James B. Anderson - James B. Anderson

Pro ostatní lidi se stejným jménem viz James Anderson (disambiguation).
James B. Anderson
James B Anderson.jpg
narozený16. listopadu 1935 (1935-11-16) (stáří85)
Cleveland, Ohio
obsazeníChemik a fyzik
Národnostamerický
webová stránka
www.osobní.psu.edu/ jba/

James Bernhart Anderson (narozen 16. listopadu 1935) je profesorem Evan Pugh Chemie a Fyzika na Pennsylvania State University.[1] Specializuje se na Kvantová chemie podle Metody Monte Carlo, molekulární dynamika reaktivních srážek, kinetiky a mechanismů reakcí v plynné fázi a teorie vzácných událostí.

Život

James Anderson se narodil v roce 1935 v roce Cleveland, Ohio rodičům švédského původu, Američanům, Bertil a Lorraine Andersonovi. Byl vychován v Morgantown, Západní Virginie a léta dětství strávil na ostrově Put-in-Bay, Ohio.

Anderson získal B.S. v chemické inženýrství z Pennsylvania State University, an SLEČNA. z University of Illinois a M.A. a Ph.D. z Univerzita Princeton.

Anderson se oženil se svou ženou Nancy Andersonovou (roz. Trotterovou) v roce 1958. Mají tři děti a šest vnoučat. Anderson v současné době žije se svou ženou v State College, Pensylvánie.

Kariéra

Anderson zahájil svou profesionální kariéru jako inženýr v petrochemickém výzkumu a vývoji s Shell Chemical Company od 1958-60 v Deer Park, Texas. Svou akademickou kariéru zahájil jako profesor chemické inženýrství na Univerzita Princeton v roce 1964 pokračoval jako profesor inženýrství na univerzita Yale v roce 1968 před přesunem do Pennsylvania State University v roce 1974. Od roku 1995 je profesorem Evan Pugh Chemie a Fyzika na Pensylvánské státní univerzitě. Anderson také působil jako hostující profesor na Cambridge University, University of Milan, University of Kaiserslautern, Univerzita v Göttingenu, Svobodná univerzita v Berlíně, a RWTH Aachen University.

Výzkum

Anderson významně přispěl v několika oblastech chemie a fyzika. Hlavní oblasti dopadu jsou: kinetika reakce a molekulární dynamika „přístup k chemickým reakcím při„ vzácných událostech “, Kvantové Monte Carlo (QMC), Monte Carlo simulace radiačních procesů a přímá Monte Carlo simulace reakčních systémů.

Andersonovy první příspěvky byly experimentální a teoretické v oblasti zdroje trysek molekulární paprsky (nadzvukové paprsky) a volná proudová paliva a skimmery pro generování těchto paprsků. Tento výzkum přispěl k úspěchu při generování molekulárních paprsků s vysokou energií a úzkými distribucemi rychlostí.

Andersonovy experimenty s nadzvukovými paprsky pro reakci HI + HI → H2 + Já2 ho přivedl k raným studiím pomocí klasických trajektorií. Provedl první výpočty systému F-H-H se studiem energetických požadavků na reakci H + HF → H2 + F a následoval tuto práci s výpočty pro F + H2 → HF + H, reakce zásadní pro pochopení molekulární dynamika.

Výpočty trajektorie pro reakci HI + HI, vzácnou událost, vedly k jeho práci na předpovídání vzácných událostí v roce molekulární dynamika vzorkováním trajektorií procházejících povrchem ve fázovém prostoru. Původně nazvaný „variační teorie reakční rychlosti“ James C. Keck (1960),[2] od roku 1973 se často nazývá „metoda reaktivního toku“. Anderson rozšířil Keckovu původní metodu a bránil ji před řadou kritiků. Nejčasnější aplikace se týkaly reakcí tří a čtyř těl, ale rozšířila se i na reakce v řešení, do kondenzovaná hmota, do skládání bílkovin a naposledy enzymem katalyzované reakce.

Anderson byl průkopníkem ve vývoji kvantové Monte Carlo (QMC) metoda simulace Schrödingerova rovnice. Jeho práce z let 1975-76 byly prvními, které popisovaly aplikace náhodná procházka metody polyatomické systémy a mnohoelektronové systémy. V současné době jsou metody QMC často metodami volby pro vysokou přesnost pro řadu systémů: malých i velkých molekuly, molekuly v řešení, elektronový plyn, shluky, pevný materiály, vibrační molekuly a mnoho dalších.

Andersonovi se podařilo přivést sílu moderních počítačů k přímé simulaci reagujících systémů. Jeho rozšíření dřívější metody pro dynamiku zředěných plynů od Graeme Bird (1963)[3] vylučuje použití diferenciální rovnice a zachází kinetika reakce na základě pravděpodobnosti kolize po kolizi. Je to metoda volby pro mnoho systémů s nízkou hustotou se spojenou relaxací a reakcí as nerovnovážnými distribucemi. Aplikuje se na kompletní simulaci detonací i na predikci ultrarychlých detonací.

Ceny a vyznamenání

Vybrané publikace

Vidět Andersonova skupina webová stránka pro úplný seznam publikací.

Molekulární paprsky a volné trysky (nadzvukové paprsky)

  • Anderson, J. B .; Fenn, J. B. (1965). "Distribuce rychlosti v molekulárních paprskech ze zdrojů trysek". Phys. Kapaliny. 8: 780–787. doi:10.1063/1.1761320.
  • Abuaf, N .; Anderson, J. B .; Andres, R. P .; Fenn, J. B .; Marsden, D. G. H. (1967). "Molekulární paprsky s energiemi nad jeden elektronový volt". Věda. 155: 997–999. doi:10.1126 / science.155.3765.997. PMID  17830486.
  • Anderson, J. B .; Davidovits, P. (1975). "Separace izotopů v nasazeném paprsku". Věda. 187: 642–644. doi:10.1126 / science.187.4177.642. PMID  17810060.

