Карл Эккарт

Карл Эккарт
Рожденный	4 мая 1902 г. Сент-Луис, Миссури, США
Умер	23 октября 1973 г. Ла-Хойя, Калифорния
Альма-матер	Вашингтонский университет в Сент-Луисе (BS,MS) Принстон (доктор философии)
Известный	Теорема Вигнера – Эккарта Теорема Эккарта – Янга Условия Эккарта Эккарт потоковое
Награды	Избран в Национальную академию наук. Стипендия Гуггенхайма Медаль Александра Агассиса 1966 г. Медаль Уильяма Боуи 1972 г.
Научная карьера
Поля	физика физическая океанография геофизика
Учреждения	Чикагский университет UCSD

Карл Генри Эккарт (4 мая 1902 — 23 октября 1973) — американский физик, физический океанограф, геофизик и администратор. Он был соавтором теоремы Вигнера-Экарта , а также известен условиями Эккарта в квантовой механике. теорема Эккарта – Янга в линейной алгебре., и его работы по неравновесной термодинамике и механике сплошной среды, включая релятивистскую трактовку.

Ранний период жизни

Эккарт родился единственным ребенком в Сент-Луисе, штат Миссури , в консервативной семье немецкого происхождения. Он поступил в колледж в 1919 году в Вашингтонском университете в Сент-Луисе , где получил степени бакалавра и магистра по специальности инженерное дело. Однако благодаря Артуру Холли Комптону , преподавателю физики, а затем канцлеру, Эккарт решил продолжить свое образование по физике в Принстоне, куда он поступил в 1923 году по исследовательской стипендии Edison Lamp Works. Эккарту была присвоена степень доктора философии. в 1925 году.

написал статью Во время учебы в аспирантуре Эккарт вместе с Карлом Комптоном : брат Артура Комптона о низковольтных дугах, особенно о колебательных явлениях, возникающих при диффузии электронов в полях низкого напряжения. Он продолжил это направление работы после получения докторской степени. на стипендию Национального исследовательского совета Калифорнийского технологического института (Калифорнийский технологический институт) в период с 1925 по 1927 год. Макс Борн , директор Института теоретической физики Геттингенского университета и соавтор матричной формулировки квантовой механики с Вернером Гейзенбергом , приехал в Калифорнийский технологический институт зимой 1925 года и прочитал лекцию о своей работе. Лекция Борна дала Эккарту импульс к исследованию возможного общего операторного формализма для квантовой механики. Работая в начале 1926 года, Эккарт разработал формализм. Когда вышла Эрвина Шрёдингера первая статья в серии четыре Когда в январе была опубликована волновая формулировка квантовой механики, Эккарт вскоре понял, что матричная и волновая формулировки квантовой механики эквивалентны; он представил свою статью в Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки для публикации. Однако об этом было сообщено 31 мая 1926 г., и Шрёдингера статья об эквивалентности было получено 18 марта 1926 г., что отдало ему должное за реализацию. В 1927 году Эккарт получил стипендию Гуггенхайма для проведения постдокторских исследований и исследований вместе с Арнольдом Зоммерфельдом в Мюнхенском университете Людвига-Максимилиана, одном из трех основных центров развития квантовой механики (остальные - Геттинген под руководством Борна и Копенгагенский университет под руководством Нильса) . Бор . Также в Мюнхене одновременно с Эккартом находились Рудольф Пайерлс и два других стипендиата Гуггенхайма, Эдвин К. Кембл и Уильям В. Хьюстон . В Мюнхене Эккарт работал над квантовомеханическим поведением простых осцилляторов, используя уравнение Шредингера , а также над операторным исчислением, связанным с матричной формулировкой квантовой механики. Он также применил свою работу к теории электронов и проводимости металлов с использованием статистики Ферми и стал соавтором статьи. по этому вопросу с Зоммерфельдом и Уильямом В. Хьюстоном .

Карьера

Артур Комптон , Вернер Гейзенберг , Джордж С. Монк , Поль Дирак , Карл Эккарт , Генри Гейл , Роберт Малликен , Фридрих Хунд , Фрэнк К. Хойт . Чикаго, 1929 год.

