Лотар [примечание 1] Вольфганг Нордхайм (7 ноября 1899, Мюнхен — 5 октября 1985, Ла-Хойя , Калифорния ) — американский физик-теоретик еврейского происхождения, родившийся в Германии . Он был пионером в применении квантовой механики к проблемам твёрдого тела , таким как термоионная эмиссия , работа выхода металлов, [1] полевая электронная эмиссия , выпрямление в контактах металл-полупроводник и электрическое сопротивление в металлах и сплавах. [2] [3] Он также работал в области математических основ квантовой механики, космических лучей и ядерной физики .
Он получил докторскую степень в 1923 году под руководством Макса Борна в Геттингенском университете . [2] [3] Он также работал с Эдвардом Теллером над мюоном , что пробудило в нем интерес к космическим лучам . [3]
Будучи «физическим помощником» Давида Гильберта (как и его учитель Борн до него), он работал с ним, Джоном фон Нейманом и Юджином Вигнером над математической формулировкой квантовой механики в 1928 году. [4]
Он написал обширные статьи [5] для Lehrbuch der Physik Дж . Х. Дж. Мюллера и Клода Пуйе по квантовой теории магнетизма и явлениям проводимости в металлах. [2] [3] В тот же период он был обладателем исследовательской стипендии Фонда Рокфеллера, стипендии Лоренца. [3] Он читал лекции в Геттингене, а также был приглашенным профессором в Московском университете . [2] [3]
В начале 1930-х годов он заинтересовался теорией бета-распада Ферми и работал с Гансом Бете над распадом мезона . [3]
После иммиграции в США в 1934 году Нордхайм работал приглашенным профессором в Университете Пердью , занимаясь изучением космических лучей, а в 1937 году перешел на постоянную должность преподавателя в Университете Дьюка .
В 1935 году он женился на немецком физике Гертруде Пёшль, и вместе они работали над структурой и спектрами многоатомных молекул. [2]
Во время Второй мировой войны он работал в качестве члена Манхэттенского проекта в качестве главы отдела в Лабораториях Клинтона в Ок-Ридже , а с 1945 по 1947 год был главой физического отдела там же. [2]
Его жена погибла в результате несчастного случая во время пребывания в Германии в 1949 году, Нордхайм был глубоко потрясен. [3] Позже он решил переехать в Калифорнию . В 1956 году он стал ученым в Лаборатории чистой и прикладной науки общей атомной физики имени Джона Л. Хопкинса в Сан-Диего , а затем председателем отдела теоретической физики. [2] Там он в основном занимался физикой ядерных реакторов и нейтронной физикой. [2] [3] Однако в начале 1950-х годов он также внес ранний вклад в модель ядерной оболочки совместно с Марией Гепперт Майер . [6] [3]
В 1936 году он был избран членом Американского физического общества . [7] В 1951 году он получил почетную степень доктора наук от Технологического института Карлсруэ , а в 1963 году — от Университета Пердью. [3] Он также был первым, кто прочитал лекцию памяти Фрица Лондона в Университете Дьюка в 1956 году. [3]
Важным вкладом британского физика Ральфа Х. Фаулера в 1928 году [8] было установление правильного физического объяснения физического явления, которое теперь называется полевой электронной эмиссией . Они установили, что электронная эмиссия происходит посредством формы волнового механического туннелирования , теперь называемого туннелированием Фаулера–Нордгейма , и с помощью предположения, что электроны в металлах подчиняются статистике Ферми–Дирака , вывели (приближенное) уравнение эмиссии. Со временем это уравнение было преобразовано в семейство приближенных уравнений (предлагающих различные степени приближения к реальности при описании полевой эмиссии из объемных металлов), известных как уравнения типа Фаулера–Нордгейма .
Туннелирование Фаулера-Нордхейма было первым эффектом в физике, который был надежно идентифицирован как результат волнового механического туннелирования на заре квантовой механики. Первоначальное уравнение типа Фаулера-Нордхейма было одним из первых, в котором использовалась статистика Ферми-Дирака для объяснения экспериментального явления, связанного с электронами в металлах, и его успех в значительной степени помог создать современную теорию электронных зон. [9] Статья Фаулера-Нордхейма также установила физическую основу для единой трактовки индуцированной полем и термически индуцированной электронной эмиссии . [9]
Идеи Дж. Роберта Оппенгеймера , Фаулера и Нордгейма также послужили важным стимулом для разработки Джорджем Гамовым [10] и Рональдом У. Герни и Эдвардом Кондоном [11] [12] позднее в 1928 году теории радиоактивного распада ядер (путем туннелирования альфа-частиц ). [13]