Фрэнсис Берч (геофизик)

Фрэнсис Берч
Береза, гр. 1970 год
Рожденный	( 1903-08-22 ) 22 августа 1903 г. Вашингтон, округ Колумбия
Умер	30 января 1992 г. (30 января 1992 г.) (88 лет) Кембридж, Массачусетс
Альма-матер	Гарвардский университет
Известный	Закон Берча Уравнение состояния Берча-Мурнагана
Супруг	Барбара Ченнинг
Награды	Легион Заслуг (1945) Медаль Артура Л. Дэя (1950) Медаль Уильяма Боуи (1960) Национальная медаль науки (1967) Премия Ветлесена (1968). Медаль Пенроуза (1969) Золотая медаль Королевского астрономического общества (1973 г.).
Научная карьера
Поля	Геофизика
Учреждения	Гарвардский университет
Докторантура	Перси Бриджмен
Подпись

Альберт Фрэнсис Бёрч (22 августа 1903 — 30 января 1992) — американский геофизик . Его считают одним из основоположников геофизики твердой Земли . Он также известен своим участием в атомной бомбардировке Хиросимы и Нагасаки .

Во время Второй мировой войны Берч участвовал в Манхэттенском проекте , работая над проектированием и разработкой ядерного оружия пушечного типа, известного как Little Boy . Он курировал ее производство и отправился на Тиниан, чтобы контролировать ее сборку и погрузку в Enola Gay , Boeing B-29 Superfortress, которому было поручено сбросить бомбу.

Выпускник Гарвардского университета , Берч начал работать в области геофизики в качестве научного сотрудника. Впоследствии он провел всю свою карьеру в Гарварде, работая в этой области, став доцентом геологии в 1943 году, профессором в 1946 году, профессором геологии Стерджиса Хупера в 1949 году и почетным профессором в 1974 году.

Берч опубликовал более 100 статей. В 1947 году он разработал то, что сейчас известно как уравнение состояния Берча-Мурнагана. Земли В 1952 году он продемонстрировал, что мантия состоит в основном из силикатных минералов с внутренним и внешним ядром из расплавленного железа . В двух статьях 1961 года о скоростях продольных волн он установил то, что сейчас называется законом Берча .

Ранний период жизни

Берч родился в Вашингтоне, округ Колумбия, 22 августа 1903 года, в семье Джорджа Альберта Берча, который занимался банковским делом и недвижимостью, и Мэри Хеммик Берч, певицы и солистки церковного хора собора Святого Матфея в Вашингтоне, округ Колумбия. У него было три младших брата: Дэвид, ставший банкиром; Джон, ставший дипломатом; и Роберт, который стал автором песен. Он получил образование в Вашингтоне, округ Колумбия, школах и Западной средней школе , где он присоединился к кадетам средней школы в 1916 году.

В 1920 году Берч поступил в Гарвардский университет на стипендию . Там он служил в учебном дивизионе полевой артиллерии Гарвардского корпуса офицеров запаса . Он окончил университет с отличием в 1924 году и получил степень бакалавра наук (SB) в области электротехники .

Берч поступил на работу в инженерный отдел Нью-Йоркской телефонной компании . Он подал заявку и получил стипендию Американской полевой службы в 1926 году, которую он использовал для поездки в Страсбург и обучения в Институте физики Страсбургского университета под руководством Пьера Вайса . Там он написал или стал соавтором четырех статей на французском языке по таким темам, как парамагнитные свойства цианида калия и магнитный момент ионов Cu++.

Вернувшись в Соединенные Штаты в 1928 году, Берч вернулся в Гарвард, чтобы заняться физикой. Он получил степень магистра искусств (AM) в 1929 году, а затем приступил к работе над своей степенью доктора философии (Ph.D.) в 1932 году под руководством Перси Бриджмена . который получит Нобелевскую премию по физике В своей диссертации Берч измерил критическую точку пар-жидкость ртути в 1946 году . . Он определил это как 1460±20 °C и 1640±50 кг/см. ² Результаты он опубликовал в 1932 году в журнале Physical Review .

