stringtranslate.com

Яков Зельдович

Яков Борисович Зельдович ForMemRS [1] (русский: Я́ков Борисович Зельдо́вич , белорусский : Я́каў Бары́савіч Зяльдо́віч ; 8 марта 1914 — 2 декабря 1987), также известный как ЯБ , [2] Д.С. — ведущий советский физик белорусского происхождения , известный за его плодотворный вклад в физическую космологию , физику термоядерных реакций , горения и гидродинамических явлений. [3]

С 1943 года Зельдович, физик-самоучка, начал свою карьеру, сыграв решающую роль в развитии бывшей советской программы ядерного оружия . В 1963 году он вернулся в академическую сферу, чтобы заняться пионерским вкладом в фундаментальное понимание термодинамики черных дыр и расширение сферы физической космологии. [4]

Биография

Ранняя жизнь и образование

Яков Зельдович родился в семье белорусских евреев в доме своего деда в Минске . [5] Однако в середине 1914 года семья Зельдовичей переехала в Санкт-Петербург . Они жили там до августа 1941 года, когда семья была эвакуирована вместе с факультетом Института химической физики в Казань, чтобы избежать вторжения стран Оси в Советский Союз . [6] : 301  Они оставались в Казани до лета 1943 года, когда Зельдович переехал в Москву. [6]

Его отец, Борис Наумович Зельдович, был юристом; мать, Анна Петровна Зельдович (урождённая Кивелиович), переводчица с французского на русский, была членом Союза писателей . [6] Несмотря на то, что Зельдович родился в набожной и религиозной еврейской семье, он был «абсолютным атеистом ». [7] [8]

Зельдович был самоучкой . Его считали человеком с исключительно разносторонним интеллектом, и в течение своей жизни он исследовал и внес значительный вклад в широкий спектр научных начинаний. [4] Благодаря предоставленной возможности в мае 1931 года он получил назначение на должность лаборанта в Институте химической физики Академии наук Советского Союза и оставался связанным с институтом до конца своей жизни. [6] [4] : 301  В качестве лаборанта он получил предварительные инструкции по темам, связанным с физической химией , и создал себе репутацию среди своих старших коллег в Институте химической физики. [6] : 301 

С 1932 по 1934 год Зельдович посещал подготовительные курсы по физике и математике в Ленинградском государственном университете (ныне Санкт-Петербургский государственный университет ), а затем посещал технические лекции по введению в физику в Ленинградском политехническом институте (ныне Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого ). [6] : 301  [9] : 2–5 

В 1936 году он успешно защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата наук (советский эквивалент доктора философии), успешно защитив ее на тему « Адсорбция и катализ на гетерогенных поверхностях». [6] : 301  Центральное место в его диссертации занимало исследование изотермы адсорбции Фрейндлиха (или классической) , и Зельдович открыл теоретическую основу этого эмпирического наблюдения. [1]

В 1939 году Зельдович подготовил диссертацию, основанную на математической теории физической интерпретации окисления азота , и успешно защитил докторскую диссертацию по математической физике , когда она была рецензирована Александром Фрумкиным . [10] : 39–40  Зельдович открыл ее механизм, известный в физической химии как тепловой механизм NO x или механизм Зельдовича .

Советская программа ядерного оружия

Зельдович считается секретным руководителем советского проекта по созданию ядерного оружия ; его поездки за границу были строго ограничены, в Восточную Европу, под строжайшей советской охраной. [11] : 198–199  Вскоре после открытия ядерного деления (немецким химиком Отто Ганом в 1939 году) русские физики начали исследовать область физики ядерного деления и проводили семинары по этой теме; Игорь Курчатов и Юлий Харитон были заняты в 1940 году. [6] : 79–80 

