Thomas, Luelin

Luelyn Hillet Thomas
Llewellyn Hilleth Thomas
Data nașterii 21 octombrie 1903( 21.10.1903 ) [1] [2] [3]
Locul nașterii Londra
Data mortii 20 aprilie 1992( 20.04.1992 ) [2] [3] (88 de ani)
Un loc al morții Raleigh , Carolina de Nord
Țară
Sfera științifică fizica teoretica
matematica aplicata
Loc de munca Universitatea de Stat din Ohio Universitatea
Columbia Universitatea
din Carolina de Nord
Alma Mater Universitatea Cambridge
consilier științific Ralph Fowler
Elevi Leonard Schiff
Walter McAfee
R. R. Newton
Cunoscut ca autor al teoriei Thomas-Fermi , algoritmul Thomas , idei despre precesia lui Thomas
Premii și premii membru al Societății Americane de Fizică [d] Premiul Davisson-Germer pentru fizica atomică sau de suprafață [d] ( 1982 )
 Fișiere media la Wikimedia Commons

Llewellyn Hilleth Thomas ( ing.  Llewellyn Hilleth Thomas ; 21 octombrie 1903 , Londra  - 20 aprilie 1992 , Raleigh ) - fizician teoretician britanic și american și specialist în matematică aplicată . Lucrarea științifică a lui Thomas este dedicată fizicii atomice , nucleare și moleculare , teoria relativității , astrofizică , hidrodinamică , teoria acceleratorilor de particule elementare , crearea și utilizarea metodelor de calcul pentru rezolvarea problemelor fizice. Principalele realizări ale omului de știință includ utilizarea efectelor relativiste pentru a calcula interacțiunea spin-orbita în atomul de hidrogen ( precesia Thomas ) și crearea unei teorii aproximative a sistemelor cuantice cu mai multe particule ( teoria Thomas-Fermi ).

Biografie

Londra - Cambridge - Copenhaga (1903-1929)

Lwelyn Hillet Thomas s-a născut la Londra , cel mai mare dintre cinci copii dintr-o familie de rădăcini galeze . Tatăl său, Charles James Thomas, a fost ofițer medical pentru sănătate la Londra . Până la vârsta de șapte ani, Hillett, așa cum era numit în mod obișnuit de rude și prieteni, a fost crescut acasă de mama sa, Winifred Mae Thomas (înainte de căsătoria ei, Lewis), care și-a învățat fiul să citească, să scrie, aritmetică, geometrie elementară. , și istorie. Apoi a intrat într-o școală primară privată, iar de la 11 până la 18 ani a urmat școala privată din Londra Merchant Taylor's School , unde a studiat latină și greacă, matematică, fizică și chimie, inclusiv din cărțile lui J. J. Thomson ( Elements of Electricity and Magnetism ), James Jeans ( Mecanica ) și William Osgood ( Calcul ). În 1919, Thomas a promovat examenele de admitere la Universitatea din Londra , iar în 1921 - examenele premergătoare examenului final ( examenul intermediar ) și a primit o bursă pentru a studia la Trinity College, Universitatea Cambridge, cu accent pe matematica pură și aplicată. La Cambridge a urmat cursurile lui Charles Galton Darwin , John Littlewood , Geoffrey Taylor , Ralph Fowler , Arthur Eddington , Arthur Milne și Joseph Larmor . În 1923, Thomas a primit o bursă pentru a studia la un colegiu superior ( bursa de studii superioare ), iar un an mai târziu, după ce a absolvit cu succes un curs de matematică ( Mathematical Tripos ), a primit o diplomă de licență în matematică cu onoruri și un Isaac Newton. Studentship ( Isaac Newton Studentship ) [4 ] .

