Yakov Zeldovich - Yakov Zeldovich

Yakov Zeldovich
RUSMARKA-1827.jpg
Zeldovich em um selo postal russo de 2014
Nascer
Yakov Borisovich Zeldovich

8 de março de 1914
Faleceu 2 de dezembro de 1987 (02/12/1987)(com 73 anos)
Lugar de descanso Cemitério Novodevichy , Moscou
Cidadania União Soviética
Alma mater Universidade Estadual de São Petersburgo
Conhecido por Soviética projeto da bomba atômica
Hawking-Zeldovich radiação
Sunyaev-Zeldovich efeito
equação Zeldovich de Estado
Zeldovich aproximação
Zeldovich número
modelo ZND detonação
formulação Shvab-Zeldovich
solução de auto-similar do segundo tipo
modelo Zeldovich-Liñán
Harrison-Zeldovich espectro
Zeldovich mecanismo
Zeldovich streaming de modelo de
energia de ativação panqueca zeldovich assintótica
Prêmios Hero of Socialist Labour (1949, 1954, 1956)
Carreira científica
Campos Física
Combustão
Astrofísica
Instituições Instituto de Física Química
da Universidade Estadual de Moscou
Sternberg Astronomical Institute
Alunos de doutorado Sergei Kopeikin
Outros alunos notáveis Rashid Sunyaev
Roman Juszkiewicz
Igor Dmitriyevich Novikov
Sergei Shandarin
Alexei Starobinsky
Vladimir M. Lipunov
Victor Shvartsman

Jakov Seldovich ForMemRS ( bielorrusso : Якаў Барысавіч Зяльдовіч , russo : Яков Борисович Зельдович ; 8 de março de 1914 - 2 de dezembro 1987), também conhecido como Yab , foi um Soviética físico teórico , que é conhecido por suas contribuições prolíficos da cosmologia e da física de fenômenos termonucleares e hidrodinâmicos .

A partir de 1943, Zeldovich desempenhou um papel crucial no desenvolvimento da União Soviética 's projeto da bomba nuclear . Em 1963, ele retornou à academia para embarcar em contribuições pioneiras na compreensão fundamental da termodinâmica dos buracos negros e na expansão do escopo da cosmologia .

Biografia

Infância e educação

Yakov Zeldovich nasceu em uma família judia bielorrussa na casa de seu avô em Minsk , região bielorrussa na Rússia , em 8 de março de 1914. No entanto, em meados de 1914, a família Zeldovich mudou-se para São Petersburgo . Eles residiram lá até agosto de 1941, quando a família foi evacuada junto com o corpo docente do Instituto de Física Química para Kazan para evitar a Invasão do Eixo da União Soviética . Eles permaneceram em Kazan até o verão de 1943, quando Zeldovich se mudou para Moscou .

Seu pai, Boris Naumovich Zeldovich, era advogado ; sua mãe, Anna Petrovna Zeldovich ( née Kiveliovich), um tradutor de francês para russo , era um membro da União do escritor . Apesar de ter nascido em uma família judia devotada e religiosa, Zeldovich era um " ateu absoluto ".

Zeldovich era um autodidata . Ele era considerado como tendo um intelecto extremamente versátil e, durante sua vida, explorou e fez contribuições importantes para uma ampla gama de empreendimentos científicos. Em uma oportunidade dada em maio de 1931, ele garantiu uma nomeação como assistente de laboratório no Instituto de Física Química da Academia de Ciências da URSS , e permaneceu associado ao instituto pelo resto de sua vida. Como assistente de laboratório, recebeu instruções preliminares sobre os tópicos envolvidos na físico-química e construiu sua reputação entre os veteranos do Instituto de Física Química.

De 1932 a 1934, Zeldovich frequentou os cursos de graduação em física e matemática na Leningrad State University (agora St. Petersburg State University ) e depois assistiu a palestras técnicas sobre física introdutória no Leningrad Polytechnic Institute (agora Peter the Great St. Petersburg Universidade Politécnica ).

