Kraishnan, Robert

Robert Harry Kraichnan ( ing.  Robert Harry Kraichnan ; 15 ianuarie 1928, Philadelphia  - 26 februarie 2008, Santa Fe (New Mexico) [1] ) - fizician teoretician american , cel mai bine cunoscut pentru munca sa privind teoria hidrodinamică a turbulenței .

Biografie

Kraishnan și-a primit licența și doctoratul. în fizică de la Massachusetts Institute of Technology , absolvind în 1949. După terminarea diplomei, a lucrat la Institutul de Studii Avansate din Princeton în 1949/50 și a fost unul dintre ultimii asistenți ai lui Albert Einstein .

După Princeton, a lucrat la Universitatea Columbia și la Institutul Courant pentru Științe Matematice . Din 1962, a primit burse de cercetare și a lucrat ca consultant independent la Laboratorul Național Los Alamos , Universitatea Princeton , Biroul de Cercetare Navală, Instituția Oceanografică Woods Hole și NASA . În 2003, s-a întors la activitatea academică, luând un post de profesor la Universitatea Johns Hopkins , dar în acel moment era deja bolnav.

Lucrări științifice

Aplicarea metodelor teoriei câmpului la turbulența hidrodinamică

În anii 1950, munca sa s-a concentrat pe teoria câmpului cuantic și problema mecanică cuantică a mai multor corpuri . În 1957, Kraishnan a aplicat o abordare a teoriei câmpului fluxului fluidului. În urma lucrărilor anterioare ale lui Andrey Kolmogorov (1941), Lars Onsager (1945), Werner Heisenberg (1948), Carl Friedrich von Weizsäcker și alții cu privire la teoria statistică a turbulenței , el a aplicat o abordare bazată pe problema cuantică pentru studiul turbulenței. multe trupuri [2] [3] [4] . În 1964/1965, el a reelaborat această lucrare utilizând „abordarea lagrangiană pentru descrierea fluxului”, în care evoluția temporală a parametrilor de curgere este urmărită nu într-un punct dat în spațiu („abordarea euleriană”), ci într-un element dat de un fluid în mișcare [5] [6 ] [7] [8] [9] și a descoperit o corecție masivă pe care anterior o ignorase în mod eronat. Teoria statistică a turbulenței în fluidele vâscoase descrie curgerea unui fluid printr-o distribuție invariabilă la scară a câmpului de viteză, ceea ce înseamnă că valoarea caracteristică a fluctuațiilor vitezei în funcție de numărul de undă al perturbației („vortex”) este descris de o lege a puterii („spectrul” de turbulență). În turbulența staționară, turbulențele mai mari la lungimi de undă mai mari se rup în altele mai mici, transferându-și energia în mișcare la scări de lungime mai mici („cascada turbulentă”). Acest tip de disipare nu este cauzat de frecare la nivel molecular, ci de efectele neliniare ale ecuațiilor Navier-Stokes . În ultimele etape ale cascadei energetice, când energia este transferată în mișcare la cele mai mici scale de lungime, vâscozitatea devine importantă și energia este disipată în căldură.

Kraichnan și-a dezvoltat teoriile despre turbulență de-a lungul mai multor decenii și a fost unul dintre teoreticienii americani proeminenți în acest domeniu. Începând din 1967, el a susținut că, pentru turbulențele bidimensionale, energia nu cascadă de la scari mari (determinate de mărimea obstacolelor din flux) la cele mai mici, așa cum se întâmplă în trei dimensiuni, ci în schimb cascadă de la scară mică la scară mare. [10] . Această teorie se numește cascada de energie inversă și este aplicabilă în special oceanografiei și meteorologiei, deoarece curenții de pe suprafața pământului sunt aproximativ bidimensionali. Teoria a fost testată și confirmată în anii 1980 prin date culese de la baloanele meteorologice [11] .

De asemenea, de mare influență a fost și o lucrare din 1994 care a prezentat un model de turbulență exact rezolvabil, numit acum modelul Kraishnan . Acest model prezice exponenți de scalare anormali calculați exact pentru advecția unui câmp scalar pasiv, cum ar fi concentrația unui colorant introdus într-un lichid care nu difuzează, ci se mișcă odată cu lichidul [12] .

Relativitatea generală

În timp ce era încă în liceu, Kraishnan a studiat relativitatea generală cu sârguință , iar munca sa a câștigat prestigiosul concurs de știință Westinghouse pentru studenți. El a rescris această lucrare pentru teza sa de licență la MIT în 1947 sub titlul „Teoria cuantică a câmpului gravitațional liniar”. În lucrările ulterioare din 1955, Kraishnan a arătat că, în anumite ipoteze nerestrictive și fără principii, ecuațiile complete neliniare ale relativității generale decurg din forma sa liniarizată: și anume, din teoria câmpului cuantic a unei particule graviton fără masă cu spin 2 asociat. cu tensorul energie-impuls [13 ] [14] . Ecuațiile neliniare complete apar atunci când energia-impuls al gravitonilor înșiși este inclusă în tensorul energie-impuls în singurul mod auto-consistent posibil [15] .

Premii și premii

• 1993 - Premiul Otto Laporte [16] .
• 1997 - Premiul Lars Onsager [17] .
• 2000 - Academician al Academiei Naționale de Științe din SUA [18] .
• 2003 - medalia Dirac [19] .

