Hannes Alfvén - Hannes Alfvén
Hannes Alfvén | |
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Nació |
Hannes Olof Gösta Alfvén
30 de mayo de 1908
Norrköping , Suecia
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Murió | 2 de abril de 1995
Djursholm , Suecia
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(86 años)
alma mater | Universidad de upsala |
Conocido por | |
Premios | |
Carrera científica | |
Los campos | Ingeniería eléctrica y física del plasma |
Instituciones | |
Asesor de doctorado |
Manne Siegbahn Carl Wilhelm Oseen |
Estudiantes de doctorado |
Hannes Olof Gösta Alfvén ( sueco: [alˈveːn] ; 30 de mayo de 1908 - 2 de abril de 1995) fue un ingeniero eléctrico sueco , físico de plasma y ganador del Premio Nobel de Física en 1970 por su trabajo sobre magnetohidrodinámica (MHD). Describió la clase de ondas MHD que ahora se conocen como ondas Alfvén . Originalmente se formó como ingeniero de energía eléctrica y luego se trasladó a la investigación y la enseñanza en los campos de la física del plasma y la ingeniería eléctrica. Alfvén hizo muchas contribuciones a la física del plasma, incluidas las teorías que describen el comportamiento de las auroras , los cinturones de radiación de Van Allen , el efecto de las tormentas magnéticas en el campo magnético de la Tierra , la magnetosfera terrestre y la dinámica de los plasmas en la Vía Láctea .
Educación
Alfvén recibió su doctorado en la Universidad de Uppsala en 1934. Su tesis se tituló "Investigaciones de ondas electromagnéticas de alta frecuencia".
Primeros años
En 1934, Alfvén enseñó física tanto en la Universidad de Uppsala como en el Instituto Nobel de Física (más tarde rebautizado como Instituto de Física Manne Siegbahn ) en Estocolmo , Suecia. En 1940, se convirtió en profesor de teoría electromagnética y mediciones eléctricas en el Real Instituto de Tecnología de Estocolmo. En 1945, adquirió el puesto no designado de Presidente de Electrónica. Su título fue cambiado a Catedrático de Física del Plasma en 1963. De 1954 a 1955, Alfvén fue becario Fulbright en la Universidad de Maryland, College Park . En 1967, después de dejar Suecia y pasar un tiempo en la Unión Soviética , se mudó a los Estados Unidos. Alfvén trabajó en los departamentos de ingeniería eléctrica de la Universidad de California, San Diego y la Universidad del Sur de California .
Años despues
En 1991, Alfvén se jubiló como profesor de ingeniería eléctrica en la Universidad de California, San Diego y profesor de física del plasma en el Royal Institute of Technology de Estocolmo.
Alfvén pasó su última vida adulta alternando entre California y Suecia. Murió a los 86 años.
Investigar
En 1937, Alfvén argumentó que si el plasma impregnara el universo, podría transportar corrientes eléctricas capaces de generar un campo magnético galáctico. Tras ganar el Premio Nobel por sus trabajos en magnetohidrodinámica , destacó que:
Para comprender los fenómenos en una determinada región de plasma, es necesario mapear no solo el campo magnético sino también el campo eléctrico y las corrientes eléctricas. El espacio está lleno de una red de corrientes que transfieren energía e impulso a grandes o muy grandes distancias. Las corrientes a menudo pellizcan las corrientes filamentosas o superficiales. Es probable que estos últimos le den al espacio, como también al espacio interestelar e intergaláctico, una estructura celular.
Su trabajo teórico sobre las corrientes eléctricas alineadas con el campo en la aurora (basado en un trabajo anterior de Kristian Birkeland ) fue confirmado en 1967, estas corrientes ahora se conocen como corrientes de Birkeland .