Em 1936 obteve sucesso na candidatura ao grau de Candidato em Ciências (equivalente soviético do Doutoramento ), tendo defendido com sucesso a sua dissertação sobre o tema da " adsorção e catálise em superfícies heterogéneas". A centralidade de sua tese voltada para a pesquisa sobre a isoterma de adsorção de Freundlich (ou clássica) , Zeldovich descobriu o embasamento teórico dessa observação empírica.

Em 1939, Zeldovich preparou sua dissertação com base na teoria matemática da interpretação física da oxidação do nitrogênio e recebeu com sucesso o título de Doutor em Física Matemática quando foi revisado por Aleksandr A. Freiman . Zeldovich descobriu seu mecanismo, conhecido na físico-química como o NO térmico
x
mecanismo
ou mecanismo de Zeldovich .

Programa de bomba atômica soviética

Zeldovich é considerado um diretor secreto do projeto de armas nucleares soviéticas ; suas viagens ao exterior eram altamente restritas, à Europa Oriental , sob estreita segurança soviética. Logo após a descoberta da fissão nuclear (pelo químico alemão Otto Hahn em 1939), físicos russos começaram a investigar o escopo da física da fissão nuclear e realizaram seminários sobre o assunto; Igor Kurchatov e Yulii Khariton estavam noivos em 1940.

Em maio de 1941, Zeldovich trabalhou com Khariton na construção de uma teoria sobre a cinética das reações nucleares na presença de condições críticas . O trabalho de Khariton e Zeldovich foi estendido às teorias de ignição, combustão e detonação ; estes foram responsáveis ​​por características que não foram previamente previstas, observadas ou explicadas corretamente. A moderna teoria da detonação, consequentemente, é chamada de teoria de Zeldovich-von Neumann-Dohring, ou ZND , e seu desenvolvimento envolveu cálculos tediosos de nêutrons rápidos ; esse trabalho havia sido atrasado devido à invasão alemã da União Soviética , o que impediu o progresso das descobertas que em junho de 1941 seriam desclassificadas. Em 1942, Zeldovich foi realocado para Kazan e encarregado pelo Comissariado do Povo de Munições de realizar trabalhos em pós de armas convencionais a serem fornecidas ao Exército Soviético , enquanto Khariton foi convidado a projetar os novos tipos de armamento convencional.

Em 1943, Joseph Stalin decidiu lançar uma acumulação de armas nucleares , sob o comando de Igor Kurchatov ; o último solicitou a Stalin que realocasse Zeldovich e Khariton para Moscou, no programa de armas nucleares. Zeldovich juntou-se à pequena equipe de Igor Kurchatov neste laboratório secreto em Moscou para lançar o trabalho sobre a teoria da combustão nuclear e tornou-se chefe do departamento teórico do Arzamas-16 em 1946.

Com Isaak Gurevich , Isaak Pomeranchuk e Khariton, Zeldovich preparou um relatório científico sobre a viabilidade de se liberar energia por fusão nuclear desencadeada por uma explosão atômica, e o apresentou a Igor Kurchatov. Zeldovich se beneficiou do conhecimento físico e técnico fornecido pelo físico alemão Klaus Fuchs e pelo físico americano Theodore Hall , que trabalharam no Projeto Manhattan americano para desenvolver armas nucleares.

Em 1949, Zeldovich liderou uma equipe de físicos que conduziu o primeiro teste nuclear , o RDS-1 , baseado aproximadamente no projeto americano obtido por meio de espiões atômicos nos Estados Unidos , embora ele tenha continuado seu trabalho fundamental na teoria dos explosivos. Zeldovich então começou a trabalhar na modernização dos sucessivos designs da arma nuclear e inicialmente concebeu a ideia da bomba de hidrogênio para Andrei Sakharov e outros. No decorrer de seu trabalho com armas nucleares, Zeldovich fez um trabalho inovador em hidrodinâmica de radiação e física da matéria em alta pressão. Entre seus colegas mais jovens em Sarov , que trabalhou nesta área estava Mihail Aleksandrovich Podurets , que também é conhecido por sua contribuição para a teoria do colapso gravitacional