Примерно в это же время в Гарвардском университете возрос интерес к геофизике, и Реджинальд Олдворт Дейли учредил Комитет по экспериментальной геологии и геофизике, в который вошли Бриджмен, астроном Харлоу Шепли , геологи Луи Кэрил Гратон и Д. Х. Маклафлин и химик Г. П. Бакстер. Уильям Зисман , еще один доктор философии Бриджмена. Студентов, был нанят в качестве научного сотрудника комитета, но, не проявляя особого интереса к изучению горных пород, он ушел в отставку в 1932 году. Затем эту должность предложили Берчу, который также мало интересовался геологией и имел мало опыта в ней, но с появлением Во время Великой депрессии работу было трудно найти, и он согласился.

15 июля 1933 года Берч женился на Барбаре Ченнинг, выпускнице колледжа Брин-Мор и побочном потомке богослова Уильяма Эллери Ченнинга . У них было трое детей: Анна Кампаспа, Фрэнсис (Франк) Сильванус и Мэри Нарцисса. Позже Фрэнк стал профессором геофизики в Университете Нью-Гэмпшира .

Вторая мировая война

Значок Лос-Аламоса Берча

Бёрч (слева) работает над бомбой «Маленький мальчик» , а Норман Ф. Рэмси (справа) наблюдает.

В 1942 году, во время Второй мировой войны , Бёрч взял отпуск в Гарварде, чтобы работать в Массачусетского технологического института радиационной лаборатории , занимавшейся разработкой радара . Он работал над неконтактным взрывателем — радиолокационным взрывателем, который взрывал снаряд в непосредственной близости от цели. В следующем году он принял комиссию ВМС США в звании лейтенанта-коммандера и был направлен в Судовое бюро в Вашингтоне, округ Колумбия.

Позже в том же году он был направлен в Манхэттенский проект и переехал со своей семьей в Лос-Аламос, штат Нью-Мексико . Там он присоединился к артиллерийскому дивизиону Лос-Аламосской лаборатории , которым командовал другой военно-морской офицер, капитан Уильям С. Парсонс . Первоначально целью Подразделения О была разработка ядерного оружия пушечного типа, известного как Тонкий Человек . Это оказалось непрактичным из-за загрязнения плутония , полученного в реакторе, плутонием -240 , и в феврале 1944 года Подразделение переключило свое внимание на разработку Little Boy , меньшего устройства, использующего уран-235 . Берч использовал необогащенный уран для создания масштабных моделей, а затем и полномасштабных макетов устройства.

Берч руководил производством «Маленького мальчика» и отправился на Тиниан, чтобы контролировать его сборку и погрузку на Энолу Гэй , Боинг B-29 Superfortress, которому было поручено сбросить бомбу. Он разработал систему «двойной пробки», которая позволяла фактически активировать бомбу после взлета Энолы Гэй , чтобы в случае ее падения не произошло ядерного взрыва. Он был награжден орденом Почетного легиона . Его цитата гласила:

за исключительно достойное поведение при оказании выдающихся услуг правительству Соединенных Штатов в связи с разработкой величайшего военного оружия всех времен — атомной бомбы. Его первоначальным заданием было оборудование для лабораторных и полевых испытаний. Он выполнил это задание настолько блестяще, что ему поручили разработать и разработать первую атомную бомбу. Он выполнил это задание с выдающейся рассудительностью и мастерством и, наконец, отправился с бомбой на передовую базу, где своей заботой и руководством гарантировал, что бомба была подготовлена ​​должным образом во всех отношениях. Инженерные способности командира Бёрча, понимание всех задействованных принципов, профессиональные навыки и преданность долгу на протяжении всего процесса разработки и доставки атомной бомбы были выдающимися и соответствовали высшим традициям Военно-морской службы США.

Берч получил звание командира и уволен из ВМФ в 1945 году.

