 2 Hirschfelder JO, Wigner E. Adskillelse af rotationskoordinater fra Schrödinger-ligningen for N-partikler // Proc. Natl. Acad. sci. USA, 1935, v. 21, s. 113-119.
  5. ↑ Hirschfelder JO, Eyring H., Rosen N. Beregning af energien af ​​H 3 molekylet og H 3 molekylet ion. // J. Chem. Phys., 1936, v. 4, s. 121-133.
  6. ↑ Hirschfelder JO, Stevenson D., Eyring H. En teori om flydende struktur. // J. Chem. Phys.,v. 5, s. 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 Transportegenskaberne for ikke-polære gasser. // J. Chem. Phys., 1948, v. 16, s. 968-981.
  9. ↑ Hirschfelder JO, Curtiss CF Transportegenskaber for flerkomponentgasblandinger. // J. Chem. Phys., 1949, v. 17, s. 550-555.
  10. ↑ Hirschfelder JO, Curtiss CF Theory of flame propagation. // JE Chem. Phys., 1949, v. 17, s. 1076-1081.
  11. ↑ Hirschfelder JO, Dahler JS Langrækkende intermolekylære kræfter. // J. Chem. Phys., 1956, v. 25, s. 986-1005.
  12. ↑ Hirschfelder JO, Löwdin PO Langrækkende interaktion mellem to 1s-brintatomer udtrykt i form af naturlige spin-orbitaler. // Mol. Phys., 1959, v. 2, s. 229-258.
  13. ↑ Hirschfelder JO, Meath WJ Intermolekylære kræfter. // In Advances in Chemical Physics, Vol. 12. Redigeret af Hirschfelder JO; New York: Wiley-Interscience, 1967, s. 3-106.
  14. ↑ Hirschfelder JO, Pack RT Adiabatiske korrektioner til langtrækkende Born-Oppenheimer interaktomiske potentialer. // J. Chem. Phys., 1970, v. 52, s. 4198-4211.
  15. ↑ Hirschfelder JO, Certain PR, Dion DR Ny partitioneringsforstyrrelsesteori. // J. Chem. Phys., 1970, v. 52, s. 5977-5999.
  16. ↑ American Chemical Society
  17. ↑ Joseph O. Hirschfelder | National Science and Technology Medals Foundation
  18. ↑ Præsidentens nationale videnskabsmedalje: modtagerdetaljer | NSF - National Science Foundation
  19. ↑ http://www.chem.wisc.edu/content/joseph-o-hirschfelder-prize Arkiveret 28. oktober 2017 på Wayback Machine
  Gå til Wikidata-elementet  Tematiske steder
Ordbøger og encyklopædier