Jakow Zeldowicz - Yakov Zeldovich

Jakow Zeldowicz
RUSMARKA-1827.jpg
Zeldovich na rosyjskim znaczku pocztowym z 2014 r.
Urodzić się
Jakow Borysowicz Zeldowicz

8 marca 1914
Zmarł 2 grudnia 1987 (1987-12-02)(w wieku 73)
Miejsce odpoczynku Cmentarz Nowodziewiczy , Moskwa
Obywatelstwo związek Radziecki
Alma Mater Petersburski Uniwersytet Państwowy
Znany z Radziecki projekt bomby atomowej
Promieniowanie Hawkinga-Zeldovicha
Efekt Sunyaeva-Zeldovicha
Równanie stanu
Zeldovicha Przybliżenie
Zeldovicha Liczba Zeldovicha
Model detonacji
ZND Sformułowanie Szwaba-Zeldovicha Samopodobne
rozwiązanie drugiego rodzaju
Model Zeldovicha-Liñana Widmo
Harrisona-
Zeldovicha Mechanizm
strumieniowania Zeldovicha
Energia Zeldovicha asymptotyki
naleśnik Zeldovicha
Nagrody Bohater Pracy Socjalistycznej (1949, 1954, 1956)
Kariera naukowa
Pola Fizyka Astrofizyka
spalania
Instytucje Instytut Fizyki Chemicznej
Moskiewski Państwowy Uniwersytet
Instytut Astronomiczny im. Sternberga
Doktoranci Siergiej Kopejkin
Inni ważni studenci Raszid Sunjajew
Roman Juszkiewicz
Igor Dmitrijewicz Nowikow
Siergiej Szandarin
Aleksiej Starobinsky
Władimir M. Lipunow
Wiktor Szwarcman

Jakow Zeldowicz ForMemRS ( białoruski : Якаў Барысавіч Зяльдовіч , rosyjski : Яков Борисович Зельдович , 08 marzec 1914 - 2 grudnia 1987), znany również jako YAB , był radziecki fizyk teoretyczny , który jest znany ze swoich składek płodnych w kosmologii i fizyki zjawiska termojądrowe i hydrodynamiczne .

Od 1943 Zeldovich odegrał kluczową rolę w rozwoju z ZSRR „s projektu bomby atomowej . W 1963 roku powrócił do środowiska akademickiego rozpocząć pionierskie składki na podstawowe zrozumienie termodynamiki z czarnych dziur i rozszerzenie zakresu kosmologii .

Biografia

Wczesne życie i edukacja

Jakow Zeldowicz urodził się w białoruskiej rodzinie żydowskiej w domu swojego dziadka w Mińsku , obwód białoruski w Rosji , 8 marca 1914 roku. Jednak w połowie 1914 roku rodzina Zeldowiczów przeniosła się do Petersburga . Mieszkali tam do sierpnia 1941 roku, kiedy rodzina została ewakuowana wraz z wydziału Instytutu Fizyki Chemicznej do Kazania uniknięcia Axis inwazji na ZSRR . Pozostali w Kazaniu do lata 1943, kiedy Zeldovich przeniósł się do Moskwy .

Jego ojciec, Borys Naumowicz Zeldowicz, był prawnikiem ; jego matka, Anna Pietrowna Zeldowicz (z domu Kiveliovich), tłumaczka z francuskiego na rosyjski , była członkiem Związku Pisarzy . Mimo że urodził się w oddanej i religijnej rodzinie żydowskiej, Zeldovich był „absolutnym ateistą ”.

Zeldovich był samoukiem . Uważano go za osobę o niezwykle wszechstronnym intelekcie iw ciągu swojego życia badał i wniósł znaczący wkład w szeroki zakres przedsięwzięć naukowych. Z danej szansy w maju 1931 roku zabezpieczone umówić jako asystent w laboratorium w Instytucie Chemicznej fizyki z Akademii Nauk ZSRR , a pozostała związana z Instytutem resztę swego życia. Jako asystent laboratoryjny otrzymywał wstępne instrukcje na tematy związane z chemią fizyczną i zbudował swoją reputację wśród swoich seniorów w Instytucie Fizyki Chemicznej.

Od 1932 do 1934 Zeldovich uczęszczał na studia licencjackie z fizyki i matematyki na Leningradzkim Uniwersytecie Państwowym (obecnie Petersburski Uniwersytet Państwowy ), a później uczęszczał na techniczne wykłady z fizyki wprowadzającej w Leningradzkim Instytucie Politechnicznym (obecnie Piotr Wielki w Petersburgu). Politechnika ).