Пост-был

Берч вернулся в Гарвард после окончания войны, получив звание доцента геологии в 1943 году, пока он был в отъезде. Он останется в Гарварде до конца своей карьеры, став профессором в 1946 году, профессором геологии Стерджиса Хупера в 1949 году и почетным профессором в 1974 году. Профессор Берч опубликовал более 100 статей. Он был президентом Геологического общества Америки в 1964 году и был награжден медалью Пенроуза в 1969 году.

В 1947 году он адаптировал изотермическое уравнение состояния Мурнагана, которое было разработано для бесконечно малых деформаций, для конечной деформации Эйлера , разработав то, что сейчас известно как уравнение состояния Берча-Мурнагана .

Альберт Фрэнсис Бёрч известен своими экспериментальными работами по изучению свойств минералов, образующих Землю, при высоких давлениях и температурах. В 1952 году он опубликовал известную статью в « Журнале геофизических исследований» , где продемонстрировал, что мантия в основном состоит из силиката. минералов , верхняя и нижняя мантия разделены тонкой переходной зоной, связанной с силикатными фазовыми переходами , а внутреннее и внешнее ядро ​​представляют собой сплавы кристаллического и расплавленного железа . Его выводы и сегодня считаются правильными. Однако самой известной частью статьи является юмористическая сноска, которую он включил во введение:

Неосторожным читателям следует принять во внимание, что обычный язык претерпевает изменения в форму высокого давления, когда применяется к недрам Земли. Ниже приведены несколько примеров эквивалентов:

Форма высокого давления	Обычное значение
Определенный	сомнительный
Несомненно	Возможно
Положительное доказательство	Расплывчатое предложение
Неоспоримый аргумент	Тривиальное возражение
Чистое железо	Неопределенная смесь всех элементов

В 1961 году Берч опубликовал две статьи о скоростях продольных волн , установив линейную зависимость скорости продольных волн V _p горных пород и минералов с постоянным средним атомным весом. ${\bar {M}}$ с плотностью $\rho$ как:

$V_{p}=a({\bar {M}})+b\rho$.

Это соотношение стало известно как закон Берча . Берч был избран членом Американской академии искусств и наук в 1942 году. Национальная академия наук в 1950 году, Американское философское общество в 1955 году, и был президентом Геологического общества Америки в 1963 и 1964 годах. Геологического общества Америки За свою карьеру он получил множество наград, в том числе медаль Артура Л. Дэя в 1950 году и медаль Пенроуза в 1969 году, геофизического союза Американского медаль Уильяма Боуи в 1960 году, Национальную медаль науки от президента Линдона Джонсона в 1967 году. , премия Ветлесена (совместно с сэром Эдвардом Буллардом ) в 1968 году, Золотая медаль Королевского астрономического общества в Международной ассоциации содействия исследованиям высокого давления 1973 г., а также премию Бриджмена в 1983 г. Американского геофизического союза С 1992 года секция тектонофизики спонсирует лекцию Фрэнсиса Берча , прочитанную на его ежегодном собрании известным исследователем в этой области.

Берч умер от рака простаты в своем доме в Кембридже, штат Массачусетс , 30 января 1992 года. У него остались жена Барбара, трое детей и трое братьев. Его документы находятся в архивах Гарвардского университета.

Ссылки

• Аренс, Томас Дж. (1998). Альберт Фрэнсис Берч (PDF) . Биографические мемуары. Том. 74. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия наук. стр. 1–24 . Проверено 4 февраля 2014 г.
• Седжвик, Хьюберт М. (1961). Генеалогия Седжвика: потомки дьякона Бенджамина Седжвика . Нью-Хейвен, Коннектикут: Историческое общество колонии Нью-Хейвен . Проверено 4 февраля 2014 г.
• Аренс, Томас Дж. (декабрь 1999 г.), «Фрэнсис Берч (22 августа 1903 г. - 30 января 1992 г.)» , Труды Американского философского общества , 143 (4), Американское философское общество: 652–661, JSTOR   3181993