Чикагский университет

Вернувшись в США в 1928 году, Эккарт был назначен доцентом физического факультета Чикагского университета , где продолжал свои работы по квантовой механике еще 14 лет. Заслуживает внимания статья, написанная в соавторстве с Гельмутом Хёнлем , получившим докторскую степень под руководством Зоммерфельда в 1926 году; в статье об основах квантовой механики речь шла о роли теории групп в квантовой динамике одноатомных систем и сравнении ядерных теорий Вернера Гейзенберга и Юджина Вигнера . В этот период Эккарт разработал свою формулировку теоремы Вигнера-Экарта – связи между группами преобразований симметрии, примененными к уравнению Шредингера, и законами сохранения энергии, импульса и углового момента. Теорема особенно полезна в спектроскопии . Вместе с ФК Хойт Эккарт перевел Книга Гейзенберга о физических принципах квантовой механики. В течение 1934–1935 учебного года Эккарт взял творческий отпуск в Институте перспективных исследований в Нью-Джерси , как и в 1952–1953 и 1960–1961 учебных годах. В этот период он опубликовал вместе с Гейлом Янгом доказательство теоремы Эккарта-Янга, которая решает задачу аппроксимации заданной матрицы методом наименьших квадратов матрицей более низкого ранга.

В декабре 1938 года в Германии Отто Хан и Фриц Штрассман провели эксперимент, который указал деление урана на . Они сообщили о своих результатах своей бывшей коллеге Лизе Мейтнер , сбежавшей из Германии в начале года. В январе 1939 года Мейтнер и ее племянник Отто Фриш правильно интерпретировали результаты эксперимента как деление урана. Весть об открытии распространилась очень быстро. Учитывая потенциал создания атомного оружия на основе деления и угрозу войны в Европе, это вызвало у многих, например у Лео Силарда , беспокойство , что Германия разработает атомное оружие. В результате двух встреч с Альбертом Эйнштейном , первой с Сцилардом и Юджином Вигнером , а также второй с Сцилардом и Эдвардом Теллером , Эйнштейн подписал письмо Эйнштейна-Сциларда президенту Франклину Делано Рузвельту (Рузвелт) в августе. Вторая мировая война В сентябре в Европе разразилась . Письмо было доставлено Рузвельту в октябре экономистом и банкиром Александром Саксом . В ответ на письмо, В том же месяце был сформирован Урановый комитет . Комитет был разбит на подразделы по темам. Подразделение «Теоретические аспекты», возглавляемое Энрико Ферми , располагалось в Чикагском университете, и Эккарт был его членом. Однако в 1941 году Эккарт вышел из комитета из-за своих настроений против атомной бомбы. Также примечательны в этот период его работы по термодинамике необратимых процессов.

Калифорнийский университет, Сан-Диего

С вступлением Соединенных Штатов во Вторую мировую войну в декабре 1941 года у научного сообщества возрос стимул участвовать в военных действиях. Подводные лодки стран Оси наносили ущерб союзным кораблям, а ВМС США обратились к университетским ученым по поводу оптического и акустического обнаружения подводных лодок. Б. О. Кнудсен, директор недавно созданного отдела военных исследований Калифорнийского университета, и его коллега Л. П. Дельсассо обратились к Эккарту за помощью. Эккарт (доцент) взял отпуск из Чикагского университета, чтобы заняться этой проблемой, начав таким образом свое 31-летнее пребывание в Калифорнии. С 1942 года он был помощником директора Отдела военных исследований, а затем стал директором и занимал эту должность до 1946 года.

В 1946 году Эккарт официально оставил свою должность в Чикагском университете и стал профессором геофизики в Океанографическом институте Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего (UCSD). Эту должность он занимал до 1971 года. В 1946 году он также стал первый директор Морской физической лаборатории (MPL) Калифорнийского университета. MPL была основана Эккартом, Роджером Ревеллом и адмиралом Роусоном Беннеттом для проведения геофизических исследований, представляющих общий интерес для академического и военно-морского сообщества. В 1948 году MPL стала неотъемлемой частью Океанографического института Скриппса, и Эккарт был четвертым директором Скриппса до 1950 года. Эккарт внес свой вклад в геофизику, связав теоретические гидродинамические упражнения с реальными физическими свойствами воды. В последующие десятилетия он исследовал тепловые слои океана и атмосферы, о которых написал книгу, передачу звука в море, турбулентность, взаимодействие воздуха и моря, образование и структуру поверхностных и внутренних океанских волн.

После Второй мировой войны Эккарт собрал свои и другие работы по подводному обнаружению и опубликовал секретный том под названием «Принципы и применение подводного звука» , который был впервые опубликован в 1946 году. Он был рассекречен в 1954 году и переиздан в 1968 году. стандартная ссылка.

В период с 1957 по 1959 год Эккарт был членом редакционно-консультативного совета серии статей по прикладной математике и механике Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса . С 1959 по 1970 год он также был консультантом коммерческих предприятий, таких как General Dynamics Corporation и Rand Corporation .