W 1936 r. odniósł sukces w swojej kandydaturze na stopień kandydata nauk ścisłych (sowiecki odpowiednik doktoratu ), po obronie pracy doktorskiej na temat „ adsorpcji i katalizy na powierzchniach niejednorodnych”. Centralne miejsce jego tezy koncentrowało się na badaniach nad izotermą adsorpcji Freundlicha (lub klasyczną) , a Zeldovich odkrył teoretyczne podstawy tej obserwacji empirycznej.

W 1939 Zeldovich przygotował dysertację na podstawie matematycznej teorii fizycznej interpretacji utleniania azotu i skutecznie otrzymał Doctor of Science w fizyce matematycznej gdy recenzenta Aleksandr A. Freiman . Zeldovich odkrył jego mechanizm, znany w chemii fizycznej jako termiczny NO
x
mechanizm
lub mechanizm Zeldovicha .

Radziecki program bomby atomowej

Zeldovich jest uważany za tajnego szefa sowieckiego projektu broni jądrowej ; jego podróże zagraniczne były mocno ograniczone, do Europy Wschodniej , pod ścisłym sowieckim bezpieczeństwem. Wkrótce po odkryciu rozszczepienia jądrowego (przez niemieckiego chemika Otto Hahna w 1939 r.) rosyjscy fizycy rozpoczęli badanie zakresu fizyki rozszczepienia jądrowego i podjęli seminaria na ten temat; Igor Kurczatow i Yulii Khariton byli zaręczeni w 1940 roku.

W maju 1941 r. Zeldovich współpracował z Kharitonem przy konstruowaniu teorii na temat kinetyki reakcji jądrowych w warunkach krytycznych . Praca Charitona i Zeldowicza została rozszerzona na teorie zapłonu, spalania i detonacji ; odpowiadały one za cechy, które nie zostały wcześniej prawidłowo przewidziane, zaobserwowane ani wyjaśnione. Współczesna teoria detonacji jest odpowiednio nazywana teorią Zeldovicha-von Neumanna-Dohringa lub ZND , a jej rozwój wymagał żmudnych obliczeń na neutronach prędkich ; prace te zostały opóźnione z powodu niemieckiej inwazji na Związek Radziecki , co utrudniło postęp w ustaleniach, że w czerwcu 1941 r. zostanie odtajniony. W 1942 roku Zeldovich został przeniesiony do Kazania i otrzymał od Ludowego Komisariatu Amunicji zadanie przeprowadzenia prac nad konwencjonalnymi prochami, które miały być dostarczone Armii Radzieckiej , podczas gdy Khariton został poproszony o zaprojektowanie nowych typów broni konwencjonalnej.

W 1943 roku Józef Stalin postanowił uruchomić broń narastaniu z broni jądrowej , pod opieką Igor Kurczatow ; ten ostatni poprosił Stalina o przeniesienie Zeldowicza i Charitona do Moskwy w ramach programu broni jądrowej. Zeldovich dołączył do małego zespołu Igora Kurchatova w tajnym laboratorium w Moskwie, aby rozpocząć prace nad teorią spalania jądrowego i został kierownikiem wydziału teoretycznego w Arzamas-16 w 1946 roku.

Zeldovich wraz z Isaakiem Gurevichem , Isaakiem Pomeranchukiem i Kharitonem przygotował raport naukowy na temat możliwości uwolnienia energii poprzez fuzję jądrową wywołaną wybuchem atomowym i przedstawił go Igorowi Kurczatowowi. Zeldovich skorzystał z wiedzy fizycznej i technicznej dostarczonej przez niemieckiego fizyka Klausa Fuchsa i amerykańskiego fizyka Theodore'a Halla , z których każdy pracował nad amerykańskim projektem Manhattan, aby opracować broń jądrową.

W 1949 Zeldovich kierował zespołem fizyków, którzy przeprowadzili pierwszy test nuklearny , RDS-1 , oparty mniej więcej na amerykańskim projekcie uzyskanym przez szpiegów atomowych w Stanach Zjednoczonych , chociaż kontynuował swoją fundamentalną pracę nad teorią materiałów wybuchowych. Zeldovich następnie rozpoczął pracę na modernizację kolejnych projektów z bronią jądrową i początkowo wpadł na pomysł bomby wodorowej do Andrieja Sacharowa i innych. W trakcie swojej pracy nad bronią jądrową Zeldovich wykonał przełomową pracę w zakresie hydrodynamiki promieniowania i fizyki materii pod wysokim ciśnieniem. Wśród jego młodszych kolegów w Sarowie , którzy pracowali w tej dziedzinie , był Mihail Aleksandrovich Podurets , znany również z wkładu w teorię zawalenia grawitacyjnego .

