Ханнес Альфвен - Hannes Alfvén

Ханнес Альфвен
YoungAlfven.jpg
Родился
Ханнес Улоф Гёста Альфвен

( 1908-05-30 )30 мая 1908 г.
Норрчёпинг , Швеция
Умер 2 апреля 1995 г. (1995-04-02)(86 лет)
Дюрсхольм , Швеция
Альма-матер Уппсальский университет
Известен
Награды
Научная карьера
Поля Электротехника и физика плазмы
Учреждения
Докторант Манне Зигбан
Карл Вильгельм Озеен
Докторанты

Ханнес Улоф Гёста Альфвен ( шведский:  [alˈveːn] ; 30 мая 1908 - 2 апреля 1995) был шведским инженером-электриком , физиком плазмы и лауреатом Нобелевской премии по физике 1970 года за свои работы по магнитогидродинамике (МГД). Он описал класс МГД-волн, ныне известных как волны Альфвена . Первоначально он получил образование инженера-электрика, а затем перешел на исследования и преподавание в области физики плазмы и электротехники. Альфвен внес большой вклад в физику плазмы, включая теории, описывающие поведение полярных сияний , радиационные пояса Ван Аллена , влияние магнитных бурь на магнитное поле Земли , земную магнитосферу и динамику плазмы в галактике Млечный Путь .

Образование

Альфвен получил докторскую степень в Уппсальском университете в 1934 году. Его диссертация называлась «Исследования высокочастотных электромагнитных волн».

Ранние годы

В 1934 году Альфвен преподавал физику в Упсальском университете и Нобелевском институте физики (позже переименованном в Физический институт Манне Зигбана ) в Стокгольме , Швеция. В 1940 году он стал профессором теории электромагнитного поля и электрических измерений в Королевском технологическом институте в Стокгольме. В 1945 году он занял временную должность заведующего кафедрой электроники. Его титул был изменен на кафедру физики плазмы в 1963 году. С 1954 по 1955 год Альфвен был стипендиатом программы Фулбрайта в Университете Мэриленда в Колледж-Парке . В 1967 году, покинув Швецию и проведя время в Советском Союзе , он переехал в США. Альфвен работал на факультетах электротехники в Калифорнийском университете в Сан-Диего и Университете Южной Калифорнии .

Спустя годы

В 1991 году Альфвен ушел на пенсию с должности профессора электротехники Калифорнийского университета в Сан-Диего и профессора физики плазмы в Королевском технологическом институте в Стокгольме.

Позже свою взрослую жизнь Альфвен провел в Калифорнии и Швеции. Он умер в возрасте 86 лет.

Исследовать

В 1937 году Альфвен утверждал, что если плазма проникает во Вселенную, она может переносить электрические токи, способные генерировать галактическое магнитное поле. После получения Нобелевской премии за свои работы по магнитогидродинамике он подчеркнул, что:

Чтобы понять явления в определенной области плазмы, необходимо нанести на карту не только магнитное, но также электрическое поле и электрические токи. Пространство заполнено сетью токов, которые передают энергию и импульс на большие или очень большие расстояния. Токи часто пережимаются до нитевидных или поверхностных токов. Последние, вероятно, придают пространству, а также межзвездному и межгалактическому пространству ячеистую структуру.

Его теоретическая работа по продольным электрическим токам в полярных сияниях (основанная на более ранней работе Кристиана Биркеланда ) была подтверждена в 1967 году, эти токи теперь известны как токи Биркеланда .

Работа Альфвена долгие годы оспаривалась старшим ученым в области космической физики, британским математиком и геофизиком Сидни Чепменом . Разногласия Альфвена с Чепменом во многом были вызваны проблемами с системой рецензирования . Альфвен редко извлекал выгоду из признания, которое обычно предоставлялось старшим ученым в научных журналах . Однажды он представил статью по теории магнитных бурь и полярных сияний в американский журнал « Земной магнетизм и атмосферное электричество» только для того, чтобы его статья была отклонена на том основании, что она не соответствовала теоретическим расчетам традиционной физики того времени. Многие физики считали его человеком с неортодоксальными взглядами в этой области, Р. Х. Стювер отмечал, что «... он оставался озлобленным аутсайдером, не снискавшим уважения со стороны других ученых даже после того, как получил Нобелевскую премию ...» и часто был таким человеком. вынужден публиковать свои статьи в малоизвестных журналах. Альфвен вспоминал:

Когда я описываю [плазменные явления] в соответствии с этим формализмом, большинство рецензентов не понимают, что я говорю, и отклоняют мои статьи. Благодаря системе рефери, которая сегодня управляет американской наукой, это означает, что мои статьи редко принимаются ведущими журналами США.

Альфвен сыграл центральную роль в разработке:

В 1939 г. Альфвен предложил теорию магнитных бурь и полярных сияний и теорию динамики плазмы в земной «s магнитосферы . Эта статья была отклонена американским журналом « Земной магнетизм и атмосферное электричество» .

