Hannes Alfvén - Hannes Alfvén
Hannes Alfvén | |
---|---|
narozený |
Hannes Olof Gösta Alfvén
30. května 1908
Norrköping , Švédsko
|
Zemřel | 02.04.1995
Djursholm , Švédsko
|
(ve věku 86)
Alma mater | University of Uppsala |
Známý jako | |
Ocenění | |
Vědecká kariéra | |
Pole | Elektrotechnika a fyzika plazmatu |
Instituce | |
Doktorský poradce |
Manne Siegbahn Carl Wilhelm Oseen |
Doktorandi |
Hannes Olof Gösta Alfvén ( švédsky: [alˈveːn] ; 30. května 1908 - 2. dubna 1995) byl švédský elektrotechnik , plazmový fyzik a nositel Nobelovy ceny za fyziku z roku 1970 za práci na magnetohydrodynamice (MHD). Popsal třídu MHD vln, nyní známou jako Alfvénovy vlny . Původně byl vyučen elektrotechnikem a později se přesunul k výzkumu a výuce v oblasti fyziky plazmatu a elektrotechniky. Alfvén významně přispěl k fyzice plazmatu, včetně teorií popisujících chování polárních září, Van Allenových radiačních pásů , vlivu magnetických bouří na magnetické pole Země , pozemskou magnetosféru a dynamiku plazmatu v galaxii Mléčná dráha .
Vzdělávání
Alfvén získal doktorát na univerzitě v Uppsale v roce 1934. Jeho práce měla název „Vyšetřování vysokofrekvenčních elektromagnetických vln“.
Raná léta
V roce 1934 vyučoval Alfvén fyziku jak na univerzitě v Uppsale, tak na Nobelově fyzikálním institutu (později přejmenovaném na Fyzikální institut Manne Siegbahna ) ve Stockholmu ve Švédsku. V roce 1940 se stal profesorem elektromagnetické teorie a elektrických měření na Královském technologickém institutu ve Stockholmu. V roce 1945 získal nesouhlasné místo předsedy elektroniky. Jeho název byl změněn na předsedu fyziky plazmatu v roce 1963. V letech 1954 až 1955 byl Alfvén Fulbrightovým učencem na University of Maryland, College Park . V roce 1967, poté, co opustil Švédsko a strávil čas v Sovětském svazu , se přestěhoval do USA. Alfvén pracoval na katedrách elektrotechniky na University of California, San Diego a University of Southern California .
Pozdější roky
V roce 1991 odešel Alfvén do důchodu jako profesor elektrotechniky na Kalifornské univerzitě v San Diegu a profesor fyziky plazmatu na Královském technologickém institutu ve Stockholmu.
Alfvén strávil svůj pozdější dospělý život střídavě mezi Kalifornií a Švédskem. Zemřel ve věku 86 let.
Výzkum
V roce 1937 Alfvén tvrdil, že pokud by plazma prostupovala vesmírem, mohla by pak přenášet elektrické proudy schopné generovat galaktické magnetické pole. Poté, co získal Nobelovu cenu za práce v magnetohydrodynamice , zdůraznil, že:
Abychom porozuměli jevům v určité oblasti plazmy, je nutné zmapovat nejen magnetické, ale i elektrické pole a elektrické proudy. Prostor je naplněn sítí proudů, které přenášejí energii a hybnost na velké nebo velmi velké vzdálenosti. Proudy se často svírají k vláknovým nebo povrchovým proudům. Ty pravděpodobně poskytnou prostor, stejně jako mezihvězdný a mezigalaktický prostor, buněčnou strukturu.
Jeho teoretická práce o elektrických proudech v polární záři v souladu s polem (na základě dřívější práce Kristiana Birkelanda ) byla potvrzena v roce 1967, tyto proudy jsou nyní známé jako Birkelandské proudy .