W latach 1950-1953 Zeldovich wykonał obliczenia niezbędne dla wykonalności bomby wodorowej, które zostały zweryfikowane przez Andrieja Sacharowa , chociaż obie grupy pracowały równolegle nad rozwojem syntezy termojądrowej. Jednak to Sacharow radykalnie zmienił podejście do syntezy termojądrowej, z pomocą Witalija Ginzburga w 1952 roku. Pozostał związany z programem testów jądrowych, kierując laboratoriami doświadczalnymi w Arzamas16 października 1963, kiedy wyjechał na studia.

Akademia i kosmologia

W 1952 Zeldovich rozpoczął pracę w dziedzinie cząstek elementarnych i ich przemian. On przewidział rozpad beta o mezonów pi . Wraz z S. Gershteinem dostrzegł analogię między oddziaływaniami słabymi i elektromagnetycznymi , aw 1960 przewidział zjawisko katalizy mionowej (a dokładniej mionowej katalizy dt-fusion). W 1977 roku, wraz z Zeldovich Fiodora Shapiro  [ ru ] otrzymał Kurczatow Medal , najwyższą nagrodę w fizyce jądrowej z ZSRR . Cytat dotyczył "przewidywania charakterystyk ultrazimnych neutronów , ich wykrywania i badania". Został wybrany akademikiem Akademii Nauk ZSRR 20 czerwca 1958 r. Od 1965 r. do stycznia 1983 r. był kierownikiem wydziału w Instytucie Matematyki Stosowanej Akademii Nauk ZSRR.

Zeldovich (z prawej) z astrofizykiem Iosifem Shklovskym w 1977

Na początku lat 60. Zeldovich zaczął pracować w astrofizyce i kosmologii fizycznej . W 1964 roku on i niezależnie Edwin Salpeter jako pierwsi zasugerowali, że dyski akrecyjne wokół masywnych czarnych dziur są odpowiedzialne za ogromne ilości energii promieniowanej przez kwazary . Od 1965 był profesorem na Wydziale Fizyki Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego i kierownikiem Zakładu Astrofizyki Relatywistycznej w Instytucie Astronomicznym im . Sternberga . W 1966 roku on i Igor Novikov jako pierwsi zaproponowali poszukiwanie kandydatów na czarne dziury wśród układów podwójnych, w których jedna gwiazda jest optycznie jasna i ciemna w promieniowaniu rentgenowskim, a druga ciemna optycznie, ale jasna w promieniowaniu rentgenowskim (kandydat na czarną dziurę).

Zeldovich pracował nad teorią ewolucji gorącego wszechświata, właściwościami mikrofalowego promieniowania tła , wielkoskalową strukturą wszechświata oraz teorią czarnych dziur . Przewidział wraz z Rashidem Sunyaevem , że kosmiczne mikrofalowe tło powinno ulec odwrotnemu rozpraszaniu Comptona . Nazywa się to efektem Sunyaeva-Zeldovicha , a pomiary za pomocą teleskopów takich jak Atacama Cosmology Telescope i South Pole Telescope ustaliły go jako jedną z kluczowych sond obserwacyjnych kosmologii gromad. Zeldovich wniósł dogłębny wgląd w naturę wielkoskalowej struktury wszechświata, w szczególności dzięki wykorzystaniu teorii perturbacji Lagrange'a (przybliżenie Zeldovicha) i zastosowaniu podejścia równania Burgersa poprzez przybliżenie adhezji.

Termodynamika czarnej dziury

Zeldovich odegrał kluczową rolę w opracowaniu teorii parowania czarnej dziury na skutek promieniowania Hawkinga . Zeldovich i Charles Misner jednocześnie przewidzieli możliwość generowania cząstek przez obracające się czarne dziury Kerra w latach 1971 , 1972 . Przed, w 60-tą Zeldovich przewidział, że Kerr czarne dziury powinny podzielić linie emisji fotonów jak w efekcie Zeemana Podczas Stephena Hawkinga wizyty w Moskwie w 1973 roku, sowieccy naukowcy Zeldovich i Aleksiej Starobinsky pokazał Hawking, że zgodnie z kwantowej mechaniczny zasady nieoznaczoności , obracające się czarne dziury powinny tworzyć i emitować cząstki.

