Carl Eckart - Carl Eckart

Arthur Compton, Werner Heisenberg, George Monk, Paul Dirac, Carl Eckart , Henry Gale , Robert Mulliken , Friedrich Hund , Frank C. Hoyt . Chicago 1929.

Carl Henry Eckart (Mayo 4, 1902/23 octubre 1973) fue un estadounidense físico, oceanógrafo físico, geofísico, y administrador. Co-desarrolló el teorema de Wigner-Eckart y también es conocido por las condiciones de Eckart en mecánica cuántica y el teorema de Eckart-Young en álgebra lineal.

Vida temprana

Eckart nació en St. Louis, Missouri . Comenzó la universidad en 1919 en la Universidad de Washington en St. Louis, donde recibió su licenciatura y maestría con especialización en ingeniería. Sin embargo, debido a Arthur Holly Compton , un miembro de la facultad de física y más tarde canciller, Eckart fue influenciado para continuar su educación en física en Princeton, donde fue en 1923 con una beca de investigación Edison Lamp Works. Eckart recibió su Ph.D. en 1925.

Durante sus estudios de posgrado, Eckart fue coautor de un artículo con Karl Compton , hermano de Arthur Compton sobre arcos de bajo voltaje, particularmente los fenómenos oscilatorios que surgen en la difusión de electrones contra campos de bajo voltaje. Continuó esta línea de trabajo después de recibir su Ph.D. con una beca del Consejo Nacional de Investigación en el Instituto de Tecnología de California (Caltech) durante el período de 1925 a 1927. Max Born , director del Instituto de Física Teórica de la Universidad de Göttingen y co-desarrollador de la mecánica de matrices formulación de la mecánica cuántica con Werner Heisenberg , llegó a Caltech en el invierno de 1925 y dio una conferencia sobre su trabajo. La conferencia de Born le dio a Eckart el ímpetu para investigar el posible formalismo del operador general para la mecánica cuántica. Trabajando a principios de 1926, Eckart desarrolló el formalismo. Cuando en enero se publicó el primer artículo de Erwin Schrödinger de la serie de cuatro sobre la formulación de la mecánica de ondas de la mecánica cuántica, Eckart pronto se dio cuenta de que la formulación de la matriz y la formulación de ondas de la mecánica cuántica eran equivalentes; presentó su artículo a las Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América para su publicación. Sin embargo, se comunicó el 31 de mayo de 1926 y el artículo de Schrödinger sobre la equivalencia se recibió el 18 de marzo de 1926, lo que le dio crédito por la realización. En 1927, Eckart recibió una beca Guggenheim para realizar estudios e investigaciones postdoctorales con Arnold Sommerfeld en la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich, uno de los tres centros principales para el desarrollo de la mecánica cuántica, los otros son Göttingen con Born y la Universidad de Copenhague con Niels. Bohr . También en Munich, simultáneamente con Eckart, estuvieron Rudolf Peierls y otros dos becarios del Guggenheim, Edwin C. Kemble y William V. Houston . En Munich, Eckart trabajó en el comportamiento de la mecánica cuántica de osciladores simples utilizando la ecuación de Schrödinger y en el cálculo de operadores relacionados con la formulación matricial de la mecánica cuántica. También aplicó su trabajo a la teoría de los electrones y la conductividad de los metales utilizando la estadística de Fermi, y fue coautor de un artículo sobre el tema con Sommerfeld y William V. Houston .

Carrera profesional

Universidad de Chicago

Al regresar a los Estados Unidos en 1928, Eckart fue nombrado profesor asistente en el Departamento de Física de la Universidad de Chicago , donde continuó su trabajo sobre mecánica cuántica durante otros 14 años. Cabe destacar un artículo en coautoría con Helmut Hönl , quien recibió su doctorado con Sommerfeld en 1926; el artículo, sobre los fundamentos de la mecánica cuántica, se ocupó del papel de la teoría de grupos en la dinámica cuántica en sistemas monoatómicos y las comparaciones de las teorías nucleares de Werner Heisenberg y Eugene Wigner . Durante este período, Eckart desarrolló su formulación del teorema de Wigner-Eckart , un vínculo entre los grupos de transformación de simetría aplicados a la ecuación de Schrödinger y las leyes de conservación de la energía, el momento y el momento angular. El teorema es particularmente útil en espectroscopia . Con FC Hoyt , Eckart tradujo el libro de Heisenberg sobre los principios físicos de la mecánica cuántica. Durante el año académico 1934-1935, Eckart tomó un año sabático en el Instituto de Estudios Avanzados de Nueva Jersey , como también lo hizo en los años académicos 1952-1953 y 1960-1961. Durante este período publicó, junto con Gale Young , una demostración del teorema de Eckart-Young, que resuelve el problema de la aproximación por mínimos cuadrados de una matriz dada por una matriz de rango inferior.