Alfvénova práce byla po mnoho let sporná vedoucím vědcem ve vesmírné fyzice, britským matematikem a geofyzikem Sydney Chapmanem . Alfvénovy neshody s Chapmanem pramenily z velké části z problémů se systémem vzájemného hodnocení . Alfvén zřídka těžil z přijetí, které obecně poskytovali vedoucí vědci ve vědeckých časopisech . Jednou předložil článek o teorii magnetických bouří a polárních paprsků americkému časopisu Terrestrial Magnetism and Atmospheric Electricity, jen aby byl jeho příspěvek odmítnut s odůvodněním, že nesouhlasí s teoretickými výpočty tehdejší konvenční fyziky. Mnoho fyziků ho považovalo za osobu s neortodoxními názory v této oblasti, RH Stuewer poznamenal, že „... zůstal roztrpčeným outsiderem a od ostatních vědců si získal malý respekt i poté, co obdržel Nobelovu cenu ...“ a často byl nuceni publikovat své dokumenty v obskurních časopisech. Alfvén vzpomínal:
Když popisuji [fenomény plazmy] podle tohoto formalismu, většina rozhodčích nerozumí tomu, co říkám, a odmítá mé dokumenty. Vzhledem k systému rozhodčích, který dnes vládne americké vědě, to znamená, že mé dokumenty jsou zřídka přijímány předními americkými časopisy.
Alfvén hrál ústřední roli ve vývoji:
- Fyzika plazmy
- Paprsky nabitých částic
- Meziplanetární médium
- Magnetosférická fyzika
- Magnetohydrodynamika
- Vyšetřování slunečních jevů (jako je sluneční vítr )
- Věda o polární záři
V roce 1939, Alfvén navrhoval teorii magnetických bouří a polárních a teorii plazmy dynamiky v zemin je magnetosféru . Toto byl dokument odmítnutý americkým časopisem Terrestrial Magnetism and Atmospheric Electricity .
Aplikace Alfvénova výzkumu ve vesmírné vědě zahrnují:
- Van Allenova teorie radiačního pásu
- Snížení magnetického pole Země během magnetických bouří
- Magnetosféra (ochranné plazma pokrývající Zemi)
- Tvorba ocasů komet
- Vznik sluneční soustavy
- Dynamika plazmatu v galaxii
- Fyzikální kosmologie
Alfvénovy názory následovaly názory zakladatele magnetosférické fyziky Kristiana Birkelanda . Na konci devatenáctého století Birkeland navrhl (podloženo rozsáhlými údaji), že elektrické proudy proudící dolů podél magnetických polí Země do atmosféry způsobují polární záři a polární magnetické poruchy.
Technologické oblasti využívající příspěvky společnosti Alfvén zahrnují:
- Urychlovače částic
- Řízená termonukleární fúze
- Hypersonický let
- Raketový pohon
- Reentry brzdění vesmírných vozidel
Příspěvky k astrofyzice:
- Galaktické magnetické pole (1937)
- Identifikované netermální synchrotronové záření z astronomických zdrojů (1950)
Alfvénské vlny ( nízkofrekvenční oscilace elektromagnetického plazmatu ) jsou pojmenovány na jeho počest a šíří se rychlostí Alfvén. Mnoho z jeho teorií o sluneční soustavě bylo ověřeno až v 80. letech 20. století prostřednictvím externích měření kometárních a planetárních magnetosfér. Ale sám Alfvén poznamenal, že astrofyzikální učebnice špatně reprezentovaly známé plazmatické jevy:
Studie o tom, jak řada nejpoužívanějších učebnic astrofyziky zpracovává důležité pojmy, jako jsou dvojité vrstvy , kritická rychlost , efekty štípnutí a obvody. Zjistilo se, že studenti používající tyto učebnice zůstávají v podstatě ignorující dokonce i existenci těchto konceptů, a to navzdory skutečnosti, že některé z nich jsou dobře známé již půl století (např. Dvojité vrstvy, Langmuir, 1929; pinch effect, Bennet, 1934 ).
