Carl Eckart - Carl Eckart

Carl Henry Eckart (4. května 1902 - 23. října 1973) byl americký fyzik, fyzický oceánograf, geofyzik a správce. Spoluvyvinul Wigner – Eckartova věta a je také známý pro Eckartovy podmínky v kvantové mechanice,[1] a Eckart – Youngova věta v lineární algebře.[2]
Carl Eckart | |
---|---|
narozený | 4. května 1902 St. Louis, Missouri, USA |
Zemřel | 23. října 1973 La Jolla, Kalifornie |
Alma mater | Washingtonská univerzita v St. Louis (BS, MS) Princeton (PhD) |
Ocenění | Zvolen do Národní akademie věd Medaile Alexandra Agassize Medaile Williama Bowieho Guggenheimovo společenství |
Vědecká kariéra | |
Pole | fyzika fyzická oceánografie geofyzika |
Instituce | University of Chicago UCSD |
Časný život
Eckart se narodil v St. Louis, Missouri. Na vysokou školu nastoupil v roce 1919 Washingtonská univerzita v St. Louis kde získal titul B.S. a M.S. stupně se zaměřením na strojírenství. Nicméně kvůli Arthur Holly Compton Eckart, člen fakulty fyziky a později kancléř, byl ovlivněn, aby pokračoval ve studiu fyziky v Princetonu, kde v roce 1923 odešel na stipendium Edison Lamp Works Research Fellowship. Eckart získal titul Ph.D. v roce 1925.[3][4][5]
Během postgraduálního studia byl Eckart spoluautorem příspěvku Karl Compton,[6] bratr Arthura Comptona na nízkonapěťových obloucích, zejména oscilační jevy vznikající při difúzi elektronů proti nízkonapěťovým polím. Po této práci pokračoval v této práci. o stipendiu Národní rady pro výzkum na Kalifornský technologický institut (Caltech) v období 1925 až 1927.[3]Max Born, Ředitel Ústavu pro teoretickou fyziku na VŠE Univerzita v Göttingenu a spolutvůrce maticová mechanika formulace kvantová mechanika s Werner Heisenberg,[7] přišel do Caltechu v zimě roku 1925 a přednášel o své práci. Bornova přednáška dala Eckartovi podnět k prozkoumání možného obecného formalismu operátora pro kvantovou mechaniku. Na začátku roku 1926 vyvinul Eckart formalismus. Když Erwin Schrödinger první papír[8] v sérii čtyř[9][10][11] na vlnové mechanice formulace kvantové mechaniky byla zveřejněna v lednu, Eckart brzy si uvědomil, že maticová formulace a formulace vln kvantové mechaniky byly ekvivalentní; předložil svůj papír[12] do Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických ke zveřejnění. Bylo však sděleno 31. května 1926 a Schrödingerova papír[13] o rovnocennosti byl přijat 18. března 1926, což mu dává zásluhu na realizaci.[3]V roce 1927 obdržel Eckart a Guggenheimovo společenství dělat postdoktorandské studium a výzkum s Arnold Sommerfeld na Univerzitě Ludwiga Maximiliána v Mnichově, jednom ze tří hlavních center vývoje kvantové mechaniky, dalšími jsou Göttingen pod vedením Born a Kodaňská univerzita pod Niels Bohr. Také v Mnichově byli současně s Eckartem Rudolf Peierls a další dva Guggenheimovi spolupracovníci, Edwin C. Kemble a William V. Houston.[14][15] V Mnichově pracoval Eckart na kvantově mechanickém chování jednoduchých oscilátorů pomocí Schrödingerova rovnice a na operátorském počtu souvisejícím s maticovou formulací kvantové mechaniky. Svou práci aplikoval také na teorii elektronů a vodivosti kovů pomocí Fermiho statistiky a spoluautorem příspěvku[16] na téma s Sommerfeld a William V. Houston.[3]
Kariéra
University of Chicago
Po návratu do Spojených států v roce 1928 byl Eckart jmenován docentem na katedře fyziky v University of Chicago, kde pokračoval ve své práci na kvantové mechanice dalších 14 let. Za zmínku stojí papír, jehož spoluautorem je Helmut Hönl, který získal doktorát v Sommerfeldu v roce 1926; příspěvek, o základech kvantové mechaniky, se zabýval úlohou teorie skupin v kvantové dynamice v monatomických systémech a porovnáním jaderných teorií Werner Heisenberg a Eugene Wigner. Během tohoto období vyvinul Eckart svoji formulaci Wigner-Eckartova věta - souvislost mezi skupinami transformace symetrie aplikovanými na Schrödingerovu rovnici a zákony zachování energie, hybnosti a momentu hybnosti. Věta je zvláště užitečná v spektroskopie. S F. C. Hoytem přeložil Eckart[17] Heisenbergova kniha o fyzikálních principech kvantové mechaniky. Během akademického roku 1934-1935 absolvoval Eckart volno na Institut pro pokročilé studium v New Jersey, stejně jako v akademických letech 1952-1953 a 1960-1961.[3][4] Během tohoto období publikoval spolu s Gale Young, důkaz Eckart-Youngovy věty, která řeší problém aproximace nejmenších čtverců dané matice maticí nižší hodnosti.
