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 «Маленький мальчик» . 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. В 1952 году он продемонстрировал, что мантия Земли 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 .
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 на стипендию в Гарвардский университет . 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 . [1]
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 . [3] Там он написал или стал соавтором четырех статей на французском языке по таким темам, как парамагнитные свойства цианида калия и магнитный момент ионов Cu++. [4]
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 [3] , который получил Нобелевскую премию по физике в области физики. 1946. Для своей диссертации Берч измерил критическую точку пар- жидкость ртути . Он определил это как 1460±20°C и 1640±50 кг/см2 , результаты он опубликовал в 1932 году в журнале Physical Review . [4] [5]
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, а также 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 и имел мало опыта в геологии, но с появлением Во время Великой депрессии работу было трудно найти, и он согласился. [6] [7]
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 . [8] [9]
В 1942 году, во время Второй мировой войны , Бёрч взял отпуск в Гарварде, чтобы работать в радиационной лаборатории Массачусетского технологического института , 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. [11]
Берч руководил производством Little Boy и отправился на Тиниан, чтобы контролировать его сборку и погрузку на Enola Gay , Boeing 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. [11] 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 было поручено 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 своему долгу на протяжении всего процесса разработки и доставки атомной бомбы были выдающимися и соответствовали высшим традициям Военно-морской службы США. [12]
Берч получил звание командующего и уволен из ВМФ в 1945 году. [13]
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. [2] [3] Он был президентом Геологического общества Америки в 1964 году и был награжден медалью Пенроуза в 1969 году. [14]
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 . [15]
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: [16] : 234
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:
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 с плотностью как: [17] [18]
Это соотношение стало известно как закон Берча . Берч был избран членом Американской академии искусств и наук в 1942 году, [19] Национальной академии наук в 1950 году, [20] Американского философского общества в 1955 году, [21] и был президентом Геологического общества Америки в 1955 году. За свою карьеру он получил множество наград, в том числе медаль Артура Л. Дэя Геологического общества Америки в 1950 году и медаль Пенроуза в 1969 году, медаль Уильяма Боуи Американского геофизического союза в 1960 году, Национальную медаль Наука от президента Линдона Джонсона в 1967 году, премия Ветлесена (совместно с сэром Эдвардом Буллардом ) в 1968 году, Золотая медаль Королевского астрономического общества в 1973 году и премия Бриджмена Международной ассоциации по развитию исследований высокого давления в 1983 году . ] С 1992 года секция тектонофизики Американского геофизического союза спонсирует лекцию Фрэнсиса Бёрча , прочитанную на его ежегодном собрании известным исследователем в этой области. [23]
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. [2] [20] Его документы находятся в архивах Гарвардского университета. [3]