Приложения исследований Альфвена в космической науке включают:

Взгляды Альфвена следовали взглядам основателя физики магнитосферы Кристиана Биркеланда . В конце девятнадцатого века Биркеланд предположил (опираясь на обширные данные), что электрические токи, текущие вдоль магнитных полей Земли в атмосферу, вызывают полярные сияния и полярные магнитные возмущения.

Сферы технологий, пользующиеся преимуществами вклада Альфвена, включают:

Вклад в астрофизику:

  • Галактическое магнитное поле (1937)
  • Идентифицированное нетепловое синхротронное излучение от астрономических источников (1950 г.)

Альфвеновские волны ( низкочастотные гидромагнитные плазменные колебания ) названы в его честь и распространяются со скоростью Альфвена. Многие из его теорий о Солнечной системе были подтверждены еще в 1980-х годах посредством внешних измерений кометных и планетных магнитосфер. Но сам Альфвен отмечал, что учебники по астрофизике плохо отражают известные плазменные явления:

Проведено исследование того, как в ряде наиболее часто используемых учебников по астрофизике рассматриваются важные концепции, такие как двойные слои , критическая скорость , пинч-эффекты и схемы. Было обнаружено, что студенты, использующие эти учебники, по сути, остаются в неведении даже о существовании этих концепций, несмотря на то, что некоторые из них были хорошо известны уже полвека (например, двойные слои, Langmuir, 1929; пинч-эффект, Bennet, 1934). ).

Альфвен сообщил, что из 17 наиболее часто используемых учебников по астрофизике ни в одном не упоминается пинч-эффект, ни в одном не упоминается критическая скорость ионизации, только две упомянутые схемы и три упомянутых двойных слоя.

Альфвен считал, что проблема Большого взрыва заключалась в том, что астрофизики пытались экстраполировать происхождение Вселенной на основе математических теорий, разработанных на доске, а не исходя из известных наблюдаемых явлений. Он также считал Большой взрыв мифом , призванным объяснить творение. Альфвен и его коллеги предложили модель Альфвена – Клейна в качестве космологической теории, альтернативной космологии теории Большого взрыва и теории стационарного состояния .

Личная жизнь

Альфвен был женат 67 лет на своей жене Керстин (1910–1992). Они вырастили пятерых детей, одного мальчика и четырех девочек. Их сын стал врачом, а одна дочь стала писателем, а другая - юристом в Швеции. Писательницей была Ингер Альфвен, которая хорошо известна в Швеции. Композитор Хьюго Альфвен приходился дядей Ханнесу Альфвену.

Альфвен изучал историю науки , восточную философию и религию . По своим религиозным взглядам Альфвен был нерелигиозен и критически относился к религии. Он говорил на шведском, английском, немецком, французском и русском, а также немного на испанском и китайском. Он выразил большую озабоченность по поводу трудностей постоянного обращения с радиоактивными отходами высокого уровня активности » . Альфвена также интересовали проблемы космологии и всех аспектов физики полярных сияний, и он использовал хорошо известную книгу Шредера о полярных сияниях Das Phänomen des Polarlichts . Письма Альфвена, «Тредер» и «Шредер» были опубликованы по случаю 70-летия Тредера. Отношения между Ханс-Юргеном Тредером, Ханнесом Альфвеном и Вильфридом Шредером подробно обсуждались Шредером в его публикациях.

Награды и почести

Премия Ханнеса Альфвена , ежегодно присуждаемая Европейским физическим обществом за выдающийся вклад в физику плазмы, носит его имя. В его честь назван астероид 1778 Альфвен .

Награды

Альфвен был один из немногих ученых , который был иностранным членом и Соединенных Штатов и Советского Академии наук.

Избранная библиография

Полный список публикаций см.

Книги
  • Космическая электродинамика , Международная серия монографий по физике, Oxford: Clarendon Press, 1950. (См. Также 2-е изд. 1963 г., в соавторстве с Карлом-Гунном Фельтаммаром).
  • Миры-Антимиры: антиматерия в космологии (1966).
  • The Great Computer: A Vision (1968) (политико-научная сатира под псевдонимом Olof Johannesson; изд. Gollancz, ISBN  0-575-00059-7 ).
  • Атом, человек и Вселенная: длинная цепочка осложнений, WH Freeman and Company, 1969.
  • Жизнь на третьей планете, автором которой является Керстин Альфвен, WH Freeman and Company, 1972. ISBN  0-7167-0340-8 .
  • Библиотека космической плазмы , астрофизики и космических наук, Vol. 82 (1981) Springer Verlag. ISBN  90-277-1151-8
  • Шредер, Вильфрид и Ханс Юрген Тредер. 2007. Теоретическая физика и геофизика: воспоминания Ханса-Юргена Тредера (1928–2006) . Потсдам: научные издания.
Статьи

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки