Солпитер, Эдвин Эрнест

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Эдвин Эрнест Солпитер
Edwin Ernest Salpeter
Дата рождения:

3 декабря 1924({{padleft:1924|4|0}}-{{padleft:12|2|0}}-{{padleft:3|2|0}})[1]

Место рождения:

Вена, Австрия

Дата смерти:

26 ноября 2008({{padleft:2008|4|0}}-{{padleft:11|2|0}}-{{padleft:26|2|0}})[2] (83 года) или 25 ноября 2008({{padleft:2008|4|0}}-{{padleft:11|2|0}}-{{padleft:25|2|0}})[1] (83 года)

Место смерти:

Итака, штат Нью-Йорк, США

Страна:

State flag of Austria (1918-1934).gif Австрия, затем АвстралияFlag of Australia.svg Австралия, затем СШАFlag of the United States.svg США

Научная сфера:

физика

Место работы:

Корнелльский университет

Альма-матер:

Университет Сиднея

Научный руководитель:

Рудольф Пайерлс

Известен как:

соавтор уравнения Бете—Солпитера, вывел функцию масс Солпитера в астрофизике

Награды и премии


Золотая медаль Королевского астрономического об-ва (1973)
Премия Р. Оппенгеймера (1974)
Премия Генри Норриса Рассела (1974)
Медаль К. Шварцшильда (1985)
Медаль Брюс (1987)
Премия Крафорда (1997)
Премия Х. Бете (1999)

Сайт:

astrosun2.astro.cornell.edu/people/facstaff-detail.php?pers_id=110

Э́двин Солпи́тер (англ. Edwin Ernest Salpeter; 3 декабря 1924, Вена, Австрия26 ноября 2008, Итака, штат Нью-Йорк, США)[3][4]американский физик-теоретик и астрофизик (занимался также биофизикой), член Национальной АН США (1967), один из основоположников современной теории строения и эволюции звёзд.

Окончил Университет Сиднея в 1945 году. В 1948 году защитил диссертацию на звание доктора философии в Бирмингемском университете, с 1949 года до конца жизни работал в Корнелльском университете (c 1956 года — в должности профессора, с 1997 года — в качестве почётного профессора).

Работы посвящены разнообразным физическим проблемам, главным образом — ядерной физике, квантовой электродинамике, квантовой теории атомов, физике плазмы, астрофизике.

Солпитер был известен также своей активной гражданской позицией: так, он был активистом общественного движения в США против войны в Ираке и соавтором открытого обращения американских физиков к Конгрессу за предотвращение планировавшегося администрацией президента Буша ядерного удара по Ирану.[5][6]

В честь Эдвина Солпитера названа малая планета (11757 Salpeter).

Основные научные достижения[править | править вики-текст]

Эдвин Солпитер изучал эволюцию и источники энергии звёзд, образование сложных молекул в межзвёздном пространстве, модели пульсаров.

Совместно с Х. Бете вывел уравнение релятивистской квантовой механики для описания двух взаимодействующих частиц — уравнение Бете — Солпитера (1951), широко применяющееся в теории элементарных частиц.

Открыл роль бериллиевого резонанса в теории звёздной эволюции (1952), а именно, объяснил, как тройная альфа-реакция при посредстве метастабильного состояния ядра бериллия приводит к образованию углерода в звёздах с температурой выше 100 — 200 млн градусов (впоследствии У. Фаулер показал, что помимо бериллиевого важную роль играет ещё и углеродный ядерный резонанс).

Вывел закон распределения начальных звёздных масс, известный как функция масс Солпитера (1955).

Солпитер и Я. Б. Зельдович в 1964 году первыми (независимо друг от друга) выдвинули предположение (теперь ставшее общепринятым), что источниками энергии квазаров служат аккреционные диски вокруг массивных чёрных дыр.

Открыл эффект гигантского усиления термоядерного горения в звёздах за счёт плазменного экранирования кулоновского отталкивания ядер и вывел описывающую этот эффект формулу Солпитера для фактора экранирования.