El trabajo de Alfvén fue cuestionado durante muchos años por el científico principal en física espacial, el matemático y geofísico británico Sydney Chapman . Los desacuerdos de Alfvén con Chapman se debieron en gran parte a problemas con el sistema de revisión por pares . Alfvén rara vez se benefició de la aceptación que generalmente se otorga a los científicos de alto nivel en las revistas científicas . Una vez envió un artículo sobre la teoría de las tormentas magnéticas y las auroras a la revista estadounidense Terrestrial Magnetism and Atmospheric Electricity, pero su artículo fue rechazado porque no estaba de acuerdo con los cálculos teóricos de la física convencional de la época. Muchos físicos lo consideraban una persona con opiniones poco ortodoxas en el campo, RH Stuewer señaló que "... seguía siendo un forastero amargado, ganándose poco respeto de otros científicos incluso después de recibir el Premio Nobel ..." y era a menudo obligado a publicar sus artículos en revistas poco conocidas. Alfvén recordó:
Cuando describo [los fenómenos del plasma] de acuerdo con este formalismo, la mayoría de los árbitros no entienden lo que digo y rechazan mis trabajos. Con el sistema de árbitros que rige la ciencia estadounidense en la actualidad, esto significa que mis artículos rara vez son aceptados por las principales revistas estadounidenses.
Alfvén jugó un papel central en el desarrollo de:
- Física del plasma
- Haces de partículas cargadas
- Medio interplanetario
- Física magnetosférica
- Magnetohidrodinámica
- Investigación de fenómenos solares (como el viento solar )
- Ciencia aurora
En 1939, Alfvén propuso la teoría de las tormentas magnéticas y auroras y la teoría de la dinámica del plasma en la tierra 's magnetosfera . Este fue el artículo rechazado por la revista estadounidense Terrestrial Magnetism and Atmospheric Electricity .
Las aplicaciones de la investigación de Alfvén en ciencia espacial incluyen:
- Teoría del cinturón de radiación de Van Allen
- Reducción del campo magnético de la Tierra durante tormentas magnéticas.
- Magnetosfera (plasma protector que cubre la tierra)
- Formación de colas de cometas
- Formación del sistema solar
- Dinámica de plasmas en la galaxia.
- Cosmología física
Las opiniones de Alfvén siguieron las del fundador de la física magnetosférica, Kristian Birkeland . A finales del siglo XIX, Birkeland propuso (respaldado por una gran cantidad de datos) que las corrientes eléctricas que fluían a lo largo de los campos magnéticos de la Tierra hacia la atmósfera causaron la aurora y las perturbaciones magnéticas polares.
Las áreas de tecnología que se benefician de las contribuciones de Alfvén incluyen:
- Aceleradores de partículas
- Fusión termonuclear controlada
- Vuelo hipersónico
- Propulsión de cohetes
- Frenado de reentrada de vehículos espaciales
Contribuciones a la astrofísica:
- Campo magnético galáctico (1937)
- Radiación de sincrotrón no térmica identificada de fuentes astronómicas (1950)
Las ondas de Alfvén ( oscilaciones de plasma hidromagnético de baja frecuencia ) reciben su nombre en su honor y se propagan a la velocidad de Alfvén. Muchas de sus teorías sobre el sistema solar se verificaron hasta la década de 1980 a través de mediciones externas de magnetosferas cometarias y planetarias. Pero el propio Alfvén señaló que los libros de texto de astrofísica representaban mal los fenómenos de plasma conocidos:
Se realiza un estudio de cómo varios de los libros de texto más utilizados en astrofísica tratan conceptos importantes como capas dobles , velocidad crítica , efectos de pellizco y circuitos. Se encuentra que los estudiantes que utilizan estos libros de texto siguen siendo esencialmente ignorantes incluso de la existencia de estos conceptos, a pesar de que algunos de ellos han sido bien conocidos durante medio siglo (por ejemplo, capas dobles, Langmuir, 1929; efecto pellizco, Bennet, 1934 ).