В мае 1941 года Зельдович работал с Харитоном над созданием теории кинетики ядерных реакций при наличии критических условий . [6] : 81  Работа Харитона и Зельдовича была расширена до теорий воспламенения, горения и детонации ; они учитывали особенности, которые ранее не были правильно предсказаны, обнаружены или объяснены. [6] : 82  [4] Соответственно, современная теория детонации называется теорией Зельдовича-фон Неймана-Деринга, или ZND , и ее разработка включала утомительные расчеты быстрых нейтронов ; эта работа была отложена из-за немецкого вторжения в Советский Союз , что помешало прогрессу в исследованиях, которые в июне 1941 года будут рассекречены. [6] : 82  В 1942 году Зельдович был переведен в Казань , и Народный комиссариат боеприпасов поручил ему провести работу над обычными порохами для поставок в Советскую Армию , в то время как Харитону было поручено разработать новые виды обычного оружия. [6] : 87–88 

В 1943 году Иосиф Сталин решил начать наращивание ядерных вооружений под руководством Игоря Курчатова ; последний попросил Сталина перевести Зельдовича и Харитона в Москву для участия в программе ядерного оружия. [6] : 87–88  Зельдович присоединился к небольшой группе Игоря Курчатова в этой секретной лаборатории в Москве, чтобы начать работу над теорией ядерного горения, и стал главой теоретического отдела в Арзамасе-16 в 1946 году. [4]

Вместе с Исааком Гуревичем, Исааком Померанчуком и Харитоном Зельдович подготовил научный доклад о возможности высвобождения энергии посредством ядерного синтеза, вызванного атомным взрывом, и представил его Игорю Курчатову. [4] Зельдович воспользовался физическими и техническими знаниями, предоставленными немецким физиком Клаусом Фуксом и американским физиком Теодором Холлом , каждый из которых работал над американским Манхэттенским проектом по разработке ядерного оружия. [6] : 89–90 

В 1949 году Зельдович возглавил группу физиков, которая провела первое ядерное испытание , РДС-1 , основанное примерно на американском проекте, полученном через атомных шпионов в Соединенных Штатах, хотя он продолжал свою фундаментальную работу по теории взрыва. [6] : 89–90  Затем Зельдович начал работать над модернизацией последовательных конструкций ядерного оружия и первоначально задумал идею водородной бомбы вместе с Андреем Сахаровым и другими. [6] : 89–90  В ходе своей работы над ядерным оружием Зельдович провел новаторскую работу в области радиационной гидродинамики и физики вещества под высоким давлением. [ требуется ссылка ]

Между 1950 и 1953 годами Зельдович выполнил расчеты, необходимые для осуществимости водородной бомбы , которые были проверены Андреем Сахаровым , хотя обе группы работали параллельно над разработкой термоядерного синтеза. Однако именно Сахаров радикально изменил подход к термоядерному синтезу, которому в 1952 году помогал Виталий Гинзбург . [12] : 56–57  Он оставался связанным с программой ядерных испытаний, возглавляя экспериментальные лаборатории в Арзамасе - 16 до октября 1963 года, когда он ушел в академическую сферу. [10] : 38–40 

Академия и космология

В 1952 году Зельдович начал работать в области элементарных частиц и их превращений. Он предсказал бета-распад пи -мезона . Вместе с Семёном Герштейном он заметил аналогию между слабыми и электромагнитными взаимодействиями , а в 1960 году предсказал явление мюонного катализа (точнее, катализируемого мюонами dt-синтеза). В 1977 году Зельдович вместе с Фёдором Шапиро  [ru] был награждён медалью Курчатова — высшей наградой Советского Союза в области ядерной физики. Грамота была дана «за предсказание характеристик ультрахолодных нейтронов , их обнаружение и исследование». 20 июня 1958 года он был избран академиком АН СССР. С 1965 по январь 1983 года он был заведующим отделом Института прикладной математики АН СССР. [ необходима цитата ]

Зельдович (справа) с астрофизиком Иосифом Шкловским в 1977 году.

