Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Артур Комптон, Вернер Гейзенберг, Джордж Монк, Поль Дирак, Карл Эккарт , Генри Гейл , Роберт Малликен , Фридрих Хунд , Фрэнк Хойт. Чикаго, 1929 год.

Карл Генри Эккарт (4 мая 1902 - 23 октября 1973) был американским физиком, физическим океанографом, геофизиком и администратором. Он участвовал в разработке теоремы Вигнера – Эккарта, а также известен условиями Эккарта в квантовой механике [1] и теоремой Эккарта – Юнга в линейной алгебре. [2]

Карл Эккарт
Родившийся4 мая 1902 г.
Сент-Луис, штат Миссури, США
Умер23 октября 1973 г.
Ла-Хойя, Калифорния
Альма-матерВашингтонский университет в Сент-Луисе (BS, MS),
Принстон (PhD)
НаградыИзбран в Национальную академию наук
Медаль Александра Агассиса Медаль
Уильяма Боуи
Стипендия Гуггенхайма
Научная карьера
Поляфизика
физическая океанография
геофизика
УчрежденияЧикагский университет
UCSD

Ранняя жизнь [ править ]

Эккарт родился в Сент-Луисе, штат Миссури . Он поступил в колледж в 1919 году в Вашингтонском университете в Сент-Луисе, где получил степени бакалавра и магистра по специальности инженер. Однако благодаря Артуру Холли Комптон , члену физического факультета, а затем и канцлеру, Эккарт продолжил свое физическое образование в Принстоне, куда он поступил в 1923 году по исследовательской стипендии Edison Lamp Works. Эккарту была присуждена докторская степень. в 1925 году. [3] [4] [5]

Во время учебы в аспирантуре Эккарт в соавторстве с Карлом Комптоном , [6] братом Артура Комптона, написал статью о низковольтных дугах, особенно о колебательных явлениях, возникающих при диффузии электронов против низковольтных полей. Он продолжил эту работу после получения докторской степени. на стипендию Национального исследовательского совета в Калифорнийском технологическом институте (Калтех) в период с 1925 по 1927 год. [3] Макс Борн , директор Института теоретической физики Геттингенского университета и соавтор формулировки матричной механики квантовая механика с Вернером Гейзенбергом , [7]приехал в Калифорнийский технологический институт зимой 1925 года и прочитал лекцию о своей работе. Лекция Борна дала Эккарту импульс исследовать возможный общий операторный формализм для квантовой механики. В начале 1926 года Эккарт разработал формализм. Когда в январе была опубликована первая статья Эрвина Шредингера [8] из серии из четырех [9] [10] [11] о волновой формулировке квантовой механики, Эккарт вскоре понял, что матричная формулировка и волновая формулировка квантовой механики эквивалентны ; он представил свою статью [12] в Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.для публикации. Однако об этом было сообщено 31 мая 1926 года, а статья Шредингера [13] об эквивалентности была получена 18 марта 1926 года, что дает ему право на реализацию. [3] В 1927 году Эккарт получил стипендию Гуггенхайма для проведения постдокторского исследования и исследований с Арнольдом Зоммерфельдом в Мюнхенском университете Людвига-Максимилиана, одном из трех основных центров развития квантовой механики, другие - Геттинген при Борне и Университет им. Копенгаген при Нильсе Боре . Также в Мюнхене одновременно с Эккартом были Рудольф Пайерлс и два других стипендиата Гуггенхайма, Эдвин К. Кембл.и Уильям В. Хьюстон . [14] [15] В Мюнхене Эккарт работал над квантово-механическим поведением простых осцилляторов, используя уравнение Шредингера, и над операторным исчислением, связанным с матричной формулировкой квантовой механики. Он также применил свою работу к теории электронов и проводимости металлов, используя статистику Ферми, и он стал соавтором статьи [16] на эту тему с Зоммерфельдом и Уильямом В. Хьюстоном . [3]

Карьера [ править ]

Чикагский университет [ править ]