Автор более 400 научных работ,[7] в том числе соавтор до сих пор широко использующейся физиками книги: Х. Бете, Э. Солпитер. Квантовая механика атомов с одним и двумя электронами. — М.: Физматгиз, 1960. — 566 с. (англ. Hans A. Bethe and Edwin E. Salpeter, Quantum mechanics of one- and two-electron atoms. — Berlin: Springer, 1957).

В последние годы жизни занимался биофизикой и её применением в медицине.

Биография[править | править вики-текст]

Детство и юность в Австрии[править | править вики-текст]

Эдвин Солпитер родился 3 декабря 1924 года в Вене (Австрия) в еврейской семье (оба его родителя были физиками, причём его отец в студенческие годы был другом Эрвина Шрёдингера), провёл некоторое время в Венгрии, затем вернулся в Вену, где поступил в начальную школу. В 10 лет провалил экзамены в гимназию (по его признанию — из-за того, что вместо подготовки читал романы Карла Мая[8]), после чего самостоятельно в течение года изучал латинский язык и другие академические дисциплины и поступил в гимназию на следующий год.

В 1938 году, после гитлеровского аншлюсса Австрии, большинство еврейских детей были исключены из школ, и только самым способным и успевающим было разрешено продолжить обучение в специальных еврейских школах. Среди «счастливчиков» оказался и Эдвин Солпитер. Однако вскоре, во время «хрустальной ночи», его пытались арестовать, и ему пришлось скрываться. Обучение было прервано. В 1939 году семья бежала из Австрии в Австралию.

Учёба в Австралии и Великобритании[править | править вики-текст]

С началом Второй мировой войны семья поселилась в Сиднее, где отец Эдвина получил работу на заводе по производству ламп накаливания. В 16 лет Эдвин поступил в Университет Сиднея. В то время его основным увлечением была химия, но при этом он наряду с другими студентами участвовал в разработке военных радаров (что было альтернативой военной службе).

В 1945 году, с окончанием войны, в Сиднее стала весьма популярной радиоастрономия, однако Эдвин Солпитер занялся зарождавшейся в те годы квантовой электродинамикой. Его магистерская диссертация по теории поля позволила ему получить престижную стипендию для продолжения обучения в Великобритании, где он стал аспирантом Бирмингемского университета под руководством Рудольфа Пайерлса, чья школа теоретической физики считалась тогда лучшей в Европе. Диссертация на звание доктора философии, которую Солпитер защитил в 1948 году, была посвящена проблеме сингулярности в квантовой теории поля. Она не получила известности, так как в то же самое время (в 1947 году) проблема была по существу решена Хансом Бете, который ввёл в теорию радиационные поправки и объяснил с их помощью лэмбовский сдвиг.

Жизнь и работа в США[править | править вики-текст]

После защиты диссертации, в 1949 году Солпитер присоединился к группе физиков-теоретиков, возглавляемой Х. Бете в Корнелле.

В 1950 году он женился на Мике (Мириам) Марк (англ. Miriam Mark),[9] занимавшейся в Корнелле психобиологией. Впоследствии она занялась нейробиологией и биофизикой (после её смерти в 2000 году Солпитер посвятил свою научную деятельность продолжению её незавершённых работ).

В начале 1950-х годов Солпитер занялся проблемой связанных состояний в релятивистской теории и вывел совместно с Х. Бете уравнение Бете—Солпитера (1951).

Вскоре после этого его интересы переключились на ядерную астрофизику. В то время эта наука испытывала большие трудности в связи с кажущейся невозможностью построить цепочку ядерных реакций, приводящую к образованию углерода из гелия в недрах звёзд (промежуточные нуклиды бериллия распадались быстрее, чем могли прореагировать). Солпитер разрешил эту проблему, показав, что углерод образуется в звёздах результате одновременного слияния трёх ядер гелия — тройной альфа-реакции — не напрямую, а при посредстве промежуточного метастабильного состояния ядра бериллия[10] (этот ядерный резонанс незадолго до того был открыт У. Фаулером). Тогда же Фаулер предсказал, а впоследствии (в 1958 году) экспериментально открыл ещё один, углеродный ядерный резонанс с той же энергией, что позволило окончательно устранить противоречия между ядерной физикой и теорией звёздной эволюции.

