Эрнст Изинг | |
---|---|
Родившийся | |
Умер | 11 мая 1998 г. | (98 лет)
Национальность | Немецкий |
Альма-матер | Гамбургский университет |
Известен | Модель Изинга |
Супруг (а) | Доктор Джоанна «Джейн» Изинг |
Научная карьера | |
Поля | Физика |
Учреждения | |
Тезис | Вклад в теорию ферромагнетизма (1924 г.) |
Докторант | Вильгельм Ленц |
Эрнст Изинг ( нем. [ˈIːzɪŋ] ; 10 мая 1900 года в Кельне , Рейн , Германия - 11 мая 1998 года в Пеории , Иллинойс , США ) - немецкий физик , которого больше всего помнят за разработку модели Изинга . Он был профессором физики в Университете Брэдли до выхода на пенсию в 1976 году. [1]
Жизнь [ править ]
Эрнст Изинг родился в Кельне в 1900 году. Родителями Эрнста Изинга были купец Густав Изинг и его жена Фекла Лёве. После школы он изучал физику и математику в Геттингенском и Гамбургском университетах . В 1922 году он начал исследования ферромагнетизма под руководством Вильгельма Ленца . Он получил докторскую степень по физике в Гамбургском университете в 1924 году, когда он опубликовал свою докторскую диссертацию (отрывок или резюме его докторской диссертации были опубликованы в виде статьи в научном журнале в 1925 году, и это заставило многих поверить в то, что он опубликовал свою полную диссертацию в 1925 г., см. [2] [3] [4]). Его докторская диссертация была посвящена проблеме, предложенной его учителем Вильгельмом Ленцем. Он исследовал частный случай линейной цепочки магнитных моментов , которые могут принимать только два положения, «вверх» и «вниз», и которые связаны взаимодействиями между ближайшими соседями. В основном благодаря исследованиям Рудольфа Пайерлса , Хендрика Крамерса , Грегори Ванье и Ларса Онсагера модель оказалась успешной для объяснения фазовых переходов между ферромагнитным и парамагнитным состояниями. [5] [6]
После получения докторской степени Эрнст Изинг некоторое время работал в бизнесе, прежде чем стать учителем, в том числе в Салеме , Штраусберге и Кроссене . В 1930 году он женился экономист доктор Джоанна Эмер (2 февраля 1902 г. - 2 февраля 2012, позже известный как Джейн Изинга и едва став supercentenarian ). [7] [8] Как молодому немецко-еврейскому ученому, Изингу запретили преподавать и исследовать, когда Гитлер пришел к власти в 1933 году. В 1934 году он нашел работу сначала учителем, а затем директором еврейской школы. в Капуте недалеко от Потсдамадля еврейских студентов, которых выгнали из государственных школ. Эрнст и его жена доктор Йоханна Изинг, урожденная Эмер, жили в Капуте недалеко от знаменитой летней резиденции семьи Эйнштейнов. В 1938 году школа в Капуте была разрушена нацистами, а в 1939 году Изинги бежали в Люксембург , где Изинг подрабатывал пастухом и железнодорожным рабочим. После того, как немецкий вермахт оккупировал Люксембург, Эрнст Изинг был вынужден работать на армию. В 1947 году семья Изингов эмигрировала в США. Хотя он стал профессором физики в Университете Брэдли в Пеории, штат Иллинойс , он больше никогда не публиковался. Изинг умер в своем доме в Пеории в 1998 году, всего через день после своего 98-летия.
Работа [ править ]
Модель Изинга определяется на дискретном наборе переменных, называемых спинами , которые могут принимать значения 1 или -1. Спины взаимодействуют попарно, причем энергия имеет одно значение, когда два вращения одинаковы, и второе значение, когда два вращения различны.
Энергия модели Изинга определяется как:
где сумма учитывает каждую пару спинов только один раз. Обратите внимание, что произведение вращений равно +1, если два спина одинаковы ( выровнены ), или -1, если они разные ( анти-выровнены ). Дж - половина разницы в энергии между двумя возможными вариантами. Магнитные взаимодействия стремятся выровнять спины относительно друг друга. Спины становятся случайными, когда тепловая энергия превышает силу взаимодействия.
Для каждой пары, если
- взаимодействие называется ферромагнитным
- взаимодействие называется антиферромагнитным
- спины невзаимодействуют
Ферромагнитное взаимодействие стремится выстроить спины, и антиферромагнитного стремится antialign их.
Спины можно представить как жизнь на графе , где каждый узел имеет ровно один спин, а каждое ребро соединяет два спина с ненулевым значением J. Если все J равны, удобно измерять энергию в единицах Дж. .Тогда модель полностью задается графиком и знаком J.
Антиферромагнитная одномерная модель Изинга имеет энергетическую функцию:
где я пробегаю все целые числа. Это связывает каждую пару ближайших соседей.
В своей докторской диссертации 1924 года Изинг решил модель для одномерного случая. В одном измерении решение не допускает фазового перехода . На основании этого результата он ошибочно пришел к выводу, что его модель не демонстрирует фазовых переходов ни в каком измерении.
Только в 1949 году Изинг осознал важность его модели в научной литературе, через 25 лет после своей докторской диссертации. Сегодня каждый год публикуется около 800 статей, в которых модель используется для решения проблем в таких различных областях, как нейронные сети, сворачивание белков, биологические мембраны и социальное поведение. [5] [9]
Заметки [ править ]
- ^ Штутц, Конли; Уильямс, Беверли (март 1999 г.). «Некролог: Эрнст Изинг» . Физика сегодня . 52 (3): 106–108. Bibcode : 1999PhT .... 52c.106S . DOI : 10.1063 / 1.882538 .
- ^ "Bibliotheca Augustana" .
- ^ "Эрнст Изинг и модель Изинга" .
- ^ "Bibliotheca Augustana" .
- ^ а б Штутц, Конли; Уильямс, Беверли (март 1999 г.). "Эрнст Изинг (Некролог)" ( PDF ) . Физика сегодня . Нью-Йорк: Американский институт физики. 52 (3): 106–108. Bibcode : 1999PhT .... 52c.106S . DOI : 10.1063 / 1.882538 . ISSN 0031-9228 . Проверено 9 января 2009 . [ постоянная мертвая ссылка ]
- ↑ Кобе, Сигизмунд (декабрь 2000 г.). «Эрнст Изинг 1900–1998» (PDF) . Бразильский журнал физики . Сан-Паулу: Sociedade Brasileira de Física. 30 (4): 649–653. Bibcode : 2000BrJPh..30..649K . DOI : 10.1590 / S0103-97332000000400003 . ISSN 0103-9733 . Архивировано из оригинального (PDF) 06.07.2011 . Проверено 9 января 2009 .
- ^ "Женщина из Иллинойса умерла на 110-й день рождения" . UPI .
- ^ "Джейн" Джоанна "Эмер Изинг (1902-2012) - Найди ..." www.findagrave.com .
- ^ Певец, Нил. «Трехмерное доказательство модели Изинга невозможно, - утверждает исследователь Sandia» . Новости лаборатории, Сандийские национальные лаборатории . Проверено 27 февраля 2008 .
Внешние ссылки [ править ]
- Судьба Эрнста Изинга и судьба его натурщицы
- Кандидатская диссертация Эрнста Изинга 1924 г. (перевод на английский)
- Статья из Университета Брэдли об Изинге
- Эрнст Исинг на проекте « Математическая генеалогия»