Hirschfelder, Joseph Oakland

Joseph Oakland Hirschfelder
engelsk  Joseph Oakland Hirschfelder
Födelsedatum 27 maj 1911( 1911-05-27 )
Födelseort Baltimore , Maryland , USA
Dödsdatum 30 mars 1990 (78 år)( 1990-03-30 )
En plats för döden
Land  USA
Vetenskaplig sfär fysisk kemi
Arbetsplats University of Wisconsin Madison
Alma mater Принстонский университет , Миннесотский университет , Йельский университет
vetenskaplig rådgivare Eugene Wigner , Henry Eyring
Utmärkelser och priser US National Medal of Science National Science Medal (1975)

Joseph Oakland Hirschfelder ( eng.  Joseph Oakland Hirschfelder ; 27 maj 1911 - 30 mars 1990 ) var en amerikansk kemist och fysiker, en av deltagarna i skapandet av atombomben, en deltagare i NASA :s Apollo- projekt [ 1] . Området för hans vetenskapliga intressen är enormt - från strukturen av vätskor och gaser [2] till att lösa problem med kvantmekanik [3] [4] .

Biografi

Barndom och tidiga karriärer

Joseph Oakland Hirschfelder föddes den 27 maj 1911 i Baltimore , Maryland , USA , till Maya Rosalie (född Strauss) och Arthur Douglas Hirschfelder. Hans far var läkarstudent vid Johns Hopkins University och fick senare en professur i farmakologi från University of Minnesota . Kärlek till vetenskap ingjutades i Joseph från barndomen: vid 5 års ålder hade han ett eget vetenskapligt laboratorium i hemmet, från 15 års ålder började han hjälpa sin far i hans vetenskapliga arbete [1] .

Från 1927 till 1929 studerade Joseph vid University of Minnesota , och från 1927 till 1931 studerade han vid Yale University . Efter det fortsatte han sin utbildning vid Princeton University , eftersom det här var möjligt att samtidigt få en vetenskaplig examen i kemi och fysik. Joseph gillade verkligen att studera vid Princeton University , det var här han befann sig inom teoretisk kemi. Dessutom träffade han utmärkta vetenskapsmän som han senare samarbetade med under hela sitt liv: med Eugene Wigner , Henry Eyring , Hugh Taylor . Hans första vetenskapliga arbeten hade ett mycket varierat ämne: hans arbete gällde att hitta energin hos H 3 -molekylen och molekyljonen H 3 [5] , separation av rotationskoordinater i Schrödinger-ekvationen för N -partiklar [4] , han utvecklade också teorin om en vätskas fria volym [6] och etc. Han fortsatte sitt arbete inom kvantmekaniken vid University of Wisconsin-Madison , dit han gick efter examen 1937 . Han var mycket fascinerad av idén att beräkna intermolekylära interaktioner och krafter, på ett eller annat sätt återvände han till det till slutet av sitt liv. Vid University of Wisconsin började Joseph sin lärarkarriär och fick 1941 en biträdande professur vid kemiavdelningen.

Militär utveckling

1942, i samband med utbrottet av fientligheterna, skiftade Josephs vetenskapliga intressen abrupt mot militär utveckling: han studerade egenskaperna hos svartkrut, bedrev forskning om hydrodynamik och förbränningsprocesser inuti piporna på vapen, raketer, murbruk, som chef för ballistisk grupp vid National Research Committee USA:s försvar i Washington. Från 1944 till 1945 arbetade Joseph vid Los Alamos National Laboratory under Robert Oppenheimer , där han var medlem i Manhattan Project för att utveckla kärnvapen. Här var han engagerad i arbete med dynamiken i kärnvapenexplosioner , chockvågor och prognoser för radioaktivt nedfall. Men Joseph var inte bara involverad i utvecklingen av atombomben, han övervakade också atombombtesterna i Inyokern, Kalifornien . Resultatet av arbetet för den militära industrin var boken "The Significance of Atomic Weapons" [7] publicerad 1950, som samlade resultaten av all vetenskaplig forskning om detta ämne.

Bygg ditt eget labb

Efter kriget bestämde sig Joseph för att skapa sin egen vetenskapliga grupp. 1946 startade han sitt eget forskningslaboratorium vid University of Wisconsin . Hirschfelder fungerade som chef för laboratoriet, engagerad i vetenskaplig forskning, föreläste om kvantmekanik och teoretisk mekanik och löste även självständigt alla ekonomiska frågor. Hans team bestod av 10 doktorander, flera personer som uteslutande var involverade i experiment och 5 kvinnliga matematiker som noggrant kontrollerade de gjorda beräkningarna. Joseph ägnade särskild uppmärksamhet åt resultatens riktighet och trodde att en dum missräkning kunde förstöra en vetenskaplig karriär.

Laboratoriet arbetade i flera riktningar samtidigt: till exempel beräkningen av tillståndsekvationerna för gaser och vätskor, gasernas transportegenskaper [8] [9] , studiet av flamhastighet , utvecklingen av teorier om förbränning och detonation [ 10] , som senare utvecklades till teorin om singulära störningar, beräkningen av intermolekylära krafter [11] . Några av den tidens publikationer är av intresse i vår tid.