В 1953 году у Эдвина и Мириам родилась дочь Джуди (англ. Judy), после чего они 1 год провели в только что основанном Австралийском национальном университете (АНУ) в Канберре. Перед отъездом в Австралию Солпитер принял участие в Мичиганском симпозиуме по астрофизике, где общение с Г. Гамовым, В. Бааде и другими выдающимися физиками того времени во многом повлияло, по словам Солпитера,[8] на направление его последующих астрофизических исследований.

Во время пребывания в Австралии в 1954 году Солпитер впервые оценил поправки к скоростям термоядерных реакций в звёздах, возникающие за счёт экранирования электронами кулоновских сил отталкивания между ионами в звёздном веществе.[11] Впоследствии он ещё не раз возвращался к проблеме усиления ядерных реакций в плазме за счёт экранирования. До сих пор активно цитируется статья, написанная им в 1969 году совместно со его тогдашним аспирантом Хью Ван Хорном,[12] в которой изучено пикноядерное горение в звёздах — процесс «холодного» слияния ядер, обусловленный не высокой температурой (как в термоядерных реакциях), а высокой плотностью вещества.

В середине 1950-х Дж. Бербидж, Е. М. Бербидж, У. Фаулер и Ф. Хойл показали, как тяжёлые элементы образуются в массивных звёздах на разных стадиях эволюции.[13] Однако для того, чтобы вычислить полную скорость производства тяжёлых элементов во Вселенной, необходимо знать начальное распределение звёзд по массам, о котором тогда почти ничего не было известно. Эдвин Солпитер в 1955 году, используя весьма скудные в то время данные о различиях разных звёздных популяций, вывел приближённую форму зависимости числа вновь рождающихся звёзд от их массы — начальную функцию масс (en:Initial mass function) и вычислил содержание тяжёлых элементов в межзвёздном газе, а также долю звёзд, которые к настоящему времени превратились в белые карлики[14]. Основные выводы и оценки, полученные им тогда, не устарели и по сей день, а его формула дла начальной функции масс известна как функция Солпитера (Солпитер впоследствии считал эту статью своей лучшей работой[8]).

В 1954 году Солпитер получил предложение возглавить кафедру теоретической физики в АНУ, однако отказался от него и в сентябре 1954 года вернулся в Итаку. Это было сделано по двум причинам: во-первых: он не хотел отказываться от занятий астрофизикой в пользу физики высоких энергий (что ему пришлось бы сделать, прими он предложение АНУ), а во вторых, в Корнелле были лучшие возможности для работы его жены Мириам (которая вскоре занялась нейробиологией).

Солпитер получил должность профессора Корнелльского университета в 1956 году.

В 1955 году родилась дочь Солпитера Шелли (англ. Shelley).

В конце 1950-х в рамках сотрудничества с Агентством перспективных исследовательских проектов США (ARPA) Солпитер показал, что обратное рассеяние радиоволн электронами ионосферы даёт сдвиг частоты, связанный с плазменной частотой.[15] Эта работа стала самой цитируемой его статьёй, потому что эффект нашёл применение в качестве удобного метода измерения плотности электронов в лабораторной плазме.

В 1960-е годы Солпитер выполнил со своими учениками ряд работ в области статистической механики, в частности по вычислению уравнения состояния плотной плазмы, которые нашли применение в исследованиях белых карликов, нейтронных звёзд и планет-гигантов. В эти же годы Солпитер принял участие в обсуждениях природы квазаров, выдвинул верное предположение о том, что источником их энергии является аккреция на чёрную дыру и исследовал такую аккрецию.

Начиная с 1960-х и до 1990-х годов Солпитер время от времени по совместительству занимал различные административные должности, в частности (ближе к концу карьеры) должность директора Центра радиофизических и космических исследований Корнельского университета. Он также внёс важный вклад в разработку противоракетной обороны (ПРО) в 1960-х. Солпитер прекратил эту деятельность с началом вмешательства США в войну во Вьетнаме, но впоследствии входил в число консультантов по ПРО при администрации Рейгана.