Вернувшись в Соединенные Штаты в 1928 году, Эккарт был назначен доцентом физического факультета Чикагского университета , где продолжил свою работу по квантовой механике еще 14 лет. Обращает на себя внимание статья, написанная в соавторстве с Гельмутом Хенлем , получившим докторскую степень под руководством Зоммерфельда в 1926 году; статья, посвященная основам квантовой механики, посвящена роли теории групп в квантовой динамике в одноатомных системах и сопоставлению ядерных теорий Вернера Гейзенберга и Юджина Вигнера . В этот период Эккарт разработал свою формулировку теоремы Вигнера-Эккарта.- связь между группами преобразования симметрии, примененными к уравнению Шредингера, и законами сохранения энергии, импульса и момента количества движения. Теорема особенно полезна в спектроскопии . Вместе с Ф. К. Хойтом Эккарт перевел [17] книгу Гейзенберга о физических принципах квантовой механики. В 1934-1935 учебном году Эккарт взял академический отпуск в Институте перспективных исследований в Нью-Джерси , как и в 1952-1953 и 1960-1961 учебные годы. [3] [4] В этот период он опубликовал вместе с Гейлом Янгом, доказательство теоремы Эккарта-Юнга, которое решает задачу аппроксимации методом наименьших квадратов заданной матрицы матрицей более низкого ранга.

В декабре 1938 года в Германии, Отто Ган и Штрассман провели эксперимент , который направлен к делению из урана . Они сообщили о своих результатах своей бывшей коллеге Лизе Мейтнер , бежавшей из Германии в начале года. В январе 1939 года Мейтнер и ее племянник Отто Фриш правильно интерпретировали экспериментальные результаты как деление урана. Новости об открытии распространились очень быстро. Учитывая потенциал создания атомного оружия на основе ядерного деления и угрозу войны в Европе, это вызывало у многих беспокойство, - сказал Лео Сцилард.например, что Германия разработает атомное оружие. В результате двух встреч с Альбертом Эйнштейном , первой с Сцилардом и Юджином Вигнером и второй с Сцилардом и Эдвардом Теллером , Эйнштейн подписал письмо Эйнштейна-Сциларда президенту Франклину Делано Рузвельту в августе. В сентябре в Европе разразилась Вторая мировая война . Письмо было доставлено Рузвельту в октябре экономистом и банкиром Александром Саксом . В ответ на письмо в том же месяце был сформирован урановый комитет . Комитет был разбит на подразделы по темам. Подраздел «Теоретические аспекты» под председательством Энрико Ферми, был расположен в Чикагском университете, и Эккарт был его членом. [18] Однако в 1941 году Эккарт вышел из Комитета из-за своих настроений против атомной бомбы. [3] [4] Также примечательны в этот период его работы по термодинамике необратимых процессов.

Калифорнийский университет в Сан-Диего [ править ]

С вступлением Соединенных Штатов во Вторую мировую войну в декабре 1941 года у научного сообщества появилось больше стимулов к участию в военных действиях. Подводные лодки Оси наносили ущерб судоходству союзников, и ВМС США обращались к ученым из университетов по поводу оптического и акустического обнаружения подводных лодок. Б. О. Кнудсен, директор недавно сформированного Отдела военных исследований Калифорнийского университета, и его помощник Л. П. Делсассо обратились за помощью к Эккарту. Эккарт (адъюнкт-профессор) покинул Чикагский университет, чтобы поработать над этой проблемой, тем самым начав свое 31-летнее пребывание в Калифорнии. С 1942 года он был помощником директора Отдела военных исследований, а затем стал директором и занимал эту должность до 1946 года. [3] [4]

В 1946 год Эккарт официально оставил свой пост в Университете Чикаго , чтобы стать профессором геофизики в Институте океанографии Скриппса в Университете Калифорнии, Сан - Диего (UCSD), должность , которую он занимал до 1971 г. В 1946 г. он стал первый директор Морской физической лаборатории (MPL) Калифорнийского университета. MPL был основан Эккартом, Роджером Ревеллом.и адмирала Роусона Беннета для проведения геофизических исследований, представляющих общий интерес для академического и военно-морского сообщества. В 1948 году MPL стал неотъемлемой частью Института океанографии Скриппса, и Эккарт был четвертым директором Скриппса до 1950 года. Эккарт внес свой вклад в геофизику, связав теоретические гидродинамические упражнения с реальными физическими свойствами воды. В последующие десятилетия он проводил исследования тепловых слоев в океане и атмосфере, о которых он написал книгу, о передаче звука в море, турбулентности, взаимодействиях воздух-море, генерации и структуре поверхностных и внутренних океанских волн. [3] [4]