V prosinci 1938 v Německu Otto Hahn a Fritz Strassmann provedl experiment, který směřoval k štěpení z uran. Sdělili své výsledky svému bývalému kolegovi Lise Meitner, který uprchl Německo počátkem roku. V lednu 1939 Meitner a její synovec Otto Frisch správně interpretoval experimentální výsledky jako štěpení uranu. Zprávy o objevu se šířily velmi rychle. S potenciálem výroby atomové zbraně na základě štěpení a hrozbou války v Evropě to u mnoha lidí vyvolalo obavy, Leó Szilárd například, že by Německo vyvinulo atomovou zbraň. V důsledku dvou setkání s Albert Einstein první se Szilárdom a Eugene Wigner a druhá se Szilárdom a Edward Teller, Podepsal Einstein Einstein – Szilárdův dopis prezidentovi Franklin Delano Roosevelt (FDR) v srpnu. druhá světová válka vypukla v Evropě v září. Dopis doručil FDR v říjnu ekonom a bankéř Alexander Sachs. V reakci na tento dopis Uranový výbor byl vytvořen ten měsíc. Výbor byl rozdělen do podkapitol podle tématu. Podsekce Teoretické aspekty, které předsedá Enrico Fermi, se nacházel na univerzitě v Chicagu a jeho členem byl Eckart.[18] V roce 1941 však Eckart z výboru ustoupil kvůli svým náladám proti atomovým bombám.[3][4] Během tohoto období jsou také pozoruhodné jeho práce o termodynamice nevratných procesů.
University of California, San Diego
Se vstupem Spojených států do druhé světové války v prosinci 1941 došlo k větší motivaci vědecké komunity k účasti na válečném úsilí. Ponorky Osy vyžadovaly mýtné na spojenecké lodní dopravě a univerzitní vědci byli osloveni americkým námořnictvem ohledně optické a akustické detekce ponorek. B. O. Knudsen, ředitel nově vytvořené divize válečného výzkumu na Kalifornské univerzitě, a jeho spolupracovník L. P. Delsasso požádali Eckarta o pomoc. Eckart (docent) odešel z Chicagské univerzity, aby pracoval na problému, a zahájil tak svůj 31letý pobyt v Kalifornii. Od roku 1942 působil jako asistent ředitele Divize válečného výzkumu a nakonec byl ředitelem, kde působil až do roku 1946.[3][4]
V roce 1946 Eckart oficiálně rezignoval na svou pozici na University of Chicago, aby se stal profesorem geofyziky na University of Chicago Scripps Institution of Oceanography z University of California, San Diego (UCSD), kterou zastával do roku 1971. V roce 1946 se také stal prvním ředitelem Marine Physical Laboratory (MPL) na Kalifornské univerzitě. MPL založil Eckart, Roger Revelle a admirál Rawson Bennett provedli geofyzikální výzkum společného zájmu akademických a námořních komunit. V roce 1948 se MPL stal nedílnou součástí oceánografického institutu Scripps a Eckart sloužil jako čtvrtý ředitel Scripps až do roku 1950. Eckart přispěl ke geofyzice propojením teoretických hydrodynamických cvičení se skutečnými fyzikálními vlastnostmi vody. V následujících desetiletích prováděl výzkum tepelného vrstvení v oceánu a atmosférách, o kterém napsal knihu, přenos zvuku v moři, turbulence, interakce vzduch-moře, generování a struktura povrchu a vnitřní oceánské vlny.[3][4]
Po druhé světové válce shromáždil Eckart svou práci a práci ostatních na podvodní detekci a vydal ji klasifikovaný svazek s názvem Principy a aplikace podvodního zvuku, který byl poprvé publikován v roce 1946. Odtajněn byl v roce 1954 a znovu vytištěn v roce 1968. Je to standardní reference.[3]