Výpočty klasické trajektorie

  • Anderson, J. B. (1970). "Energetické požadavky na chemickou reakci: H + HF → H2 + F ". J. Chem. Phys. 52: 3849–50. doi:10.1063/1.1673576.
  • Jaffe, R.L .; Anderson, J. B. (1971). "Klasická trajektorická analýza reakce F + H2 → HF + H ". J. Chem. Phys. 54: 2224–2236. doi:10.1063/1.1675156.

Teorie vzácných událostí (metoda kombinované trajektorie fázového prostoru)

  • Anderson, J. B. (1973). "Statistické teorie chemických reakcí. Distribuce v přechodové oblasti". J. Chem. Phys. 58: 4684. doi:10.1063/1.1679032.
  • Jaffe, R.L .; Henry, J. M .; Anderson, J. B. (1973). „Variační teorie reakčních rychlostí: Aplikace na F + H2 ⇔ HF + H ". J. Chem. Phys. 59: 1128. doi:10.1063/1.1680158.
  • Anderson, J. B. (1975). „Zkouška platnosti kombinované metody fázového prostoru / dráhy“. J. Chem. Phys. 62: 2446. doi:10.1063/1.430721.
  • Jaffe, R.L .; Henry, J. M .; Anderson, J. B. (1976). „Molekulární dynamika reakcí vodík-jodid a reakce vodík-jod“. J. Am. Chem. Soc. 98: 1140–1155. doi:10.1021 / ja00421a016.
  • Anderson, J. B. (1995). "Předpovídání vzácných událostí v molekulární dynamice". Pokroky v chemické fyzice. 91: 381.

Kvantové Monte Carlo

  • Anderson, J. B. (1975). „Simulace náhodné chůze Schrödingerovy rovnice: H3+". J. Chem. Phys. 63: 1499. Bibcode:1975JChPh..63.1499A. doi:10.1063/1.431514.
  • Anderson, J. B. (1976). „Kvantová chemie od Random Walk: H 2P, H3+ D3h 1A1, H2 3∑u+, Být 1S “. J. Chem. Phys. 65: 4121–4127. Bibcode:1976JChPh..65.4121A. doi:10.1063/1.432868.
  • Anderson, J. B. (1979). „Kvantová chemie od Random Walk: H4 Náměstí". International Journal of Quantum Chemistry. 15: 109–120. doi:10,1002 / qua.560150111.
  • Garmer, D. R.; Anderson, J. B. (1988). „Potenciální energie pro reakci F + H2 → HF + H metodou náhodné chůze “. J. Chem. Phys. 89: 3050. doi:10.1063/1.454960.
  • Diedrich, D. L .; Anderson, J. B. (1992). „Přesný výpočet Monte Carlo výšky bariéry pro reakci H + H2 → H2 + H ". Věda. 258: 786–788. doi:10.1126 / science.258.5083.786.
  • Sokolova, S .; Lüechow, A .; Anderson, J. B. (2000). "Energetika uhlíkových klastrů C20 z výpočtů All-Electron Quantum Monte Carlo ". Chem. Phys. Lett. 323: 229–233. Bibcode:2000CPL ... 323..229S. doi:10.1016 / S0009-2614 (00) 00554-6.
  • J. B. Anderson, (kniha) Quantum Monte Carlo: Počátky, vývoj, aplikace, Oxford University Press, 2007. ISBN  0195310101.

Simulace radiačních procesů

  • Anderson, J. B .; Maya, J .; Grossman, M. W .; Lagushenko, R .; Waymouth, J. F. (1985). „Monte Carlo Léčba uvěznění rezonančního záření ve zářivkách“. Phys. Rev.A. 31: 2968–2975. doi:10.1103 / PhysRevA.31.2968.

Přímá stimulace chemických reakcí

  • Anderson, J. B .; Long, L. N. (2003). „Přímá simulace systémů chemické reakce v Monte Carlu: Predikce ultrarychlých detonací“. J. Chem. Phys. 118: 3102–3110. doi:10.1063/1.1537242.

Simulace enzymem katalyzovaných reakcí

  • Anderson, J. B .; Anderson, L. E.; Kussmann, J. (2010). „Monte Carlo Simulation of Single and Multistep Enzyme-Catalyzed Reaction Sequences: Effects of Diffusion, Cell Size, Enzyme Fluctuations, Co-localisation, and Segregation“. Journal of Chemical Physics. 133: 034104. doi:10.1063/1.3459111.
  • Nangia, S .; Anderson, J. B. (2011). "Teplotní účinky na enzymem katalyzované reakce v buňce: simulace Monte Carlo pro vázanou reakci a difúzi". Dopisy o chemické fyzice. 556: 372–375. doi:10.1016 / j.cplett.2012.11.079.

Reference

  1. ^ Andersonova skupina na Pensylvánské státní univerzitě. Přístup k 2020-10-20.
  2. ^ Dávit seJ. C. (1960). "Variační teorie chemických reakčních sazeb aplikovaných na tři těla rekombinací". J. Chem. Phys. 32: 1035. doi:10.1063/1.1730846.
  3. ^ Bird, G.A. (1963). „Přístup k přechodné rovnováze v tuhém sférickém plynu“. Phys. Kapaliny. 6: 1518. doi:10.1063/1.1710976.