После Второй мировой войны Эккарт собрал свои работы и работы других по подводному обнаружению и опубликовал секретный том под названием « Принципы и применения подводного звука» , который был впервые опубликован в 1946 году. Он был рассекречен в 1954 году и переиздан в 1968 году. стандартная ссылка. [3]

В период с 1957 по 1959 год Эккарт был членом Редакционно-консультативного совета серии лабораторий прикладной физики Университета Джона Хопкинса по прикладной математике и механике. С 1959 по 1970 год он также был консультантом коммерческих предприятий, таких как General Dynamics Corporation и Rand Corporation . [4]

С 1965 по 1967 год Эккарт был проректором по академическим вопросам в UCSD. Затем он работал в Калифорнийском университете с 1967 по 1968 год в качестве альтернативного представителя Института оборонного анализа , который состоял из 12 университетов-членов и действовал как независимый источник исследований и рекомендаций для Министерства обороны . [4]

Эккарт способствовал посмертной публикации некоторых работ математика Джона фон Неймана . [4]

Личная жизнь [ править ]

Эккарт женился на Эдит Луизе, урожденной Фрази, в 1926 году; они развелись в 1948 году. В 1958 году он женился на Кларе Дан фон Нейман , вдове математика Джона фон Неймана ; Клара погибла в 1963 году в результате несчастного случая, когда утонула, официально признано самоубийством. [3] [4] Сам Эккарт умер в Ла-Хойе , Калифорния .

Почести [ править ]

  • 1948 - Почетная грамота, подписанная президентом Гарри Трумэном.
  • 1952 г. - избран членом Национальной академии наук.
  • 1966 - награжден Александр Agassiz медалью со стороны Национальной академии наук за вклад в океанографии.
  • 1972 - Присвоена William Bowie медаль на Американском геофизическом союзе за выдающийся вклад в фундаментальную геофизику.

Книги [ править ]

  • Вернер Гейзенберг, Перевод Карла Эккарта и Ф. К. Хойта, Физические принципы квантовой теории (Довер, 1930)
  • Карл Эккарт и другие. Принципы и применение подводного звука (NRDC, 1946). Первоначально засекреченный документ и опубликованный как сводный технический отчет отдела 6 , том 7 NDRC, Вашингтон, округ Колумбия, 1946. Рассекречен и распространен 7 сентября 1954 года. Перепечатан и распространен Департаментом материального командования ВМФ штаба военно-морского флота, Вашингтон, округ Колумбия. 1968 г. [3] [19]
  • Карл Эккарт Гидродинамика океанов и атмосферы (Pergamon Press, 1960) [20]

Избранная литература [ править ]

  • Карл Эккарт Решение проблемы простого осциллятора комбинацией теорий Шредингера и Ланцоша , Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки 12 473-476 (1926). Поступила 31 мая 1926 г. doi : 10.1073 / pnas.12.7.473
  • Карл Эккарт (национальный научный сотрудник) Операторное исчисление и решение уравнений квантовой динамики , Phys. Ред. 28 (4) 711 - 726 (1926). Калифорнийский технологический институт. Поступила 7 июня 1926 г. doi : 10.1103 / PhysRev.28.711
  • A. Sommerfeld, WV Houston и C. Eckart, Zeits. f. Physik 47 , 1 (1928).
  • Карл Эккарт Применение теории групп к квантовой динамике одноатомных систем , Rev. Mod. Phys. 2 (3) 305 - 380 (1930). Чикагский университет. DOI : 10.1103 / RevModPhys.2.305
  • Карл Эккарт, Некоторые исследования вращающихся осей и многоатомных молекул , Physical Review 47 552-558 (1935). DOI : 10.1103 / PhysRev.47.552
  • Карл Эккарт Приближенное решение одномерных волновых уравнений , Rev. Mod. Phys. 20 (2) 399 - 417 (1948). Калифорнийский университет, морская физическая лаборатория, Сан-Диего, Калифорния. DOI : 10.1103 / RevModPhys.20.399

Ссылки [ править ]

  • Арнольд Зоммерфельд Некоторые воспоминания о моей педагогической карьере , Американский журнал физики 17 (5) 315-316 (1949)

Заметки [ править ]