Entre 1950 e 1953, Zeldovich realizou cálculos necessários para a viabilidade da bomba de hidrogênio que foram verificados por Andrei Sakharov , embora os dois grupos trabalhassem em paralelo no desenvolvimento da fusão termonuclear. No entanto, foi Sakharov que mudou radicalmente a abordagem da fusão termonuclear, auxiliado por Vitaly Ginzburg em 1952. Ele permaneceu associado ao programa de testes nucleares, enquanto chefiava os laboratórios experimentais de Arzamas - de 16 a outubro de 1963, quando partiu para a academia.

Academia e cosmologia

Em 1952, Zeldovich começou a trabalhar no campo das partículas elementares e suas transformações. Ele previu a decadência beta de um méson pi . Junto com S. Gershtein ele notou a analogia entre as interações fracas e eletromagnéticas , e em 1960, ele previu o fenômeno da catálise múon (mais precisamente, a fusão dt catalisada por múon). Em 1977, Zeldovich junto com Fyodor Shapiro  [ ru ] foi agraciado com a Medalha Kurchatov , o maior prêmio em física nuclear da URSS . A citação era "para previsão das características dos nêutrons ultracold , sua detecção e investigação". Ele foi eleito acadêmico da Academia de Ciências da URSS em 20 de junho de 1958. Ele foi chefe de divisão do Instituto de Matemática Aplicada da Academia de Ciências da URSS de 1965 até janeiro de 1983.

Zeldovich (à direita) com o astrofísico Iosif Shklovsky em 1977

No início dos anos 1960, Zeldovich começou a trabalhar com astrofísica e cosmologia física . Em 1964, ele e, independentemente, Edwin Salpeter foram os primeiros a sugerir que os discos de acreção ao redor de buracos negros massivos são responsáveis ​​pelas enormes quantidades de energia irradiadas pelos quasares . Desde 1965, ele foi professor do Departamento de Física da Universidade Estadual de Moscou e chefe da divisão de Astrofísica Relativística do Instituto Astronômico Sternberg . Em 1966, ele e Igor Novikov foram os primeiros a propor a busca de candidatos a buraco negro entre sistemas binários nos quais uma estrela é opticamente brilhante e os raios X são escuros e a outra opticamente escura, mas os raios X brilhantes (o candidato a buraco negro).

Zeldovich trabalhou na teoria da evolução do universo quente, nas propriedades da radiação de fundo em micro-ondas , na estrutura em grande escala do universo e na teoria dos buracos negros . Ele previu, com Rashid Sunyaev , que a radiação cósmica de fundo deveria sofrer espalhamento Compton inverso . Isso é chamado de efeito Sunyaev-Zeldovich , e medições por telescópios como o Atacama Cosmology Telescope e o South Pole Telescope o estabeleceram como uma das principais sondas de observação da cosmologia de aglomerados. Zeldovich contribuiu com percepções afiadas sobre a natureza da estrutura em grande escala do universo, em particular, através do uso da teoria de perturbação de Lagrang (a aproximação de Zeldovich) e a aplicação da abordagem da equação de Burgers através da aproximação de adesão.

Termodinâmica de buraco negro

Zeldovich desempenhou um papel fundamental no desenvolvimento da teoria da evaporação do buraco negro devido à radiação Hawking . Zeldovich e Charles Misner concomitantemente previu a possibilidade de geração de partículas através da rotação Kerr buracos negros em 1971 , 1972 . Antes, no século 60, Zeldovich previu que os buracos negros Kerr deveriam dividir as linhas de emissão de fótons como em um efeito Zeeman. Durante a visita de Stephen Hawking a Moscou em 1973, os cientistas soviéticos Zeldovich e Alexei Starobinsky mostraram a Hawking que, de acordo com o princípio da incerteza da mecânica quântica , buracos negros em rotação devem criar e emitir partículas.

Família

Com sua esposa, Varvara Pavlovna Konstantinova, Yakov Zeldovich teve um filho e duas filhas que também eram físicos: filho - Boris Yakovlevich Zeldovich ; filhas - Olga Yakovlevna Zeldovich e Marina Yakovlevna Zeldovich.

Zeldovich também teve uma filha, Annushka, com OK Shiryaeva.

Zeldovich teve outro filho com Nina Nikolaevna Agapova em 1958, seu nome era Leonid Yakovlevich Agapov, que faleceu em 2016 aos 58 anos.

Publicações

Livros

  • Zel'dovich Ya.B., Ruzmaikin AA (2015). Dynamo Problems in Astrophysics . Cambridge Scientific Publishers. ISBN 978-1908106445.
  • Zel'dovich Ya.B., Novikov ID (2014). Estrelas e relatividade . Dover.
  • Zel'dovich Ya.B., Raizer Yu.P. (2012). Física das ondas de choque e fenômenos hidrodinâmicos de alta temperatura, Volume 1 . Dover.
  • Zel'dovich Ya.B., Raizer Yu.P. (2012). Física das ondas de choque e fenômenos hidrodinâmicos de alta temperatura, Volume 2 . Dover.
  • Perelomov AM, Zel'dovich Ya.B. (1999). Mecânica Quântica: Tópicos Selecionados . World Scientific. ISBN 978-9810235505.
  • Zel'dovich Ya.B. (1993). Obras Selecionadas de Yakov Borisovich Zeldovich: Partículas, Núcleos e o Universo . Princeton University Press. ISBN 978-0691087429.
  • Zel'dovich Ya.B. (1992). Obras Selecionadas de Yakov Borisovich Zeldovich: Física Química e Hidrodinâmica . Princeton University Press. ISBN 978-0691085944.
  • Zel'dovich Ya.B. (1992). Meu Universo: Avaliações selecionadas . Routledge. ISBN 978-3718650040.
  • Zel'dovich Ya.B., Ruzmaikin AA, Sokoloff DD (1990). Magnetic Fields in Astrophysics . Gordon & Breach Science Pub. ISBN 978-0677223308.CS1 maint: vários nomes: lista de autores ( link )
  • Zel'dovich Ya.B., Ruzmaikin AA, Sokoloff DD (1990). O Todo-Poderoso Chance . World Scientific. ISBN 978-9971509163.CS1 maint: vários nomes: lista de autores ( link )
  • Zel'dovich Ya.B., Barenblatt G., Librovich VB, Makhviladze GM (1985). A Teoria Matemática da Combustão e Explosões . Gabinete de Consultores. ISBN 978-0306109744.CS1 maint: vários nomes: lista de autores ( link )
  • Zel'dovich Ya.B., Pilipetsky NF, Shukunov VV (1985). Princípios de conjugação de fases . Springer. ISBN 978-3-662-13573-0.CS1 maint: vários nomes: lista de autores ( link )
  • Zel'dovich Ya.B., Novikov ID (1983). Astrofísica Relativística: A Estrutura e Evolução do Universo vol 2 . University of Chicago Press. ISBN 978-0226979571.
  • Zel'dovich Ya.B., Novikov ID (1971). Relativistic Astrophysics: Stars and Relativity vol 1 . University of Chicago Press. ISBN 978-0226979557.
  • Zel'dovich Ya.B., Raizer Yu.P. (1968). Elementos da Dinâmica Gasosa e a Teoria Clássica das Ondas de Choque . Academic Press.
  • Zel'dovich Ya.B., Kompaneets AS (1960). Teoria da Detonação . Academic Press.
  • Zel'dovich Ya.B., Yaglom IM (1988). Matemática superior para físicos e engenheiros iniciantes . Prentice Hall. ISBN 978-0133876482.

Premios e honras

Igor Kurchatov o chamou de "gênio" e Andrei Sakharov o chamou de "um homem de interesses científicos universais". Stephen W. Hawking disse certa vez a Zeldovich: "antes de conhecê-lo, acreditava que você fosse um 'autor coletivo', como Bourbaki ."

Referências

Leitura adicional

links externos