Alfvén informó que de 17 de los libros de texto más utilizados sobre astrofísica, ninguno menciona el efecto pinch, ninguno menciona la velocidad crítica de ionización, solo dos mencionan circuitos y tres mencionan dobles capas.
Alfvén creía que el problema con el Big Bang era que los astrofísicos intentaron extrapolar el origen del universo a partir de teorías matemáticas desarrolladas en la pizarra, en lugar de partir de fenómenos observables conocidos. También consideró al Big Bang como un mito ideado para explicar la creación. Alfvén y sus colegas propusieron el modelo de Alfvén-Klein como una teoría cosmológica alternativa a las cosmologías del Big Bang y de la teoría del estado estacionario .
Vida personal
Alfvén estuvo casado durante 67 años con su esposa Kerstin (1910-1992). Criaron a cinco hijos, un niño y cuatro niñas. Su hijo se convirtió en médico, mientras que una hija se convirtió en escritora y otra en abogada en Suecia. La escritora fue Inger Alfvén y es conocida por su trabajo en Suecia. El compositor Hugo Alfvén era tío de Hannes Alfvén.
Alfvén estudió historia de la ciencia , filosofía oriental y religión . En sus puntos de vista religiosos, Alfven era irreligioso y crítico de la religión. Hablaba sueco, inglés, alemán, francés y ruso, y algo de español y chino. Expresó gran preocupación por las dificultades de la gestión permanente de desechos radiactivos de alto nivel . "Alfvén también estaba interesado en problemas de cosmología y todos los aspectos de la física de las auroras, y utilizó el conocido libro de Schröder sobre las auroras, Das Phänomen des Polarlichts . Cartas de Alfvén, Treder y Schröder se publicaron con motivo del cumpleaños número 70 de Treder. Las relaciones entre Hans-Jürgen Treder, Hannes Alfvén y Wilfried Schröder fueron discutidas en detalle por Schröder en sus publicaciones.
Premios y honores
El premio Hannes Alfvén , que otorga anualmente la Sociedad Europea de Física por sus destacadas contribuciones en física del plasma, lleva su nombre. El asteroide 1778 Alfvén recibe su nombre en su honor.
Premios
- Medalla de oro de la Royal Astronomical Society (1967)
- Premio Nobel de Física (1970) por su trabajo sobre magnetohidrodinámica (MHD)
- Medalla Franklin del Instituto Franklin (1971)
- Medalla de oro Lomonosov de la Academia de Ciencias de la URSS (1971)
- Elegido miembro extranjero de la Royal Society (ForMemRS) en 1980
- Medalla William Bowie de la American Geophysical Union (1988) por su trabajo sobre cometas y plasmas en el sistema solar
- Miembro de la Real Academia de Ciencias de Suecia
- Miembro de la Real Academia Sueca de Ciencias de la Ingeniería
- Becarios vitalicios del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos
- Miembro de la European Physical Society
- Miembro honorario extranjero de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias (1962)
- Miembro de la Academia de Ciencias de Yugoslavia
- Colaborador de las conferencias de Pugwash sobre ciencia y asuntos mundiales
- Miembro de la Academia Internacional de Ciencias
- Miembro de la Academia Nacional de Ciencias de la India
Alfvén fue uno de los pocos científicos que fue miembro extranjero de las Academias de Ciencias de los Estados Unidos y la Unión Soviética .
Bibliografía seleccionada
Para obtener la lista completa de publicaciones, consulte.
- Libros
- Electrodinámica cósmica , Serie internacional de monografías sobre física, Oxford: Clarendon Press, 1950. (Véase también la 2a edición de 1963, en coautoría con Carl-Gunne Fälthammar).
- Mundos-Antimundos: Antimateria en Cosmología (1966).
- The Great Computer: A Vision (1968) (una sátira científico-política bajo el seudónimo de Olof Johannesson; publ. Gollancz, ISBN 0-575-00059-7 ).