  1. ^ C. Эккарт, Некоторые исследования, касающиеся вращающихся осей и многоатомных молекул , Physical Review 47 552-558 (1935).
  2. ^ C. Эккарт и Г. Янг , Аппроксимация одной матрицы другой матрицей более низкого ранга , Психометрика 1 (3) 211-218 (1936). DOI : 10.1007 / BF02288367
  3. ^ a b c d e f g h i j k Биография Эккарта Архивировано 25 марта 2007 г. в Wayback Machine - The National Academies Press
  4. ^ a b c d e f g h i Документы Эккарта - Библиотека Конгресса
  5. ↑ Авторский каталог: Эккарт. Архивировано 5 февраля 2007 г. в Wayback Machine - Американское философское общество.
  6. ^ KT Комптон и Карл Эккарт Диффузия электронов против электрического поля в неосциллирующей аномальной дуге низкого напряжения , Phys. Ред. 25 (2) 139–146 (1925). Физическая лаборатория Палмера, Принстон, Нью-Джерси, получена 29 октября 1924 г.
  7. ↑ Гейзенберг получил докторскую степень под руководством Арнольда Зоммерфельда в Мюнхенском университете Людвига-Максимилиана в 1923 году и завершил свою хабилитацию под руководством Макса Борна в Геттингенском университете в 1924 году.
  8. ^ Эрвин Шредингер (с немецкого) Квантование как проблема собственных значений (первое сообщение) , Annalen der Physik 79 (4) 361-376, 1926. [английский перевод в Гюнтер-Людвиг Волновая механика 94-105 (Pergamon Press, 1968) ISBN  0 -08-203204-1 ]
  9. ^ Эрвин Шредингер (с немецкого) Квантование как проблема собственных значений (второе сообщение) , Annalen der Physik 79 (6) 489-527, 1926. [английский перевод в Gunter Ludwig Wave Mechanics 106-126 (Pergamon Press, 1968) ISBN 0 -08-203204-1 ] 
  10. ^ Эрвин Шредингер (от немецкого) Квантование как проблема собственных значений (третье сообщение) , Annalen der Physik 80 (13) 437-490, 1926.
  11. ^ Эрвин Шредингер (с немецкого) Квантование как проблема собственных значений (четвертое сообщение) , Annalen der Physik 81 (18) 109-139, 1926. [английский перевод в Gunter Ludwig Wave Mechanics 151-167 (Pergamon Press, 1968) ISBN 0 -08-203204-1 ] 
  12. ^ Бумага Эккарта - Карл Эккарт Решение проблемы простого осциллятора комбинацией теорий Шредингера и Ланцоша , Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки 12 473-476 (1926). Калифорнийский технологический институт. Сообщено 31 мая 1926 г.
  13. ^ Шредингер Über Das Verhältnis дер Гейзенберга-Борна-Jordanschen Quantenmechanik цу дер meinen (Перевод с немецкого: О соотношении Гейзенберга-Борна-Джордан квантовой механики к Mine ) Annalen дер Physik 79 (8) 734-756, 1926. Получено 18 марта 1926 г. [английский перевод в Gunter Ludwig Wave Mechanics 127-150 (Pergamon Press, 1968) ISBN 0-08-203204-1 ] 
  14. ^ Арнольд Зоммерфельд Некоторые воспоминания о моей педагогической карьере , Американский журнал физики 17 (5) 315-316 (1949)
  15. ^ Зоммерфельд Биография архивация 27 сентября 2006, в Wayback Machine - Американское философское общество
  16. ↑ A. Sommerfeld, WV Houston и C. Eckart, Zeits. f. Physik 47 , 1 (1928).
  17. ^ Вернер Гейзенберг, переведенный Карлом Эккартом и Ф. К. Хойтом, Физические принципы квантовой теории (Довер, 1930)
  18. ^ Урановый комитет
  19. ^ "DTIC" . Архивировано из оригинала на 2011-07-22 . Проверено 3 февраля 2007 .
  20. Перейти ↑ Gillis, J. (1961). «Обзор гидродинамики океанов и атмосферы Карла Эккарта». Физика сегодня . 14 (8): 52. DOI : 10,1063 / 1,3057700 . ISSN 0031-9228 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Стенограмма интервью устной истории с Карлом Эккартом 31 мая 1962 года, Американский институт физики, Библиотека и архив Нильса Бора
  • Биографические воспоминания Национальной академии наук
Предшественник
Т. Вэйланд Воган		Директор Океанографического института Скриппса,
1936–1952 гг.		Преемник
Роджер Ревелл