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 общества (1973)
Премия Р. Оппенгеймера (1974)
Премия Генри Норриса Рассела (1974)
Медаль Карла 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 Normdatei — 2012—2015. 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]