Literatură

• P. A. Davidson, Y. Kaneda, K. Moffatt și K. R. Sreenivasan (eds). capitolul 10 // O călătorie prin turbulențe  . — 2011. — P. 229–272. - ISBN 978-0-521-19868-4 .

Note

1. ↑ Jeremy Pearce. Necrolog : Robert Kraichnan, fizician care a studiat turbulențele, a murit la 80 de ani  . The New York Times (8 martie 2008). Consultat la 15 februarie 2022. Arhivat din original pe 18 februarie 2022.
2. ↑ Kraichnan (1958). „Interacțiuni de ordin superior în teoria turbulenței omogene”. Fizica fluidelor . 1 (4): 358. Bibcode : 1958PhFl....1..358K . DOI : 10.1063/1.1705897 .
3. ↑ Kraichnan (1958). „Mecanica statistică ireversibilă a turbulenței hidromagnetice incompresibile”. Revizuirea fizică . 109 (5): 1407-1422. Cod biblic : 1958PhRv..109.1407K . DOI : 10.1103/PhysRev.109.1407 .
4. ↑ Kraichnan (1959). „Structura turbulenței izotrope la un număr Reynolds foarte mare.” Jurnalul de mecanică a fluidelor . 5 (4): 497. Bibcode : 1959JFM.....5..497K . DOI : 10.1017/S0022112059000362 .
5. ↑ Kraichnan (1964). „Decaderea turbulenței izotrope în aproximarea interacțiunii directe”. Fizica fluidelor . 7 (7): 1030. Bibcode : 1964PhFl....7.1030K . DOI : 10.1063/1.1711319 .
6. ↑ Kraichnan (1964). „Ipotezele lui Kolmogorov și teoria euleriană a turbulenței”. Fizica fluidelor . 7 (11): 1723. Bibcode : 1964PhFl....7.1723K . DOI : 10.1063/1.2746572 .
7. ↑ Kraichnan (1965). „Aproximația de închidere a istoriei lagrangiane pentru turbulențe”. Fizica fluidelor . 8 (4): 575. Bibcode : 1965PhFl....8..575K . DOI : 10.1063/1.1761271 .
8. ↑ Kraichnan (1966). „Turbulența izotropă și structura intervalului inerțial”. Fizica fluidelor . 9 (9): 1728. Bibcode : 1966PhFl....9.1728K . DOI : 10.1063/1.1761928 .
9. ↑ Kraichnan (1971). „Transfer în intervalul inerțial în turbulențe bi- și tridimensionale”. Jurnalul de mecanică a fluidelor . 47 (3): 525-535. Cod biblic : 1971JFM ....47..525K . DOI : 10.1017/S0022112071001216 .
10. ↑ Kraichnan (1967). „Intervalele inerțiale în turbulența bidimensională”. Fizica fluidelor . 10 (7): 1417. Cod biblic : 1967PhFl... 10.1417K . DOI : 10.1063/1.1762301 .
11. ↑ Boer, George (1983). „Turbulența bidimensională la scară largă în atmosferă”. Journal of the Atmospheric Sciences . 40 (1): 164-184. Cod biblic : 1983JAtS ...40..164B . DOI : 10.1175/1520-0469(1983)040<0164:LSTDTI>2.0.CO;2 .
12. ↑ Kraichnan (1994). „Scalarea anormală a unui scalar pasiv cu advecție aleatorie”. Scrisori de revizuire fizică . 72 (7): 1016-1019. Cod biblic : 1994PhRvL..72.1016K . DOI : 10.1103/PhysRevLett.72.1016 . PMID 10056596 . 
13. ↑ Kraichnan (1955). „Derivarea specială-relativistă a teoriei gravitației în general covariante”. Revizuirea fizică . 98 (4): 1118-1122. Cod biblic : 1955PhRv ...98.1118K . DOI : 10.1103/PhysRev.98.1118 .
14. ↑ Kraichnan (1956). „Posibilitatea unor mase gravitaționale și inerțiale inegale”. Revizuirea fizică . 101 (1): 482-488. Cod biblic : 1956PhRv..101..482K . DOI : 10.1103/PhysRev.101.482 .
15. ↑ În John Preskill și Kip S. Thorne. Prefață la Prelegerile Feynman despre gravitație . - 1995. - S. 7-8 . se subliniază că Einstein a fost extrem de sceptic față de această lucrare, care a contrazis în mod fundamental propria sa abordare geometrică a relativității generale, dar că idei similare au fost dezvoltate și de Suraj N. Gupta , Richard Feynman și Steven Weinberg
16. ↑ Site-ul web al Premiului Otto Laporte (ultimul acordat în 2003  ) . Data accesului: 15 februarie 2022.
17. ↑ Site-ul web al Premiului Lars Onsager  . Preluat la 15 februarie 2022. Arhivat din original la 29 octombrie 2021.
18. ↑ Robert H. Kraichnan  . nasonline.org . Preluat la 10 februarie 2022. Arhivat din original la 11 februarie 2022.
19. ↑ Medalii Dirac  2003 . Consultat la 15 februarie 2022. Arhivat din original pe 15 martie 2008.

Link -uri

• Frisch, Uriel . Necrolog  (engleză). Data accesului: 15 februarie 2022.

Site-uri tematice	Genealogie matematică zbMATH Deschide
În cataloagele bibliografice	GND : 1210069075 LCCN : nr.2016011699 SUDOC : 199681511 VIAF : 258145542846396642323 WorldCat VIAF : 258145542846396642323