På 1960-talet började NASA utvecklingsarbete med att landa en man på månen. Det behövdes fler personer för att genomföra Apolloprojektet , så Josephs laboratorium fick status som Institute of Theoretical Chemistry, där forskningen om intermolekylära krafter [12] [13] och kemisk dynamik [14] [15] var i full gång . Efter att projektet avslutats kom finansieringen till laboratoriet från privata företag.

Hirschfelder själv trodde att det viktigaste var hans studier av intermolekylära krafter - han var engagerad i dem i 44 år och tillämpade all sin kunskap om kvantkemi och virialer.

Heder och utmärkelser

För sitt kolossala bidrag till vetenskapen tilldelades Hirschfelder Joseph Oakland prestigefyllda utmärkelser [1] :

Medlem av föreningar och akademier:

Hedersdoktorsgrader:

År 1991 instiftades ett pris uppkallat efter honom för bidrag till teoretisk kemi [19] .

Familj

1953 gifte han sig med Elizabeth Stafford-Sokolnikova, en matematikprofessor vid University of Wisconsin-Madison . Enligt andra var Betty och Joseph perfekta för varandra: båda älskade vetenskap och resor, båda var otroligt energiska människor. Det var tack vare Bettys sällskaplighet som Joseph hade ett stort antal vänner runt om i världen; några bekanta förvandlades sedan till ett nära vetenskapligt samarbete [1] .

Personliga egenskaper

J. O. Hirschfelder var en mycket positiv och energisk person. Trots sin vetenskapliga vikt bad han andra att bara kalla honom Joe. Tillsammans med ett hektiskt schema och grandiost mentalt arbete glömde han inte att njuta av livet på de vanliga sätten - han gick på besök, spelade tennis. Hans singularitet bestod i det faktum att Josef inte avgränsade vetenskapens områden, han gjorde allt som var intressant för honom och anklagade andra för detta [1] .

Från Joseph Oakland Hirschfelders memoarer

Joseph hade en mycket ljus och intressant barndom:

...Jag föddes i Baltimore och växte upp i Minneapolis. När jag var 5 år gammal inrättade min far ett kemilabb åt mig i källaren i vårt hus. När jag var 10 tog han mig till ett möte i American Chemical Society i Los Angeles. Vid 15 års ålder började jag hjälpa min far att observera fördelningen av kolloidala partiklar med hjälp av ett Zsigmondy ultramikroskop, där min uppgift var att ange en korrektionsfaktor för konvektionsströmmar som kommer från förbipasserande bilar på gatan.

Originaltext  (engelska)[ visaDölj] Jag föddes i Baltimore och växte upp i Minneapolis. När jag var fem år gammal byggde pappa ett kemilabb åt mig i källaren i vårt hem. När jag var tio tog han mig till ett möte i American Chemical Society i Los Angeles. Och när jag var 15 hjälpte jag pappa att bestämma fördelningen av kolloidala partiklar i ett Zsigmundy-ultramikroskop – mitt bidrag var att föreslå en korrektionsfaktor för konvektionsströmmarna som produceras av passerande gatubilar. - Bird RB, Curtiss CF, viss PR Joseph Oakland Hirschfelder. A biographical memoire.// National Academy press, Washington DC, 1995, v. 65, sid. 191-205.

Några av resultaten han fick tillbaka vid Princeton University uppskattades inte av Joseph först, men senare insåg han vikten av resultaten:

Min studie av virialsatsen är märklig nog: 1932, när jag var doktorand, lekte jag med derivatorna av Schrödinger-ekvationen och kom på olika till synes värdelösa relationer som jag noggrant förvarade i mina filer. 28 år senare, när jag skulle hålla ett föredrag vid ett symposium tillägnat Jack Kirkwood, insåg jag att dessa komiska förvandlingar i grunden är en generalisering av den viriala teoremet!

Originaltext  (engelska)[ visaDölj] Min upptäckt av hypervirialsatsen är märklig: 1932 när jag var doktorand klottrade jag med derivator av Schrödinger-ekvationen och fick en mängd olika till synes värdelösa relationer som jag noggrant sparade i mina filer. Sedan 28 år senare, när jag var tvungen att hålla en uppsats vid ett symposium för att hedra Jack Kirkwood, studerade jag dessa doodles och fann att jag hade upptäckt en generalisering av virialsatsen! - Bird RB, Curtiss CF, viss PR Joseph Oakland Hirschfelder. A biographical memoire.// National Academy press, Washington DC, 1995, v. 65, sid. 191-205.

