Сэр Франц Артур Фридрих Шустер FRS FRSE [1] (12 сентября 1851 - 14 октября 1934) был британским физиком немецкого происхождения, известным своими работами в области спектроскопии , электрохимии , оптики , рентгеновской радиографии и применения гармонического анализа в физике. Интеграл Шустера назван в его честь. [2] Он способствовал превращению Манчестерского университета в центр изучения физики. [3] [4]
Артур Шустер родился во Франкфурте-на-Майне , Германия, в семье Франца Йозефа Шустера, торговца хлопком и банкира, и его жены Мари Пфайффер. [5]
Родители Шустера поженились в 1849 году, перешли из иудаизма в христианство и воспитали своих детей в этой вере. В 1869 году его отец переехал в Манчестер, где базировался семейный текстильный бизнес. Артур, который учился в школе во Франкфурте и учился в Женеве , присоединился к своим родителям в 1870 году, а в 1875 году он и другие дети стали британскими гражданами.
С детства Шустер интересовался наукой и, проработав год (1870/71) в семейной фирме братьев Шустер в Манчестере, убедил отца позволить ему учиться в колледже Оуэнс . Он изучал математику у Томаса Баркера и физику у Бальфура Стюарта и вместе с Генри Роско начал исследования спектров водорода и азота. Он провел год с Густавом Кирхгофом в Гейдельбергском университете и, получив докторскую степень, вернулся в Оуэнс в качестве бесплатного демонстратора по физике. Позже Шустер использовал богатство своей семьи для покупки материалов и оборудования, а также для предоставления читательской аудитории по математической физике в Манчестере и метеорологии в Кембриджском университете . Он также внес вклад в деятельность Королевского общества и Международного союза сотрудничества в области солнечных исследований.
После дальнейшего периода обучения в Германии у Вильгельма Эдуарда Вебера и Германа фон Гельмгольца он вернулся в Англию, где его знания в области спектрального анализа привели к тому, что его назначили руководить экспедицией в Сиам для фотографирования коронального спектра во время полного солнечного затмения. от 6 апреля 1875 года . Это было важное назначение для такого молодого ученого. По дороге он написал письмо в журнал Nature от 21 февраля 1875 года, в котором описал свое наблюдение феномена «зеленой вспышки».
По возвращении в Манчестер в 1875 году он начал исследования электричества, а затем провел пять лет в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета. Его статус там был совершенно неофициальным; он не был ни студентом, ни товарищем. Он работал с Джеймсом Клерком Максвеллом и Рэлеем . В 1881 году он был назначен на кафедру прикладной математики Бейера в Оуэнсе, который теперь является одним из колледжей нового Университета Виктории. Он сменил своего учителя Бальфура Стюарта на посту профессора физики в 1888 году. Это назначение дало ему возможность создать большой активный преподавательский и исследовательский отдел. В 1900 году была официально открыта новая лаборатория, за которую он боролся и которую спроектировал. Он был четвертым по величине в мире. Лаборатория быстро стала серьезным конкурентом Кавендиша; см. Зал славы науки Манчестера . Большая часть этой более поздней славы была связана с Эрнестом Резерфордом , который сменил Шустера на посту профессора Лэнгуорси в 1907 году. Шустер ушел с кафедры, частично по состоянию здоровья, а частично для продвижения дела международной науки. Он гарантировал, что Резерфорд станет его преемником.
Шустеру приписывают создание концепции антивещества в двух письмах к журналу Nature в 1898 году. Он выдвинул гипотезу об антиатомах и целых солнечных системах из антивещества, которые будут давать энергию, если атомы объединятся с атомами обычной материи. Его гипотеза получила математическое обоснование в работе Поля Дирака в 1928 году, которая предсказала античастицы и позднее привела к их открытию. [6] [7]
Шустера, пожалуй, больше всего помнят за его анализ периодограммы — метод, который долгое время был основным практическим инструментом для определения статистически важных частот, присутствующих во временных рядах наблюдений. Впервые он использовал эту форму гармонического анализа в 1897 году, чтобы опровергнуть утверждение К. Г. Нотта о периодичности землетрясений. Он продолжил применять эту технику для анализа активности солнечных пятен . Это был старый интерес. В 1875 году друг Стюарта и двоюродный брат Роско, экономист Джевонс , сообщил: «Г-н А. Шустер из Оуэнс-колледжа остроумно отметил, что периоды хорошего урожая в Западной Европе случались с интервалами, примерно равными одиннадцати годам, то есть средней продолжительности периода основной цикл солнечных пятен».
Чандрасекар считает, что Шустер дал новый старт проблеме переноса излучения . Шустер сформулировал в 1905 году проблему переноса излучения, пытаясь объяснить появление линий поглощения и излучения в спектрах звезд. Это было первое использование приближения двух потоков , которое лежит в основе рассмотрения переноса излучения практически во всех моделях погоды и климата .
В 1912 году он купил поместье Йелдалл в Хэйр-Хэтч недалеко от Уоргрейва в Беркшире . [8]
В 1913 году Шустер был избран членом Национальной академии наук США и Американского философского общества . [9] [10]
После начала Первой мировой войны в 1914 году семья Шустеров подверглась антинемецким предубеждениям в прессе и, в случае Артура, в некоторых кругах Королевского общества. Его брату сэру Феликсу Шустеру пришлось сделать заявление, в котором указывалось на лояльность семьи Британии и на то, что у всех них есть сыновья, служащие в британской армии. В тот день, когда Артур выступил со своим президентским обращением на собрании Британской ассоциации в 1915 году , он узнал, что его сын был ранен.
Современники считали Шустера физиком-математиком исключительных способностей, а также способным администратором и учителем, а также защитником роли науки в образовании и промышленности.
Он умер в Хэйр-Хэтч 14 октября 1934 года. Он похоронен на Бруквудском кладбище на окраине Лондона. [11]
В 1887 году он женился на Кэролайн Лавдей. [12]
Эдгар Шустер (1897–1969), первый научный сотрудник Гальтона по евгенике в Университетском колледже Лондона, был его племянником. [13]
Шустер был избран членом Королевского общества (FRS) в 1879 году [ 1] и посвящен в рыцари в новогодних почестях 1920 года . [14] Другие награды включают докторские степени университетов Калькутты (1908 г.), Женевы (1909 г.), Сент-Эндрюса (1911 г.) и Оксфорда (1917 г.), а также награждение Королевскими медалями Румфорда и Копли Королевского общества (1893 г., 1926 и 1931 годы); доктор юридических наук, Калькутта, 1876 г.;
Шустер занимал пост секретаря Королевского общества и был избран вице-президентом (1919–20) и министром иностранных дел (1920–24). Он также служил секретарем Международного исследовательского совета (1919–28) и в управляющих комитетах Метеорологического бюро (1905–32) и Национальной физической лаборатории (1899–1902, 1920–25). [ нужна цитата ]
В 1920 году король Георг V посвятил его в рыцари .
Его именем названа лаборатория Шустера Манчестерского университета , где находится Школа физики и астрономии .
Физические лаборатории Манчестерского университета.