В 1990-х Эдвин Солпитер и его студент китайского происхождения, а затем аспирант Дун Лай (Dong Lai, ныне профессор Корнелльского университета) выполнили серию работ по исследованию свойств атомов, молекул, ионов и плазмы в атмосферах нейтронных звёзд с сильным магнитным полем. Примерно в это же время Солпитер со своими коллегами в Корнелле исследовали проблемы динамики галактик и тёмной материи.

Время от времени Солпитер принимал участие в работах своей жены Мириам по изучению нейромышечных соединений. Он возглавил лабораторию Мириам после её смерти в октябре 2000 года. Солпитер также провёл ряд исследований по эпидемиологии туберкулёза совместно с дочерью-физиком Шелли Солпитер, а впоследствии и с внуком Николасом Бакли (Nicholas Buckley).[16]

Солпитер вышел на пенсию в 1997 году, при этом не прекратив научной деятельности. За ним осталось пожизненное звание почётного профессора Корнельского университета. В 1998 году университет в честь его заслуг учредил серию Солпитеровских лекций.[17]

Солпитер умер от лейкемии на 84-м году жизни у себя дома в Итаке. После него остались его вторая жена Антония (Antonia "Lhamo" Shouse Salpeter), дочери Джуди и Шелли и четверо внуков.

Награды[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 Record #104799056 // Gemeinsame NormdateiLeipzig: Deutschen Nationalbibliothek, 2012—2014. Проверено 9 апреля 2014.
  2. http://www.independent.co.uk/news/obituaries/professor-edwin-salpeter-seminal-astrophysicist-who-made-pivotal-contributions-to-the-study-of-the-universe-1637579.html
  3. В США скончался астрофизик Эдвин Солпитер // Газета.ру, 29.11.2008
  4. Correction: Edwin Salpeter obituary (поправка к дате смерти) // Fox News, 08.12.2008
  5. Salpeter and Gottfried sign letter urging Congress to pass binding resolution against nuclear weapons // Cornell Chronicle, 13.02.2007
  6. The U.S. Congress should act against nukes // International Herald Tribune, 14.02.2007
  7. Публикации Эдвина Солпитера
  8. 1 2 3 A Generalist Looks Back
  9. Miriam Salpeter's legacy
  10. Salpeter, E. E. (1952), "«Nuclear Reactions in Stars Without Hydrogen»", The Astrophysical Journal Т. 115: 326–328, DOI 10.1086/145546 
  11. Salpeter, E. E. (1954), "«Electrons Screening and Thermonuclear Reactions»", Australian Journal of Physics Т. 7: 373–388 
  12. Van Horn H.M., Salpeter E.E. Nuclear reaction rates at high densities // Astrophys. J.. — 1969. — Т. 156. — С. 953.
  13. Burbidge E.M., Burbidge G.R., Fowler W.A., Hoyle F. Synthesis of the Elements in Stars // Rev. Mod. Phys.. — 1957. — Т. 29. — С. 547—650.
  14. Salpeter, E. E. (1955), "«The Luminosity Function and Stellar Evolution»", The Astrophysical Journal Т. 121: 161–167, DOI 10.1086/145971 
  15. Salpeter E.E. Electron density fluctuations in a plasma // Phys. Rev.. — 1960. — Т. 120. — С. 1528.
  16. Salpeter E.E., Salpeter S.R. Mathematical model for the epidemiology of tuberculosis, with estimates of the reproductive number and infection-delay function // Am. J. Epidemiol.. — 1998. — Т. 142. — С. 398.
  17. The Salpeter Lectureship Series

Литература[править | править вики-текст]

Edwin E. Salpeter A Generalist Looks Back // Annu. Rev. Astron. Astrophys.. — 2002. — Т. 40. — С. 1—25.

Ссылки[править | править вики-текст]