Joseph ansåg att hans huvudsakliga vetenskapliga prestation var studiet av intermolekylära krafters natur. Här är vad han senare skrev om det:

Intermolekylära interaktioner har varit min huvudsakliga forskning under de senaste 44 åren. Så efter publiceringen av boken "Molecular Theory of Liquids and Gases" studerade jag alla typer av intermolekylära krafter, beräknade alla deras relativistiska korrigeringar och betraktade allt i Born-Oppenheimer-approximationen. För att beräkna interaktionsenergin använde jag variationsapproximationer och störningsteori, som jag använde för degenererade och icke-degenererade problem. Däremot fann jag att störningsteorin var väl tillämpbar på det praktiska problemet med elektroniskt utbyte, så jag började gå runt för att hitta den mest exakta lösningen. Jag gjorde betydande förändringar i problemet - jag bestämde mig för att studera dynamiken hos molekyler med rörliga kärnor i närvaro eller frånvaro av ett externt magnetfält.

Originaltext  (engelska)[ visaDölj] Intermolekylära krafter har varit mitt främsta intresse under de senaste 44 åren. Så efter publiceringen av MTGL studerade jag alla typer av intermolekylära krafter och deras relativistiska korrektioner och Born-Oppenheimer-avledningar. För att beräkna interaktionsenergierna arbetade jag med variations- och störningstekniker tillämpade på icke degenererade, degenererade och nästan degenererade problem. Däremot fann jag att störningsteori tillämpad på praktiska elektronbytesproblem är en matematisk virvel så att jag började gå runt i cirklar och sugs in, ännu djupare. Därför bestämde jag mig för att göra en stor förändring i min forskning och studera dynamiken hos molekyler med rörliga kärnor antingen i närvaro eller i frånvaro av externa elektromagnetiska fält. - Bird RB, Curtiss CF, viss PR Joseph Oakland Hirschfelder. A biographical memoire.// National Academy press, Washington DC, 1995, v. 65, sid. 191-205.

Stora verk

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 3 4 5 Bird RB, Curtiss CF, viss PR Joseph Oakland Hirschfelder. A biographical memoire.// National Academy press, Washington DC, 1995, v. 65, sid. 191-205.
  2. ↑ Hirschfelder JO, Curtiss CF, Bird RB Molecular Theory of Gases and Liquids. New York: Wiley; 2:a korrigerade tryckningen (1964); Ryska översättningen (1961). $1280
  3. ↑ Hirschfelder JO Klassiska och kvantmekaniska hypervirala teorem // J. Chem.Phys., 1960, v. 33, sid. 1462-1466.
  4. ↑ 1 2 Hirschfelder JO, Wigner E. Separation av rotationskoordinater från Schrödinger-ekvationen för N-partiklar // Proc. Natl. Acad. sci. USA, 1935, v. 21, sid. 113-119.
  5. ↑ Hirschfelder JO, Eyring H., Rosen N. Beräkning av energin för H 3 - molekylen och H 3 -molekyljonen. // J. Chem. Phys., 1936, v. 4, sid. 121–133.
  6. ↑ Hirschfelder JO, Stevenson D., Eyring H. En teori om flytande struktur. // J. Chem. Phys., v. 5, sid. 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 sid.
  8. ↑ Hirschfelder JO, Bird RB, Spotz EL Transportegenskaperna hos opolära gaser. // J. Chem. Phys., 1948, v. 16, sid. 968–981.
  9. ↑ Hirschfelder JO, Curtiss CF Transportegenskaper hos flerkomponentgasblandningar. // J. Chem. Phys., 1949, v. 17, sid. 550–555.
  10. ↑ Hirschfelder JO, Curtiss CF Theory of flame propagation. // JE Chem. Phys., 1949, v. 17, sid. 1076–1081.
  11. ↑ Hirschfelder JO, Dahler JS Intermolekylära krafter på lång räckvidd. // J. Chem. Phys., 1956, v. 25, sid. 986–1005.
  12. ↑ Hirschfelder JO, Löwdin PO Långdistansinteraktion av två 1s-väteatomer uttryckt i termer av naturliga spin-orbitaler. // Mol. Phys., 1959, v. 2, sid. 229–258.
  13. ↑ Hirschfelder JO, Meath WJ Intermolekylära krafter. // In Advances in Chemical Physics, Vol. 12. Redigerad av Hirschfelder JO; New York: Wiley-Interscience, 1967, sid. 3–106.
  14. ↑ Hirschfelder JO, Pack RT Adiabatiska korrigeringar till långväga Born-Oppenheimer interaktomiska potentialer. // J. Chem. Phys., 1970, v. 52, sid. 4198–4211.
  15. ↑ Hirschfelder JO, viss PR, Dion DR Ny partitioneringsstörningsteori. // J. Chem. Phys., 1970, v. 52, sid. 5977–5999.
  16. ↑ American Chemical Society
  17. ↑ Joseph O. Hirschfelder | National Science and Technology Medals Foundation
  18. ↑ Presidentens nationella vetenskapsmedalj: Mottagaren specificerar | NSF - National Science Foundation
  19. ↑ http://www.chem.wisc.edu/content/joseph-o-hirschfelder-prize Arkiverad 28 oktober 2017 på Wayback Machine
  Gå till Wikidata-objektet  Tematiska platser
Ordböcker och uppslagsverk