V letech 1957 až 1959 byl Eckart členem redakční poradní rady pro Univerzita Johna Hopkinse Série Laboratoře aplikované fyziky o aplikované matematice a mechanice. V letech 1959 až 1970 působil také jako konzultant pro komerční podniky, jako např General Dynamics Corporation a Rand Corporation.[4]
Od roku 1965 do roku 1967 byl Eckart vicekancléřem pro akademické záležitosti na UCSD. Poté působil na Kalifornské univerzitě v letech 1967 až 1968 jako alternativní zástupce pro Institut pro obranné analýzy, která se skládala z 12 členských univerzit a fungovala jako nezávislý zdroj pro studium a poradenství pro EU oddělení obrany.[4]
Eckart přispěl k posmrtnému vydání některých prací matematika John von Neumann.[4]
Osobní život
Eckart se oženil s Edith Louise rozenou Frazee v roce 1926; rozvedli se v roce 1948. V roce 1958 se oženil Klara Dan von Neumann vdova po matematikovi John von Neumann; Klara zemřela v roce 1963 při topící se nehodě, oficiálně rozhodla o sebevraždě.[3][4] Sám Eckart zemřel La Jolla, Kalifornie.
Vyznamenání
- 1948 - Prezident podepsal čestné uznání Harry Truman
- 1952 - zvolen do Národní akademie věd
- 1966 - oceněn Medaile Alexandra Agassize podle Národní akademie věd za příspěvky k oceánografii.
- 1972 - oceněn Medaile Williama Bowieho podle Americká geofyzikální unie za vynikající příspěvky k základní geofyzice.
Knihy
- Werner Heisenberg, překládali Carl Eckart a F. C. Hoyt Fyzikální principy kvantové teorie (Dover, 1930)
- Carl Eckart a další. Principy a aplikace podvodního zvuku (NRDC, 1946). Původně utajovaný dokument a publikovaný jako Souhrnná technická zpráva divize 6„NDRC Volume 7, Washington, D.C., 1946. Odtajněno a distribuováno 7. září 1954. Přetištěno a přerozděleno Ministerstvem námořnictva velitelství námořního materiálu, Washington, DC, 1968.[3][19]
- Carl Eckart Hydrodynamika oceánů a atmosfér (Pergamon Press, 1960)[20]
Vybraná literatura
- Carl Eckart Řešení problému jednoduchého oscilátoru kombinací Schrödingerova a Lanczos Teorie, Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických 12 473-476 (1926). Předloženo 31. května 1926. doi:10.1073 / pnas.12.7.473
- Carl Eckart (národní vědecký pracovník) Operátorův počet a řešení rovnic kvantové dynamiky, Phys. Rev. 28 (4) 711 - 726 (1926). Kalifornský technologický institut. Přijato 7. června 1926. doi:10.1103 / PhysRev.28.711
- A. Sommerfeld, W. V. Houston a C. Eckart, Zeits. F. Physik 47, 1 (1928)
- Carl Eckart Aplikace teorie skupin na kvantovou dynamiku monatomických systémů, Rev. Mod. Phys. 2 (3) 305 - 380 (1930). University of Chicago. doi:10.1103 / RevModPhys.2.305
- Carl Eckart, Některé studie týkající se rotujících os a polyatomových molekul, Fyzický přehled 47 552-558 (1935). doi:10.1103 / PhysRev.47.552
- Carl Eckart Přibližné řešení jednorozměrných vlnových rovnic, Rev. Mod. Phys. 20 (2) 399 - 417 (1948). University of California, Marine Physical Laboratory, San Diego, California. doi:10.1103 / RevModPhys.20.399
Reference
- Arnold Sommerfeld Několik vzpomínek na mou učitelskou kariéru, American Journal of Physics 17 (5) 315-316 (1949)
Poznámky
- ^ C. Eckart, Některé studie týkající se rotujících os a polyatomových molekul, Fyzický přehled 47 552-558 (1935).