Rodzina

Wraz z żoną Varvarą Pawłowną Konstantinową Jakow Zeldowicz miał syna i dwie córki, które również były fizykami: syna – Borysa Jakowlewicza Zeldowicza ; córki – Olga Jakowlewna Zeldowicz i Marina Jakowlewna Zeldowicz.

Zeldovich miał także córkę Annushkę z OK Shiryaeva.

Zeldovich miał innego syna z Niną Nikołajewną Agapową w 1958 roku, nazywał się Leonid Yakovlevich Agapov, który zmarł w 2016 roku w wieku 58 lat.

Publikacje

Książki

  • Zel'dovich Ya.B., Ruzmaikin AA (2015). Problemy dynama w astrofizyce . Wydawnictwo Naukowe Cambridge. Numer ISBN 978-1908106445.
  • Zel'dovich Ya.B., Novikov ID (2014). Gwiazdy i teoria względności . Dover.
  • Zel'dovich Ya.B., Raizer Yu.P. (2012). Fizyka fal uderzeniowych i wysokotemperaturowych zjawisk hydrodynamicznych, tom 1 . Dover.
  • Zel'dovich Ya.B., Raizer Yu.P. (2012). Fizyka fal uderzeniowych i wysokotemperaturowych zjawisk hydrodynamicznych, tom 2 . Dover.
  • Perelomov AM, Zeldovich Ya.B. (1999). Mechanika kwantowa: wybrane zagadnienia . Światowy Naukowy. Numer ISBN 978-9810235505.
  • Zeldowicz Ja.B. (1993). Wybrane prace Jakowa Borysowicza Zeldowicza: Cząstki, jądra i wszechświat . Wydawnictwo Uniwersytetu Princeton. Numer ISBN 978-0691087429.
  • Zeldowicz Ja.B. (1992). Wybrane prace Jakowa Borysowicza Zeldowicza: Fizyka chemiczna i hydrodynamika . Wydawnictwo Uniwersytetu Princeton. Numer ISBN 978-0691085944.
  • Zeldowicz Ja.B. (1992). Mój wszechświat: wybrane recenzje . Routledge. Numer ISBN 978-3718650040.
  • Zel'dovich Ya.B., Ruzmaikin AA, Sokoloff DD (1990). Pola magnetyczne w astrofizyce . Gordon & Breach Science Pub. Numer ISBN 978-0677223308.CS1 maint: wiele nazwisk: lista autorów ( link )
  • Zel'dovich Ya.B., Ruzmaikin AA, Sokoloff DD (1990). Wszechmocna Szansa . Światowy Naukowy. Numer ISBN 978-9971509163.CS1 maint: wiele nazwisk: lista autorów ( link )
  • Zeldovich Ya.B., Barenblatt G., Librovich VB, Makhviladze GM (1985). Matematyczna teoria spalania i wybuchów . Biuro Konsultantów. Numer ISBN 978-0306109744.CS1 maint: wiele nazwisk: lista autorów ( link )
  • Zeldovich Ya.B., Pilipetsky NF, Shukunov VV (1985). Zasady koniugacji faz . Skoczek. Numer ISBN 978-3-662-13573-0.CS1 maint: wiele nazwisk: lista autorów ( link )
  • Zeldowicz Ja.B., Nowikow ID (1983). Astrofizyka relatywistyczna: Struktura i ewolucja Wszechświata tom 2 . Wydawnictwo Uniwersytetu Chicago. Numer ISBN 978-0226979571.
  • Zeldowicz Ja.B., Nowikow ID (1971). Astrofizyka relatywistyczna: Gwiazdy i względność tom 1 . Wydawnictwo Uniwersytetu Chicago. Numer ISBN 978-0226979557.
  • Zel'dovich Ya.B., Raizer Yu.P. (1968). Elementy dynamiki gazowej i klasycznej teorii fal uderzeniowych . Prasa akademicka.
  • Zeldowicz Ja.B., Kompaneets AS (1960). Teoria detonacji . Prasa akademicka.
  • Zeldowicz Ja.B., Jaglom IM (1988). Wyższa matematyka dla początkujących fizyków i inżynierów . Sala Prezydencka. Numer ISBN 978-0133876482.

Nagrody i wyróżnienia

Igor Kurczatow nazwał go „geniuszem”, a Andriej Sacharow nazwał go „człowiekiem o uniwersalnych zainteresowaniach naukowych”. Stephen W. Hawking powiedział kiedyś Zeldovichowi: „zanim cię spotkałem, wierzyłem, że jesteś »autorem zbiorowym«, jak Bourbaki ”.

Bibliografia

Dalsza lektura

Zewnętrzne linki