Alfvén uvedl, že ze 17 nejpoužívanějších učebnic astrofyziky nikdo nezmínil efekt špetky, nikdo nezmínil kritickou rychlost ionizace, pouze dva zmíněné obvody a tři zmíněné dvojité vrstvy.
Alfvén věřil, že problém Velkého třesku spočívá v tom, že se astrofyzici pokusili extrapolovat původ vesmíru z matematických teorií vyvinutých na tabuli, místo aby vycházeli ze známých pozorovatelných jevů. Velký třesk také považoval za mýtus, který měl vymyslet vysvětlení stvoření. Alfvén a jeho kolegové navrhli model Alfvén – Klein jako alternativní kosmologickou teorii ke kosmologii Velkého třesku i teorie ustáleného stavu .
Osobní život
Alfvén byl 67 let ženatý se svou manželkou Kerstin (1910–1992). Vychovali pět dětí, jednoho chlapce a čtyři dívky. Jejich syn se stal lékařem, zatímco jedna dcera se stala spisovatelkou a druhá právničkou ve Švédsku. Spisovatelka byla Inger Alfvén a je dobře známá pro svou práci ve Švédsku. Skladatel Hugo Alfvén byl strýcem Hannesa Alfvéna.
Alfvén studoval dějiny vědy , orientální filozofie a náboženství . Pokud jde o jeho náboženské názory, Alfven byl bezbožný a kritický vůči náboženství. Mluvil švédsky, anglicky, německy, francouzsky a rusky a částečně španělsky a čínsky. Vyjádřil velké znepokojení nad obtížemi trvalého nakládání s radioaktivním odpadem na vysoké úrovni . „Alfvén se také zajímal o problémy v kosmologii a o všechny aspekty polární fyziky a použil Schröderovu známou knihu o polární záři Das Phänomen des Polarlichts . Letters of Alfvén, Treder a Schröder byly vydány u příležitosti Trederových 70. narozenin. Vztahy mezi Hansem-Jürgenem Trederem, Hannesem Alfvénem a Wilfriedem Schröderem Schröder podrobně probral ve svých publikacích.
Ocenění a vyznamenání
Je po něm pojmenována cena Hannesa Alfvéna , kterou každoročně uděluje Evropská fyzikální společnost za mimořádné zásluhy ve fyzice plazmatu. Na jeho počest je pojmenován asteroid 1778 Alfvén .
Ocenění
- Zlatá medaile Královské astronomické společnosti (1967)
- Nobelova cena za fyziku (1970) za práci na magnetohydrodynamice (MHD)
- Franklin Medal z Franklin Institute (1971)
- Lomonosov Zlatá medaile ze sovětské akademie věd (1971)
- V roce 1980 zvolen zahraničním členem Královské společnosti (ForMemRS)
- William Bowie medaile z Americké geofyzikální unie (1988) pro jeho práci na komety a plazmatu ve sluneční soustavě
- Člen Královské švédské akademie věd
- Člen Královské švédské akademie technických věd
- Životní kolegové z Ústavu elektrotechnických a elektronických inženýrů
- Člen Evropské fyzikální společnosti
- Zahraniční čestný člen Americké akademie umění a věd (1962)
- Člen Jugoslávské akademie věd
- Přispěvatel konferencí Pugwash o vědě a světových záležitostech
- Člen Mezinárodní akademie věd
- Člen Indické národní akademie věd
Alfvén byl jedním z mála vědců, kteří byli zahraničním členem jak Spojených států, tak sovětských akademií věd.
Vybraná bibliografie
Úplný seznam publikací viz.
- Knihy
- Cosmical Electrodynamics , International Series of Monographs on Physics, Oxford: Clarendon Press, 1950. (Viz také 2. vydání 1963, spoluautorem Carl-Gunne Fälthammar.)
- Worlds-Antiworlds: Antihmota v kosmologii (1966).
- The Great Computer: A Vision (1968) (politicko-vědecká satira pod pseudonymem Olof Johannesson; publ. Gollancz, ISBN 0-575-00059-7 ).