В начале 1960-х годов Зельдович начал работать в области астрофизики и физической космологии . В 1964 году он и независимо Эдвин Солпитер первыми предположили, что аккреционные диски вокруг массивных черных дыр ответственны за огромное количество энергии, излучаемой квазарами . [13] [14] С 1965 года он был профессором физического факультета Московского государственного университета и заведующим отделом релятивистской астрофизики в Государственном астрономическом институте им. П. К. Штернберга . В 1966 году он и Игорь Новиков первыми предложили искать кандидатов в черные дыры среди двойных систем, в которых одна звезда оптически яркая и рентгеновски темная, а другая оптически темная, но рентгеновски яркая (кандидат в черные дыры). [15]

Зельдович работал над теорией эволюции горячей Вселенной, свойствами микроволнового фонового излучения , крупномасштабной структурой Вселенной и теорией черных дыр . Он предсказал, совместно с Рашидом Сюняевым , что космический микроволновый фон должен претерпевать обратное комптоновское рассеяние . Это называется эффектом Сюняева-Зельдовича , и измерения с помощью телескопов, таких как Atacama Cosmology Telescope и South Pole Telescope, установили его как один из ключевых наблюдательных зондов кластерной космологии. Зельдович внес острый вклад в понимание природы крупномасштабной структуры Вселенной, в частности, посредством использования теории возмущений Лагранжа (приближение Зельдовича) и применения подхода уравнения Бюргерса через приближение адгезии. [ необходима цитата ]

В 1974 году совместно с А.Г. Полнаревым высказал предположение о существовании эффекта гравитационной памяти , при котором система свободно падающих частиц, первоначально находящихся в относительном покое, смещается после прохождения всплеска гравитационного излучения . [16]

Термодинамика черной дыры

Зельдович сыграл ключевую роль в разработке теории испарения черных дыр из -за излучения Хокинга . Зельдович и Чарльз В. Мизнер одновременно предсказали возможность генерации частиц при вращении черных дыр Керра в 1971, 1972 годах. Ранее, в 1965 году, Зельдович предсказал, что черные дыры Керра будут расщеплять линии излучения фотонов, как в эффекте Зеемана. Во время визита Стивена Хокинга в Москву в 1973 году советские ученые Зельдович и Алексей Старобинский показали Хокингу, что, согласно квантово-механическому принципу неопределенности , вращающиеся черные дыры должны создавать и испускать частицы. [17]

Семья

Со своей женой Варварой Павловной Константиновой Яков Зельдович имел сына и двух дочерей, которые также были физиками: сын — Борис Зельдович ; [18] дочери — Ольга Яковлевна Зельдович и Марина Яковлевна Зельдович. [ необходима цитата ]

У Зельдовича также была дочь Аннушка от О. К. Ширяевой. [19]

В 1945 году у него родилась ещё одна дочь, Александра Варковицкая, от лингвиста и фольклориста Людмилы Варковицкой. [ необходима цитата ]

У Зельдовича был еще один сын от Нины Николаевны Агаповой в 1958 году, которого звали Леонид Яковлевич Агапов; он умер в 2016 году в возрасте 58 лет. [ необходима цитата ]

Публикации

Книги

Награды и почести

Игорь Курчатов назвал его «гением», а Андрей Сахаров — «человеком универсальных научных интересов». После первой встречи в Москве Стивен В. Хокинг написал Зельдовичу: «теперь я знаю, что вы реальный человек, а не группа учёных вроде Бурбаки ». [20] Он был членом Американской академии искусств и наук (1975), [21] Национальной академии наук США (1979), [22] и Американского философского общества (1979). [23]