În acest moment, Thomas a început să lucreze sub conducerea lui Ralph Fowler pe probleme legate de teoria cuantică a structurii atomului. Mecanica cuantică nu fusese încă creată până în acel moment, așa că problema trecerii particulelor încărcate prin materie a fost luată în considerare de un om de știință începător în cadrul așa-numitei teorii cuantice veche , în special, el a folosit unele dintre rezultatele Douglas Hartree (un alt student al lui Fowler) referitor la orbitele electronilor din atomul Bohr . Thomas a scris, de asemenea, o lucrare despre invarianții adiabatici în teoria cuantică și a primit Premiul Smith pentru aceasta . În 1925, Thomas a primit o bursă pentru un stagiu (boursă de călătorie ) și a mers pentru un an la Institutul Niels Bohr din Copenhaga , unul dintre principalele centre în care se crease mecanica cuantică la acea vreme [5] . Cu toate acestea, după propria sa recunoaștere, Thomas „a fost întotdeauna lent în a accepta idei noi și nu a înțeles niciuna dintre ele timp de patru sau cinci ani” [Comm 1] [6] .

În timpul șederii sale la Copenhaga, tânărul om de știință, lucrând independent, a obținut câteva rezultate importante. În Calcularea câmpurilor atomice ,  1927, a dezvoltat un model statistic cvasiclasic al atomului, în care electronii sunt distribuiți uniform în spațiul de fază , iar densitatea electronilor este legată în mod unic de energia potențială din câmpul electromagnetic creat de nuclee și alți electroni. După ce a obținut o ecuație auto-consistentă pentru potențial și a rezolvat-o numeric, Thomas a reușit să calculeze valoarea sarcinii nucleare efective ecranate de electroni, în acord satisfăcător cu datele preluate din alte surse. Teoria a fost dezvoltată independent în 1927 de Enrico Fermi , care a aplicat noi statistici cuantice pentru dezvoltarea sa, generalizate în 1930 de Paul Dirac , care a luat în considerare interacțiunea de schimb între electroni și, prin urmare, este numită teoria Thomas-Fermi sau Thomas- Teoria Fermi-Dirac . În anii următori, modelul Thomas-Fermi, în ciuda limitărilor sale, a fost utilizat pe scară largă pentru a obține rezultate calitative aproximative în fizica atomică și nucleară, fizica plasmei, astrofizică și fizica stării solide și a servit ca prototip pentru teoria funcțională modernă a densității dezvoltată în mijlocul anilor 1960 [ 7] .

O altă realizare a lui Thomas în timpul șederii sale la Copenhaga a fost explicarea mărimii divizării liniilor structurii fine a spectrelor din cauza așa-numitei precesii Thomas - o corecție relativistă a interacțiunii spin-orbita , care apare datorită la necomutativitatea adunării vitezelor și care trebuie luată în considerare atunci când se consideră mișcarea unei particule cu spin (electron) în jurul miezului. Ipoteza spinului, propusă cu puțin timp înainte de Goudsmit și Uhlenbeck , a fost îndoielnică, deoarece a dat o valoare a divizării liniei în atomul de hidrogen care era de două ori mai mare decât cea observată experimental. Contabilizarea efectelor relativiste a explicat apariția în formula a coeficientului , adesea numit factor Thomas, și a făcut astfel posibilă obținerea unei structuri de linie fină compatibilă cu datele experimentale și împărțirea lor în efectul Zeeman anormal . Mai târziu, în 1926, Thomas a analizat problema generală a mișcării unui electron în rotație într-un câmp electromagnetic extern și a obținut ecuații care au fost redescoperite în 1959 și sunt cunoscute sub numele de ecuația Bargmann-Michel-Telegdi . Aceste relații au fost folosite pentru a explica efectele polarizării spinului în inelele de stocare electroni-pozitroni și în experimente cu muoni [8] . Lucrarea lui Thomas „The Motion of the Spinning Electron” ( 1926 ) a jucat un rol decisiv în acceptarea ideilor despre spin și a convins chiar și un sceptic precum Wolfgang Pauli [9] de existența sa .  

La întoarcerea sa la Cambridge, Thomas a fost ales membru al Trinity College, în 1927 și-a susținut teza de doctorat, iar un an mai târziu a primit o diplomă de master în arte [10] .