С 1965 по 1967 год Эккарт был вице-канцлером по академическим вопросам Калифорнийского университета в Сан-Франциско. Затем он работал в Калифорнийском университете с 1967 по 1968 год в качестве заместителя представителя Института оборонного анализа , который состоял из 12 университетов-членов и функционировал как независимый источник исследований и рекомендаций для Министерства обороны .

Эккарт способствовал посмертной публикации некоторых работ математика Джона фон Неймана .

Личная жизнь

Эккарт женился на Эдит Луизе, урожденной Фрейзи, в 1926 году; они развелись в 1948 году. В 1958 году он женился на Кларе Дан фон Нейман , вдове математика Джона фон Неймана ; Клара погибла в 1963 году в результате утопления, официально признанного самоубийством. Сам Эккарт умер в Ла-Хойе , Калифорния .

Почести

• 1948 – Почетная грамота, подписанная президентом Гарри Трумэном.
• 1952 - избран членом Национальной академии наук.
• 1966 - Награжден медалью Александра Агассиса Национальной академии наук за вклад в океанографию.
• 1972 - Награжден медалью Уильяма Боуи Американским геофизическим союзом за выдающийся вклад в фундаментальную геофизику.

Книги

• Вернер Гейзенберг, перевод Карла Эккарта и Ф.К. Хойта «Физические принципы квантовой теории» (Дувр, 1930 г.)
• Карл Эккарт и другие. Принципы и применение подводного звука (NRDC, 1946). Первоначально засекреченный документ и опубликован в виде сводного технического отчета 6-го дивизиона , NDRC, том 7, Вашингтон, округ Колумбия, 1946 г. Рассекречен и распространен 7 сентября 1954 г. Перепечатано и распространено Управлением штаба военно-морского флота, Вашингтон, округ Колумбия, 1968.
• Карл Эккарт Гидродинамика океанов и атмосфер (Pergamon Press, 1960)

Избранная литература

• Эккарт, Карл (1926). «Решение проблемы простого осциллятора путем сочетания теорий Шрёдингера и Ланцоша» . Труды Национальной академии наук . 12 (7): 473–476. дои : 10.1073/pnas.12.7.473 . ISSN   0027-8424 . ПМЦ   1084628 . ПМИД   16587109 .
• Эккарт, Карл (1 октября 1926 г.). «Операторное исчисление и решение уравнений квантовой динамики». Физический обзор . 28 (4): 711–726. дои : 10.1103/PhysRev.28.711 . ISSN   0031-899X .
• Эккарт, Карл (1928). «Об электронной теории металлов, основанной на статистике Ферми, в частности на эффекте Вольта». Журнал физики (на немецком языке). 47 (1–2): 38–42. дои : 10.1007/BF01391054 . ISSN   1434-6001 .
• Эккарт, Карл (1 июля 1930 г.). «Применение теории групп к квантовой динамике одноатомных систем». Обзоры современной физики . 2 (3): 305–380. дои : 10.1103/RevModPhys.2.305 . ISSN   0034-6861 .
• Эккарт, Карл (1 апреля 1935 г.). «Некоторые исследования, касающиеся вращающихся осей и многоатомных молекул». Физический обзор . 47 (7): 552–558. дои : 10.1103/PhysRev.47.552 . ISSN   0031-899X .
• Эккарт, Карл (1 апреля 1948 г.). «Приближенное решение одномерных волновых уравнений». Обзоры современной физики . 20 (2): 399–417. дои : 10.1103/RevModPhys.20.399 . ISSN   0034-6861 .
• Эккарт, Карл (1940). «Термодинамика необратимых процессов. I. Простая жидкость». Физический обзор . 58 (3): 267–269. дои : 10.1103/PhysRev.58.267 .
• Эккарт, Карл (1940). «Термодинамика необратимых процессов. II. Смеси жидкостей». Физический обзор . 58 (3): 269–275. дои : 10.1103/PhysRev.58.269 .
• Эккарт, Карл (1940). «Термодинамика необратимых процессов. III. Релятивистская теория простой жидкости». Физический обзор . 58 (10): 919–924. дои : 10.1103/PhysRev.58.919 .

См. также

• Эккарт Гамильтониан

Ссылки

• Арнольд Зоммерфельд. ​​Некоторые воспоминания о моей педагогической карьере , Американский журнал физики 17 (5) 315-316 (1949)

Внешние ссылки

• Стенограмма устного исторического интервью с Карлом Эккартом 31 мая 1962 года, Американский институт физики, Библиотека и архив Нильса Бора.
• Биографические мемуары Национальной академии наук