En diciembre de 1938 en Alemania, Otto Hahn y Fritz Strassmann llevaron a cabo un experimento que apuntaba hacia la fisión del uranio . Comunicaron sus resultados a su ex colega Lise Meitner , que había huido de Alemania a principios de año. En enero de 1939, Meitner y su sobrino Otto Frisch interpretaron correctamente los resultados experimentales como la fisión del uranio. La noticia del descubrimiento se difundió muy rápidamente. Con el potencial de fabricar un arma atómica basada en la fisión y la amenaza de guerra en Europa, esto provocó ansiedad en muchos, Leó Szilárd, por ejemplo, de que Alemania desarrollaría un arma atómica. Como resultado de dos reuniones con Albert Einstein , la primera con Szilárd y Eugene Wigner y la segunda con Szilárd y Edward Teller , Einstein firmó la carta Einstein-Szilárd al presidente Franklin Delano Roosevelt (FDR) en agosto. La Segunda Guerra Mundial estalló en Europa en septiembre. La carta fue entregada a FDR en octubre por el economista y banquero Alexander Sachs . En respuesta a la carta, ese mes se formó el Comité de Uranio . El Comité se organizó en subsecciones por tema. La Subsección de Aspectos Teóricos, presidida por Enrico Fermi , estaba ubicada en la Universidad de Chicago, y Eckart era miembro de ella. Sin embargo, en 1941, Eckart se retiró del Comité debido a sus sentimientos contra la bomba atómica. También son notables durante este período sus trabajos sobre la termodinámica de procesos irreversibles.

Universidad de California, San Diego

Con la entrada de Estados Unidos en la Segunda Guerra Mundial en diciembre de 1941, hubo un mayor incentivo para que la comunidad científica participara en el esfuerzo bélico. Los submarinos del Eje estaban cobrando un precio en la navegación aliada, y la Marina de los Estados Unidos se estaba acercando a científicos universitarios en relación con la detección óptica y acústica de submarinos. BO Knudsen, director de la recién formada División de Investigación de Guerra de la Universidad de California, y su asociado LP Delsasso se acercaron a Eckart en busca de ayuda. Eckart (profesor asociado) se despidió de la Universidad de Chicago para trabajar en el problema, comenzando así su estadía de 31 años en California. Desde 1942, fue subdirector de la División de Investigación de Guerra y, finalmente, director, cargo que ocupó hasta 1946.

En 1946, Eckart renunció oficialmente a su puesto en la Universidad de Chicago para convertirse en profesor de geofísica en la Institución Scripps de Oceanografía de la Universidad de California, San Diego (UCSD), cargo que ocupó hasta 1971. En 1946 también se convirtió en el primer director del Laboratorio de Física Marina (MPL) de la Universidad de California. El MPL fue fundado por Eckart, Roger Revelle y el almirante Rawson Bennett para realizar investigaciones geofísicas de interés común para las comunidades académica y naval. En 1948, el MPL se convirtió en una parte integral de la Institución Scripps de Oceanografía, y Eckart se desempeñó como el cuarto director de Scripps hasta 1950. Eckart contribuyó a la geofísica al vincular los ejercicios hidrodinámicos teóricos con las propiedades físicas reales del agua. En las décadas siguientes, realizó una investigación sobre las capas térmicas en el océano y las atmósferas sobre las que escribió un libro, la transmisión del sonido en el mar, las turbulencias, las interacciones aire-mar, la generación y estructura de la superficie y las olas oceánicas internas.