- ^ C. Eckart a G. Young, Aproximace jedné matice druhou s nižší hodností, Psychometrika 1(3) 211-218 (1936). doi:10.1007 / BF02288367
- ^ A b C d E F G h i j k Eckartova biografie Archivováno 2007-03-25 na Wayback Machine - Národní akademie Press
- ^ A b C d E F G h i Eckart Papers - Knihovna Kongresu
- ^ Autorský katalog: Eckart Archivováno 5. února 2007 v Wayback Machine - Americká filozofická společnost
- ^ K. T. Compton a Carl Eckart Difúze elektronů proti elektrickému poli v neoscilačním abnormálním nízkonapěťovém oblouku, Phys. Rev. 25 (2) 139 - 146 (1925). Palmer Physical Laboratory, Princeton, New Jersey, přijato 29. října 1924.
- ^ Heisenberg získal doktorát pod Arnold Sommerfeld na Ludwig Maximilian University v Mnichově v roce 1923 a dokončil svůj Habilitace pod Maxem Bornem na univerzitě v Göttingenu v roce 1924.
- ^ Erwin Schrödinger (Z Německa) Kvantování jako problém s vlastním číslem (první sdělení), Annalen der Physik 79 (4) 361-376, 1926. [Anglický překlad v Gunter Ludwig Vlnová mechanika 94-105 (Pergamon Press, 1968) ISBN 0-08-203204-1]
- ^ Erwin Schrödinger (Z Německa) Kvantování jako problém s vlastním číslem (druhá komunikace), Annalen der Physik 79 (6) 489-527, 1926. [Anglický překlad v Gunter Ludwig Vlnová mechanika 106-126 (Pergamon Press, 1968) ISBN 0-08-203204-1]
- ^ Erwin Schrödinger (Z Německa) Kvantování jako problém s vlastním číslem (třetí komunikace), Annalen der Physik 80 (13) 437-490, 1926.
- ^ Erwin Schrödinger (Z Německa) Kvantování jako problém vlastních čísel (čtvrtá komunikace), Annalen der Physik 81 (18) 109-139, 1926. [Anglický překlad v Gunter Ludwig Vlnová mechanika 151-167 (Pergamon Press, 1968) ISBN 0-08-203204-1]
- ^ Eckart papír - Carl Eckart Řešení problému jednoduchého oscilátoru kombinací Schrödingerova a Lanczos Teorie, Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických 12 473-476 (1926). Kalifornský technologický institut. Komunikováno 31. května 1926.
- ^ Erwin Schrödinger Über das Verhältnis der Heisenberg-Born-Jordanschen Quantenmechanik zu der meinen (Přeloženo z němčiny: O vztahu kvantové mechaniky Heisenberg-Born-Jordan k dolu) Annalen der Physik 79 (8) 734-756, 1926. Přijato 18. března 1926. [Anglický překlad v Gunter Ludwig Vlnová mechanika 127–150 (Pergamon Press, 1968) ISBN 0-08-203204-1]
- ^ Arnold Sommerfeld Několik vzpomínek na mou učitelskou kariéru, American Journal of Physics 17 (5) 315-316 (1949)
- ^ Sommerfeldova biografie Archivováno 27. Září 2006 v Wayback Machine - Americká filozofická společnost
- ^ A. Sommerfeld, W. V. Houston a C. Eckart, Zeits. F. Physik 47, 1 (1928)
- ^ Werner Heisenberg, překládali Carl Eckart a F. C. Hoyt Fyzikální principy kvantové teorie (Dover, 1930)
- ^ Uranový výbor
- ^ „DTIC“. Archivovány od originál dne 22.07.2011. Citováno 2007-02-03.
- ^ Gillis, J. (1961). "Recenze Hydrodynamika oceánů a atmosfér Carl Eckart “. Fyzika dnes. 14 (8): 52. doi:10.1063/1.3057700. ISSN 0031-9228.
externí odkazy
- Přepis rozhovoru orální historie s Carlem Eckartem 31. května 1962, Americký fyzikální institut, Niels Bohr Library and Archives
- Biografická monografie Národní akademie věd
Předcházet T. Wayland Vaughan | ředitel Scripps Institution of Oceanography 1936–1952 | Uspěl Roger Revelle |