- Atom, Man and the Universe: A Long Chain of Complications, WH Freeman and Company, 1969.
- Život na třetí planetě, autor s Kerstin Alfvén, WH Freeman and Company, 1972. ISBN 0-7167-0340-8 .
- Cosmic Plasma , Astrophysics and Space Science Library, Vol. 82 (1981) Springer Verlag. ISBN 90-277-1151-8
- Schröder, Wilfried a Hans Jürgen Treder. 2007. Teoretická fyzika a geofyzika: Vzpomínky Hanse-Jürgena Tredera (1928–2006) . Potsdam: Science Editions.
- Články
- O kosmogonii sluneční soustavy I (1942) | Část II | Část III
- Meziplanetární magnetické pole (1958)
- O původu kosmických magnetických polí (1961)
- Na vláknové struktuře sluneční korony (1963)
- Proudy ve sluneční atmosféře a teorie slunečních erupcí (1967)
- O významu elektrických polí v magnetosféře a meziplanetárním prostoru (1967)
- Jet Streams in Space (1970)
- Evoluce sluneční soustavy (1976) s Gustafem Arrheniem (kniha NASA)
- Zdvojené rádiové zdroje a nový přístup k fyzice kosmického plazmatu (1978) (PDF)
- Mezihvězdná oblaka a vznik hvězd s Per Carlqvistem (1978) (PDF)
- Energetický zdroj slunečního větru s Per Carlqvistem (1980) (PDF) Je diskutován přímý přenos energie z fotosférické aktivity do slunečního větru pomocí elektrických proudů.
- Elektromagnetické efekty a struktura saturnských prstenů (1981) (PDF)
- Tříokruhový obvodový model magnetosféry s Whipple, EC a Jr.; McIlwain (1981) (PDF)
- Setkání Voyager 1/Saturn a efekt kosmogonického stínu (1981) (PDF)
- Původ, vývoj a současná struktura oblasti asteroidů (1983) (PDF)
- O hierarchické kosmologii (1983) (PDF) Pokrok v laboratorních studiích plazmatu a jejich metodách přenosu výsledků do kosmických podmínek.
- Historie sluneční soustavy zaznamenaná ve struktuře saturnského prstence (1983) (PDF)
- Kosmologie - mýtus nebo věda? (1984) (PDF)
- Kosmogonie jako extrapolace magnetosférického výzkumu (1984) (PDF)
Viz také
- Alfvénův rezonátor
- Astrofyzikální plazma
- Heliosférický aktuální list
- Magnetické opětovné připojení
- Magnetohydrodynamická turbulence
- Magnetosonická vlna
- Marklundova konvekce
- Parametry plazmy
- Stabilita plazmy
- Solární bouře
- Spheromak
Reference
externí odkazy
- Životopis Hannes Alfvén
- Hannes Alfvén na Nobelprize.org včetně Nobelovy přednášky, 11. prosince 1970, fyzika plazmatu, vesmírný výzkum a původ sluneční soustavy
- Životopis Hannes Alfvén ( Královský technologický institut ve Stockholmu, Švédsko)
- Hannes Alfvén Biographic Memoirs (Proceedings of the American Philosophical Society )
- Papíry Hannesa Olofa Gosty Alfvéna
- Medaile Hannes Alfvén - udělována za mimořádný vědecký přínos k porozumění plazmatickým procesům ve sluneční soustavě a dalších kosmických plazmových prostředích
- Časová osa vítězů Nobelových cen: Hannes Olof Gosta Alfvén
- Hannes Alfvén Papers (1945–1991) v knihovně Mandeville Special Collections Library.
- Weisstein, Eric Wolfgang (ed.). „Alfvén, Hannes (1908-1995)“ . ScienceWorld .
- QJRAS Obituary 37 (1996) 259
- Centrální výročí narození Hannese Alfvena 30. května 2008 (2008)