Ссылки

  1. ^ ab Гинзбург, ВЛ (1994). "Яков Борисович Зельдович. 8 марта 1914 г.–2 декабря 1987 г.". Биографические воспоминания членов Королевского общества . 40 : 430–441. doi :10.1098/rsbm.1994.0049. S2CID  122681428.
  2. ^ "YaB-100 – Домашняя страница". master.sai.msu.ru . sai-msu . Получено 18 апреля 2017 г. .
  3. ^ Я. Б. Зельдович и Ю. П. Райзер; ред. Уоллеса Д. Хейса и Рональда Ф. Пробштейна (2002). Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений (Воспроизведенное изд.). Mineola: NY ISBN 0-486-42002-7.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  4. ^ abcdef Sublette, Carey (1 мая 2002 г.). "Яков Зельдович". nuclearweaponarchive.org . архивы ядерного оружия . Получено 17 апреля 2017 г. .
  5. ^ «Этот день в еврейской истории / Родился физик-ядерщик-самоучка». Haaretz . 8 марта 2013 г. Получено 8 ноября 2013 г.
  6. ^ abcdefghijklmnop Сюняев, Рашид (2004). «Детство и школьные годы». Воспоминания Зельдовича (1-е изд.). Лондон: CRC Press. стр. 370. ISBN 9780203500163. Получено 17 апреля 2017 г. .
  7. ^ Зельдович, Яков Борисович (2004). Сюняев Р.А. (ред.). Зельдович: Воспоминания . ЦРК Пресс. п. 69. ИСБН 9780415287906. Я думаю, что вы меня достаточно хорошо знаете: я абсолютный атеист, и все дни недели для меня совершенно одинаковы.
  8. ^ Андрей Сахаров: Грани жизни . Атлантика Сегье Фронтьер. 1991. с. 599. ИСБН 9782863320969. Говоря о религии, Яков Борисович мог однозначно сказать: «Я абсолютный атеист».
  9. ^ Сириньяно, В.; Мержанов А.; Де Лука, Л. (1997). "Биография". Успехи горения: в честь Я. Б. Зельдович (173 изд.). Рестон, Вирджиния: Американский институт аэронавтики и астронавтики, Inc., с. 500. ИСБН 9781600864261. Получено 18 апреля 2017 г. .
  10. ^ ab Hargittai, Istvan (2013). Похороненная слава: портреты советских ученых. Нью-Йорк: Oxford University Press. С. 320. ISBN 9780199985593. Получено 18 апреля 2017 г. .
  11. ^ Халатников, Исаак М. (2012). От атомной бомбы до автобиографии Института Ландау. Совершенно несекретно. Берлин: Springer, Халатников. С. 210. ISBN 9783642275616. Получено 18 апреля 2017 г. .
  12. ^ Роберг, Джеффри Л. (1998). «Водородная бомба». Советская наука под контролем: борьба за влияние (1-е изд.). США: Springer. стр. 153. ISBN 9781349262908. Получено 18 апреля 2017 г. .
  13. ^ Коллин, Сьюзи (2006). «Квазары и ядра галактик, полувековая взволнованная история». AIP Conf. Proc . 861 : 587–595. arXiv : astro-ph/0604560 . Bibcode : 2006AIPC..861..587C. doi : 10.1063/1.2399629. S2CID  14346374.
  14. ^ Зельдович, Я.Б. (1964). «Судьба звезды и эволюция гравитационной энергии при аккреции». Докл. АН СССР . 9 : 195. Bibcode :1964SPhD....9..195Z.
  15. ^ Торн, Кип (1994). Черные дыры и искривления времени . WW Norton & Company. стр. 308–309. ISBN 0-393-31276-3.
  16. ↑ Я. Б. Зельдович, А. Г. Полнарев, "Излучение гравитационных волн скоплением сверхплотных звезд", Астрон. ж. 51 , 30 (1974 ) .
  17. ↑ Хокинг, Стивен (1988) Краткая история времени , Bantam Books.
  18. ^ "Профессор Борис Зельдович скончался в возрасте 74 лет". CREOL, Колледж оптики и фотоники. 18 декабря 2018 г. Архивировано из оригинала 27 декабря 2018 г. Получено 27 декабря 2018 г.
  19. ^ Харгиттай, Иштван (2013). Похороненная слава: портреты советских ученых . Oxford University Press.
  20. ^ Зельдович, И︠А︡. Б. (1992). Химическая физика и гидродинамика. Дж. П. Острикер, Г. И. Баренблатт, Р. А. Си︠у︡ни︠а︡ев, Э. Джексон, А. Граник. Принстон, Нью-Джерси. ISBN 978-1-4008-6297-9. OCLC  889252616.{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
  21. ^ "Яков Борисович Зельдович". Американская академия искусств и наук . Получено 23 июня 2022 г.
  22. ^ "Яков Зельдович". www.nasonline.org . Получено 23 июня 2022 г. .
  23. ^ "История члена APS". search.amphilsoc.org . Получено 23 июня 2022 г. .

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки