Hannes Alfvén - Hannes Alfvén
Hannes Alfvén | |
---|---|
Nascer |
Hannes Olof Gösta Alfvén
30 de maio de 1908
Norrköping , Suécia
|
Morreu | 2 de abril de 1995
Djursholm , Suécia
|
(86 anos)
Alma mater | Universidade de Uppsala |
Conhecido por | |
Prêmios | |
Carreira científica | |
Campos | Engenharia elétrica e física de plasma |
Instituições | |
Orientador de doutorado |
Manne Siegbahn Carl Wilhelm Oseen |
Alunos de doutorado |
Hannes Olof Gösta Alfvén ( sueco: [alˈveːn] ; 30 de maio de 1908 - 2 de abril de 1995) foi um engenheiro elétrico sueco , físico de plasma e vencedor do Prêmio Nobel de Física de 1970 por seu trabalho sobre magnetohidrodinâmica (MHD). Ele descreveu a classe de ondas MHD agora conhecidas como ondas Alfvén . Ele foi formado originalmente como engenheiro de energia elétrica e, mais tarde, mudou-se para pesquisa e ensino nas áreas de física de plasma e engenharia elétrica. Alfvén fez muitas contribuições para a física do plasma, incluindo teorias que descrevem o comportamento das auroras , os cinturões de radiação de Van Allen , o efeito das tempestades magnéticas no campo magnético da Terra , a magnetosfera terrestre e a dinâmica dos plasmas na galáxia da Via Láctea .
Educação
Alfvén recebeu seu PhD da Universidade de Uppsala em 1934. Sua tese foi intitulada "Investigações de ondas eletromagnéticas de alta frequência".
Primeiros anos
Em 1934, Alfvén ensinou física na Universidade de Uppsala e no Instituto Nobel de Física (mais tarde renomeado Instituto de Física Manne Siegbahn ) em Estocolmo , Suécia. Em 1940, ele se tornou professor de teoria eletromagnética e medições elétricas no Royal Institute of Technology em Estocolmo. Em 1945, ele adquiriu o cargo não-nomeado de Cadeira de Eletrônica. Seu título foi alterado para Chair of Plasma Physics em 1963. De 1954 a 1955, Alfvén foi bolsista Fulbright na University of Maryland, College Park . Em 1967, após deixar a Suécia e passar algum tempo na União Soviética , mudou-se para os Estados Unidos. Alfvén trabalhou nos departamentos de engenharia elétrica da University of California, San Diego e da University of Southern California .
Anos depois
Em 1991, Alfvén aposentou-se como professor de engenharia elétrica na Universidade da Califórnia, San Diego, e professor de física de plasma no Royal Institute of Technology em Estocolmo.
Alfvén passou sua vida adulta posterior alternando entre a Califórnia e a Suécia. Ele morreu com 86 anos.
Pesquisar
Em 1937, Alfvén argumentou que se o plasma invadisse o universo, ele poderia transportar correntes elétricas capazes de gerar um campo magnético galáctico. Depois de ganhar o Prêmio Nobel por seus trabalhos em magnetohidrodinâmica , ele enfatizou que:
Para entender os fenômenos em uma determinada região do plasma, é necessário mapear não só o magnético, mas também o campo elétrico e as correntes elétricas. O espaço é preenchido com uma rede de correntes que transferem energia e momentum por distâncias grandes ou muito grandes. As correntes muitas vezes comprimem para correntes filamentares ou de superfície. Estes últimos são susceptíveis de dar espaço, como também o espaço interestelar e intergaláctico, uma estrutura celular.
Seu trabalho teórico sobre as correntes elétricas alinhadas com o campo na aurora (com base no trabalho anterior de Kristian Birkeland ) foi confirmado em 1967, sendo essas correntes agora conhecidas como correntes de Birkeland .
O trabalho de Alfvén foi contestado por muitos anos pelo cientista sênior em física espacial, o matemático e geofísico britânico Sydney Chapman . As divergências de Alfvén com Chapman resultaram em grande parte de problemas com o sistema de revisão por pares . Alfvén raramente se beneficiou da aceitação geralmente concedida aos cientistas seniores em revistas científicas . Certa vez, ele submeteu um artigo sobre a teoria das tempestades magnéticas e auroras ao jornal americano Terrestrial Magnetism and Atmospheric Electricity, mas teve seu artigo rejeitado por não concordar com os cálculos teóricos da física convencional da época. Ele era considerado uma pessoa com opiniões heterodoxas na área por muitos físicos, RH Stuewer observando que "... ele permaneceu um estranho amargurado, ganhando pouco respeito de outros cientistas mesmo depois de receber o Prêmio Nobel ..." e foi frequentemente forçado a publicar seus artigos em periódicos obscuros. Alfvén lembrou:
Quando eu descrevo [fenômenos de plasma] de acordo com esse formalismo, a maioria dos árbitros não entende o que eu digo e rejeita meus artigos. Com o sistema de arbitragem que rege a ciência dos Estados Unidos hoje, isso significa que meus artigos raramente são aceitos pelos principais periódicos dos Estados Unidos.
Alfvén desempenhou um papel central no desenvolvimento de:
- Física do plasma
- Feixes de partículas carregadas
- Meio interplanetário
- Física magnetosférica
- Magnetohidrodinâmica
- Investigação de fenômenos solares (como o vento solar )
- Ciência Aurorae
Em 1939, Alfvén propôs a teoria de tempestades magnéticas e auroras e a teoria da dinâmica de plasma na terra da magnetosfera . Este foi o artigo rejeitado pelo jornal americano Terrestrial Magnetism and Atmospheric Electricity .
As aplicações da pesquisa de Alfvén em ciências espaciais incluem:
- Teoria do cinturão de radiação de Van Allen
- Redução do campo magnético da Terra durante tempestades magnéticas
- Magnetosfera (plasma protetor cobrindo a Terra)
- Formação de caudas de cometa
- Formação do sistema solar
- Dinâmica de plasmas na galáxia
- Cosmologia física
As opiniões de Alfvén seguiram as do fundador da física magnetosférica, Kristian Birkeland . No final do século XIX, Birkeland propôs (apoiado por extensos dados) que correntes elétricas fluindo ao longo dos campos magnéticos da Terra para a atmosfera causavam a aurora e distúrbios magnéticos polares.
As áreas de tecnologia que se beneficiam das contribuições de Alfvén incluem:
- Aceleradores de partículas
- Fusão termonuclear controlada
- Vôo hipersônico
- Propulsão de foguete
- Travagem de reentrada de veículos espaciais
Contribuições para a astrofísica:
- Campo magnético galáctico (1937)
- Radiação síncrotron não térmica identificada de fontes astronômicas (1950)
As ondas de Alfvén ( oscilações de plasma hidromagnético de baixa frequência ) são nomeadas em sua homenagem e se propagam na velocidade de Alfvén. Muitas de suas teorias sobre o sistema solar foram verificadas ainda na década de 1980 por meio de medições externas das magnetosferas cometárias e planetárias. Mas o próprio Alfvén observou que os livros didáticos de astrofísica mal representavam fenômenos de plasma conhecidos:
É feito um estudo de como vários dos livros mais usados em astrofísica tratam conceitos importantes, como camadas duplas , velocidade crítica , efeitos de compressão e circuitos. Verificou-se que os alunos que usam esses livros didáticos permanecem essencialmente ignorantes até mesmo da existência desses conceitos, apesar do fato de que alguns deles são bem conhecidos há meio século (por exemplo, camadas duplas, Langmuir, 1929; efeito pinch, Bennet, 1934 )
Alfvén relatou que dos 17 livros de astrofísica mais usados, nenhum mencionou o efeito pinch, nenhum mencionou a velocidade crítica de ionização, apenas dois mencionaram circuitos e três mencionaram camadas duplas.
Alfvén acreditava que o problema com o Big Bang era que os astrofísicos tentavam extrapolar a origem do universo a partir de teorias matemáticas desenvolvidas no quadro-negro, em vez de partir de fenômenos observáveis conhecidos. Ele também considerou o Big Bang um mito planejado para explicar a criação. Alfvén e colegas propuseram o modelo Alfvén – Klein como uma teoria cosmológica alternativa para as cosmologias do Big Bang e da teoria do estado estacionário .
Vida pessoal
Alfvén foi casado por 67 anos com sua esposa Kerstin (1910–1992). Eles criaram cinco filhos, um menino e quatro meninas. O filho deles tornou-se médico, enquanto uma filha tornou-se escritora e outra advogada na Suécia. A escritora foi Inger Alfvén e é bem conhecida por seu trabalho na Suécia. O compositor Hugo Alfvén era tio de Hannes Alfvén.
Alfvén estudou história da ciência , filosofia oriental e religião . Em suas opiniões religiosas, Alfven era irreligioso e crítico da religião. Ele falava sueco, inglês, alemão, francês e russo e um pouco de espanhol e chinês. Ele expressou grande preocupação com as dificuldades do gerenciamento permanente de resíduos radioativos de alto nível . "Alfvén também estava interessado em problemas de cosmologia e todos os aspectos da física auroral e usou o conhecido livro de Schröder sobre aurora, Das Phänomen des Polarlichts . Cartas de Alfvén, Treder e Schröder foram publicados por ocasião do 70º aniversário de Treder. As relações entre Hans-Jürgen Treder, Hannes Alfvén e Wilfried Schröder foram discutidas em detalhes por Schröder em suas publicações.
Prêmios e honras
O Prêmio Hannes Alfvén , concedido anualmente pela European Physical Society por contribuições notáveis na física do plasma, leva o seu nome. O asteróide 1778 Alfvén é nomeado em sua homenagem.