Después de la Segunda Guerra Mundial, Eckart recopiló su trabajo y el trabajo de otros sobre detección submarina y lo publicó en un volumen clasificado titulado Principios y aplicaciones del sonido submarino , que se publicó por primera vez en 1946. Fue desclasificado en 1954 y reimpreso en 1968. Es un Referencia estándar.

Durante el período de 1957 a 1959, Eckart fue miembro del Consejo Asesor Editorial de la serie del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins sobre matemáticas aplicadas y mecánica. Desde 1959 hasta 1970, también fue consultor de empresas comerciales como General Dynamics Corporation y Rand Corporation .

De 1965 a 1967, Eckart fue vicerrector de asuntos académicos en UCSD. Luego se desempeñó en la Universidad de California, de 1967 a 1968, como representante suplente del Instituto de Análisis de Defensa , que estaba integrado por 12 universidades miembros y funcionó como una fuente independiente de estudios y asesoramiento para el Departamento de Defensa .

Eckart contribuyó a la publicación póstuma de algunas obras del matemático John von Neumann .

Vida personal

Eckart se casó con Edith Louise, de soltera Frazee, en 1926; se divorciaron en 1948. En 1958 se casó con Klara Dan von Neumann , viuda del matemático John von Neumann ; Klara murió en 1963 en un accidente de ahogamiento, oficialmente dictaminado un suicidio. El propio Eckart murió en La Jolla , California .

Honores

• 1948 - Certificado de mérito firmado por el presidente Harry Truman
• 1952 - Elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias
• 1966 - Galardonado con la Medalla Alexander Agassiz de la Academia Nacional de Ciencias por sus contribuciones a la oceanografía.
• 1972 - Galardonado con la medalla William Bowie de la American Geophysical Union por sus destacadas contribuciones a la geofísica fundamental.

Libros

• Werner Heisenberg, traducido por Carl Eckart y FC Hoyt Los principios físicos de la teoría cuántica (Dover, 1930)
• Carl Eckart y otros. Principios y aplicaciones del sonido submarino (NRDC, 1946). Originalmente un documento clasificado y publicado como Informe técnico resumido de la División 6 , NDRC Volumen 7, Washington, DC, 1946. Desclasificado y distribuido el 7 de septiembre de 1954. Reimpreso y redistribuido por el Comando de Material Naval del Cuartel General de la Marina, Washington, DC, 1968.
• Carl Eckart Hydrodynamics of Oceans and Atmospheres (Pergamon Press, 1960)

Literatura seleccionada

• Carl Eckart La solución del problema del oscilador simple mediante una combinación de las teorías de Schrödinger y Lanczos , Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América 12 473-476 (1926). Entregado el 31 de mayo de 1926. doi : 10.1073 / pnas.12.7.473
• Carl Eckart (becario de investigación nacional) Operador de cálculo y solución de las ecuaciones de la dinámica cuántica , Phys. Rev. 28 (4) 711 - 726 (1926). Instituto de Tecnología de California. Recibido el 7 de junio de 1926. doi : 10.1103 / PhysRev.28.711
• A. Sommerfeld, WV Houston y C. Eckart, Zeits. F. Physik 47 , 1 (1928)
• Carl Eckart La aplicación de la teoría de grupos a la dinámica cuántica de sistemas monoatómicos , Rev. Mod. Phys. 2 (3) 305 - 380 (1930). Universidad de Chicago. doi : 10.1103 / RevModPhys.2.305
• Carl Eckart, Algunos estudios sobre ejes giratorios y moléculas poliatómicas , Physical Review 47 552-558 (1935). doi : 10.1103 / PhysRev.47.552
• Carl Eckart La solución aproximada de ecuaciones de onda unidimensionales , Rev. Mod. Phys. 20 (2) 399 - 417 (1948). Universidad de California, Laboratorio de Física Marina, San Diego, California. doi : 10.1103 / RevModPhys.20.399

Referencias

• Arnold Sommerfeld Algunas reminiscencias de mi carrera docente , American Journal of Physics 17 (5) 315-316 (1949)

Notas

enlaces externos

• Transcripción de la entrevista de historia oral con Carl Eckart 31 de mayo de 1962, Instituto Americano de Física, Biblioteca y Archivos Niels Bohr
• Memoria biográfica de la Academia Nacional de Ciencias