Universitatea de Stat din Ohio (1929–1946)

În 1929, la recomandarea lui Fowler, Thomas a primit un post de profesor asistent la Universitatea de Stat din Ohio , iar în 1936 a devenit profesor titular de fizică. Aici a predat o serie de cursuri în diferite ramuri ale fizicii, astrofizicii și astronomiei. În acest moment, interesele sale științifice acopereau o gamă largă de subiecte: fizica atomică și nucleară, astrofizică, teoria cuantică a moleculelor și solidelor complexe, fizica acceleratorilor , teoria cuantică a câmpului , dinamica gazelor și lichidelor, matematica computațională . Așa că, în 1930, a scris un articol de pionierat despre viscozitatea radiațiilor, adică radiația undelor electromagnetice prin mișcarea fluxurilor de materie, de exemplu, în vecinătatea stelelor. Într-o altă lucrare importantă, scrisă în 1935, Thomas a analizat problema interacțiunii dintre nucleoni și a aplicat rezultatele sale la o descriere a structurii nucleului de tritiu . În 1938, el a arătat că într-o anumită configurație a câmpului magnetic, presupunând o dependență periodică de unghiul azimutal, orbitele particulelor încărcate dintr-un ciclotron se dovedesc a fi stabile și izocrone . Acest rezultat a stat la baza ideii unui ciclotron izocron, un dispozitiv care și-a găsit o largă aplicație în fizica nucleară și medicină [11] .

În timpul celui de-al Doilea Război Mondial , între 1943-1945, Thomas a lucrat la Aberdeen Proving Ground , la Laboratorul de Cercetare Balistică . Aici a fost angajat în cercetări militare în domeniul balisticii și al fizicii exploziilor, a scris mai multe rapoarte interne și un articol despre undele de șoc . Printre colegii săi s-au numărat Gregory Breit , Subramanyan Chandrasekhar și Edwin Hubble . După război, Thomas a continuat să coopereze cu acest laborator și a fost membru al comitetului științific al acestuia. Anul universitar 1945/46 a fost ultimul an petrecut la Universitatea de Stat din Ohio [12] .

Universitatea Columbia și IBM (1946–1968)

În 1946, la recomandarea lui Isidor Rabi și John von Neumann , Thomas a fost invitat să lucreze la noul înființat Thomas J. Watson Scientific Computing Laboratory de la Universitatea Columbia , care a fost finanțat de IBM . În conformitate cu condițiile de muncă din companie, a ocupat funcția de „tehnician” ( tehnician ) și s-a ocupat de problemele utilizării computerelor pentru cercetarea științifică și, de asemenea, a ținut prelegeri la universitate despre metodele de rezolvare numerică a ecuațiilor diferențiale . În 1946, Thomas a fost primul care a prezentat ideea memoriei pe nuclee magnetice , a dezvoltat ulterior principiile stocării informațiilor folosind o linie de întârziere electromagnetică , a propus o metodă de rezolvare a sistemelor de ecuații liniare, cunoscută sub numele de Thomas. algoritmul , a fost unul dintre primii care a folosit metode computerizate pentru a rezolva o serie de probleme fizice (de exemplu, găsirea prin iterație a funcțiilor de undă ale unui sistem de trei particule cuantice, rezolvarea problemelor de hidrodinamică, teoria elasticității, calcularea distribuției electronilor). densitatea în atomi). Rolul lui Thomas în implementarea diferitelor programe și cercetări în laborator a fost atât de mare încât directorul său Wallace Eckert a remarcat odată: „Probabil, ar trebui să existe o celulă separată pe organigrama cu numele Thomas” [Comm. 2] . În plus, în 1950 a primit un post de profesor la Departamentul de Fizică a Universității, unde a ținut prelegeri despre relativitate generală , teoria grupurilor , mecanică cuantică, magnetohidrodinamică . Lucrările sale în domeniul fizicii în această perioadă au fost consacrate studiului dinamicii particulelor relativiste, hidrodinamicii, calculului distribuției sarcinii în atomi complecși etc. Datorită versatilității și profunzimii sale de cunoștințe, Thomas a devenit cunoscut în departamentul de fizică ca „ înțeleptul străzii 116 ” [13] [14] .