Prêmios
- Medalha de ouro da Royal Astronomical Society (1967)
- Prêmio Nobel de Física (1970) por seu trabalho em magnetohidrodinâmica (MHD)
- Medalha Franklin do Instituto Franklin (1971)
- Medalha de ouro Lomonosov da Academia de Ciências da URSS (1971)
- Eleito membro estrangeiro da Royal Society (ForMemRS) em 1980
- Medalha William Bowie da American Geophysical Union (1988) por seu trabalho em cometas e plasmas no sistema solar
- Membro da Real Academia Sueca de Ciências
- Membro da Real Academia Sueca de Ciências da Engenharia
- Life fellows do Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos
- Membro da European Physical Society
- Membro honorário estrangeiro da Academia Americana de Artes e Ciências (1962)
- Membro da Academia Iugoslava de Ciências
- Colaborador das Conferências Pugwash sobre Ciência e Assuntos Mundiais
- Membro da International Academy of Science
- Membro da Academia Nacional de Ciências da Índia
Alfvén foi um dos poucos cientistas que foi membro estrangeiro das Academias de Ciências dos Estados Unidos e da União Soviética .
Bibliografia selecionada
Para obter a lista completa de publicações, consulte.
- Livros
- Cosmical Electrodynamics , International Series of Monographs on Physics, Oxford: Clarendon Press, 1950. (Ver também 2ª Ed. 1963, em co-autoria com Carl-Gunne Fälthammar.)
- Worlds-Antiworlds: Antimatter in Cosmology (1966).
- The Great Computer: A Vision (1968) (uma sátira político-científica sob o pseudônimo de Olof Johannesson; publ. Gollancz, ISBN 0-575-00059-7 ).
- Atom, Man, and the Universe: A Long Chain of Complications, WH Freeman and Company, 1969.
- Living on the Third Planet, de autoria de Kerstin Alfvén, WH Freeman and Company, 1972. ISBN 0-7167-0340-8 .
- Cosmic Plasma , Astrophysics and Space Science Library, Vol. 82 (1981) Springer Verlag. ISBN 90-277-1151-8
- Schröder, Wilfried e Hans Jürgen Treder. 2007. Física teórica e geofísica: Lembranças de Hans-Jürgen Treder (1928–2006) . Potsdam: Science Editions.
- Artigos
- Sobre a cosmogonia do sistema solar I (1942) | Parte II | Parte III
- Campo magnético interplanetário (1958)
- Sobre a origem dos campos magnéticos cósmicos (1961)
- Sobre a estrutura filamentar da coroa solar (1963)
- Correntes na atmosfera solar e uma teoria das erupções solares (1967)
- Sobre a importância dos campos elétricos na magnetosfera e no espaço interplanetário (1967)
- Jet Streams in Space (1970)
- Evolução do Sistema Solar (1976) com Gustaf Arrhenius (livro da NASA)
- Fontes duplas de rádio e a nova abordagem à física do plasma cósmico (1978) (PDF)
- Nuvens interestelares e a formação de estrelas com Per Carlqvist (1978) (PDF)
- Fonte de energia do vento solar com Per Carlqvist (1980) (PDF) Uma transferência direta de energia da atividade fotosférica para o vento solar por meio de correntes elétricas é discutida.
- Efeitos eletromagnéticos e a estrutura dos anéis de Saturno (1981) (PDF)
- Um modelo de circuito de três anéis da magnetosfera com Whipple, EC e Jr .; McIlwain (1981) (PDF)
- O encontro da Voyager 1 / Saturno e o efeito de sombra cosmogônica (1981) (PDF)
- Origem, evolução e estrutura atual da região do asteróide (1983) (PDF)
- On hierarchical cosmology (1983) (PDF) Progresso nos estudos de laboratório de plasmas e em seus métodos de transferência dos resultados para condições cósmicas.
- História do sistema solar registrada na estrutura do anel de Saturno (1983) (PDF)
- Cosmologia - Mito ou ciência? (1984) (PDF)
- Cosmogonia como uma extrapolação da pesquisa magnetosférica (1984) (PDF)
Veja também
- Ressonador Alfvén
- Plasma astrofísico
- Folha de corrente heliosférica
- Reconexão magnética
- Turbulência magnetohidrodinâmica
- Onda magnetosônica
- Convecção Marklund
- Parâmetros de plasma
- Estabilidade do plasma
- Vento solar
- Spheromak
Referências
links externos
- Biografia de Hannes Alfvén
- Hannes Alfvén no Nobelprize.org incluindo a Palestra do Nobel, 11 de dezembro de 1970 Física do Plasma, Pesquisa Espacial e a Origem do Sistema Solar
- Biografia de Hannes Alfvén ( Royal Institute of Technology em Estocolmo, Suécia)
- Hannes Alfvén Biographical Memoirs (Proceedings of the American Philosophical Society )
- Artigos de Hannes Olof Gosta Alfvén
- Medalha Hannes Alfvén - concedida por contribuições científicas notáveis para a compreensão dos processos de plasma no sistema solar e outros ambientes de plasma cósmico
- Cronologia dos vencedores do Prêmio Nobel: Hannes Olof Gosta Alfvén
- Hannes Alfvén Papers (1945–1991) na Mandeville Special Collections Library.
- Weisstein, Eric Wolfgang (ed.). "Alfvén, Hannes (1908-1995)" . ScienceWorld .
- Obituário 37 da QJRAS (1996) 259
- Hannes Alfvén Nascimento Centenário 30 de maio de 2008 (2008)