- Átomo, hombre y universo: una larga cadena de complicaciones, WH Freeman and Company, 1969.
- Living on the Third Planet, escrito con Kerstin Alfvén, WH Freeman and Company, 1972. ISBN 0-7167-0340-8 .
- Biblioteca de Plasma Cósmico , Astrofísica y Ciencias Espaciales, Vol. 82 (1981) Springer Verlag. ISBN 90-277-1151-8
- Schröder, Wilfried y Hans Jürgen Treder. 2007. Física teórica y geofísica: Recuerdos de Hans-Jürgen Treder (1928-2006) . Potsdam: Science Editions.
- Artículos
- Sobre la cosmogonía del sistema solar I (1942) | Parte II | Parte III
- Campo magnético interplanetario (1958)
- Sobre el origen de los campos magnéticos cósmicos (1961)
- Sobre la estructura filamentaria de la corona solar (1963)
- Corrientes en la atmósfera solar y una teoría de las llamaradas solares (1967)
- Sobre la importancia de los campos eléctricos en la magnetosfera y el espacio interplanetario (1967)
- Corrientes en chorro en el espacio (1970)
- Evolución del sistema solar (1976) con Gustaf Arrhenius (libro de la NASA)
- Fuentes de radio dobles y el nuevo enfoque de la física del plasma cósmico (1978) (PDF)
- Las nubes interestelares y la formación de estrellas con Per Carlqvist (1978) (PDF)
- Fuente de energía del viento solar con Per Carlqvist (1980) (PDF) Se discute una transferencia directa de energía de la actividad fotosférica al viento solar por medio de corrientes eléctricas.
- Efectos electromagnéticos y estructura de los anillos de Saturno (1981) (PDF)
- Un modelo de circuito de tres anillos de la magnetosfera con Whipple, EC y Jr .; McIlwain (1981) (PDF)
- El encuentro de la Voyager 1 / Saturno y el efecto de sombra cosmogónico (1981) (PDF)
- Origen, evolución y estructura actual de la región de asteroides (1983) (PDF)
- Sobre cosmología jerárquica (1983) (PDF) Progreso en los estudios de laboratorio de plasmas y en sus métodos para transferir los resultados a las condiciones cósmicas.
- Historia del sistema solar registrada en la estructura del anillo de Saturno (1983) (PDF)
- Cosmología: ¿mito o ciencia? (1984) (PDF)
- La cosmogonía como extrapolación de la investigación magnetosférica (1984) (PDF)
Ver también
- Resonador Alfvén
- Plasma astrofísico
- Hoja de corriente heliosférica
- Reconexión magnética
- Turbulencia magnetohidrodinámica
- Onda magnetosónica
- Convección Marklund
- Parámetros de plasma
- Estabilidad del plasma
- Viento solar
- Spheromak
Referencias
enlaces externos
- Biografía de Hannes Alfvén
- Hannes Alfvén en Nobelprize.org, incluida la Conferencia Nobel, 11 de diciembre de 1970 Física del plasma, investigación espacial y el origen del sistema solar
- Biografía de Hannes Alfvén ( Real Instituto de Tecnología de Estocolmo, Suecia)
- Memorias biográficas de Hannes Alfvén (Actas de la American Philosophical Society )
- Papeles de Hannes Olof Gosta Alfvén
- Medalla Hannes Alfvén : otorgada por contribuciones científicas destacadas hacia la comprensión de los procesos del plasma en el sistema solar y otros entornos de plasma cósmico.
- Cronología de los premios Nobel: Hannes Olof Gosta Alfvén
- Papeles de Hannes Alfvén (1945–1991) en la Biblioteca de Colecciones Especiales de Mandeville.
- Weisstein, Eric Wolfgang (ed.). "Alfvén, Hannes (1908-1995)" . ScienceWorld .
- QJRAS Obituario 37 (1996) 259
- Nacimiento de Hannes Alfvén Centenario 30 de mayo de 2008 (2008)