În 1954, când în Statele Unite se dezvoltau proiecte mari de sateliți, Thomas a propus modalități de protecție împotriva navelor spațiale potențial inamice. Acest lucru a atras atenția asupra lui în apogeul macarthismului , deoarece nu era cetățean american și, prin urmare, activitățile sale erau suspecte. Pentru a avea acces la munca secretă și a scăpa de probleme, în 1957 Thomas a primit cetățenia americană. Pe lângă Laboratorul de Balistică, a colaborat cu Laboratorul de Articole Navale și Proiectul Sherwood al Comisiei pentru Energie Atomică . În 1968, Thomas s-a retras din posturile sale la Laboratorul Watson și Universitatea Columbia [15] .

Ultimii ani (1968-1992). Familie

După pensionare, Thomas a devenit profesor invitat de fizică și matematică la Universitatea din Carolina de Nord , unde a predat și a făcut cercetări până în 1976. În 1980, Facultatea de Fizică a acestei universități a înființat anual Thomas Lecture ( LH Thomas Lecture ), care a invitat oameni de știință proeminenți să citească. Thomas a murit în Raleigh, Carolina de Nord, pe 20 aprilie 1992, la vârsta de 88 de ani [16] .

Cu viitoarea sa soție Naomi Estelle Frech ( Naomi Estelle Frech ), Thomas s-a întâlnit în toamna anului 1929 la Universitatea de Stat din Ohio, unde fata era studentă. Ea a primit masteratul în spectroscopie în 1932 și s-au căsătorit un an mai târziu. În următorii nouă ani, au avut patru copii - doi băieți (unul dintre ei a murit la vârsta de opt ani) și două fete. Naomi Estel a fost profesoară de matematică și fizică la Packer Collegiate Institute și a supraviețuit soțului ei cu aproape 16 ani [17] .

Premii și abonamente

Publicații majore

Note

Comentarii
  1. ↑ Am fost întotdeauna lent în a accepta idei noi și nu am înțeles nimic din asta timp de patru sau cinci ani.
  2. ↑ Poate că ar trebui să existe o casetă pe organigrama cu eticheta LH Thomas.
Surse
  1. ↑ https://physicstoday.scitation.org/doi/10.1063/1.2808649
  2. ↑ 1 2 Llewellyn Hilleth Thomas // Enciclopedia Brockhaus  (germană) / Hrsg.: Bibliographisches Institut & FA Brockhaus , Wissen Media Verlag
  3. ↑ 1 2 Brozović D. , Ladan T. Llewellyn Hilleth Thomas // Hrvatska enciklopedija  (croată) - LZMK , 1999. - 9272 p. — ISBN 978-953-6036-31-8
  4. ↑ Jackson, 2009 , pp. 4-5.
  5. ↑ Jackson, 2009 , pp. 5-6.
  6. ↑ Thomas, 1975 , p. 3.
  7. ↑ Zangwill, 2013 , pp. 339-342.
  8. ↑ Jackson, 2009 , pp. 6-7, 14.
  9. ↑ Jammer M. Evoluția conceptelor de mecanică cuantică. - M . : Nauka, 1985. - S. 155.
  10. ↑ 12 Jackson , 2009 , p. opt.
  11. ↑ Jackson, 2009 , pp. 8-9.
  12. ↑ Jackson, 2009 , p. 9.
  13. ↑ Jackson, 2009 , pp. 9-10.
  14. ↑ Brennan JF Laboratorul IBM Watson de la Universitatea Columbia: O istorie . - NY: International Business Machines Corporation, 1971. - P. 40-41. Arhivat pe 15 martie 2016 la Wayback Machine
  15. ↑ Jackson, 2009 , pp. 10-11.
  16. ↑ Jackson, 2009 , pp. unsprezece.
  17. ↑ 1 2 3 4 5 Jackson, 2009 , p. 12.
  18. ↑ Jackson, 2009 , p. 6.

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Site-uri tematice
Dicționare și enciclopedii
În cataloagele bibliografice