Yakov Zeldovich
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Yakov Borisovich Zeldovich ForMemRS [1] (ruso: Я́ков Бори́сович Зельдо́вич , bielorruso : Я́каў Бары́савіч Зяльдо́віч ; 8 de marzo de 1914 - 2 de diciembre de 1987), también conocido como YaB , [2] DN fue un destacado físico soviético de origen bielorruso , conocido por sus prolíficos aportes en cosmología física , física de reacciones termonucleares , combustión y fenómenos hidrodinámicos . [3]
A partir de 1943, Zeldovich, un físico autodidacta, comenzó su carrera desempeñando un papel crucial en el desarrollo del antiguo programa soviético de armas nucleares . En 1963, regresó al mundo académico para emprender contribuciones pioneras en la comprensión fundamental de la termodinámica de los agujeros negros y la expansión del alcance de la cosmología física. [4]
Biografía
Vida temprana y educación
Yakov Zeldovich nació en una familia judía bielorrusa en la casa de su abuelo en Minsk . [5] Sin embargo, a mediados de 1914, la familia Zeldovich se mudó a San Petersburgo . Residieron allí hasta agosto de 1941, cuando la familia fue evacuada junto con la facultad del Instituto de Física Química a Kazán para evitar la invasión del Eje a la Unión Soviética . [6] : 301 Permanecieron en Kazán hasta el verano de 1943, cuando Zeldovich se mudó a Moscú. [6]
Su padre, Boris Naumovich Zeldovich, era abogado; su madre, Anna Petrovna Zeldovich (de soltera Kiveliovich), traductora del francés al ruso, era miembro de la Unión de Escritores . [6] A pesar de haber nacido en una familia judía devota y religiosa, Zeldovich era un " ateo absoluto ". [7] [8]
Zeldovich era un autodidacta . Se le consideraba que tenía un intelecto notablemente versátil, y durante su vida exploró y realizó importantes contribuciones a una amplia gama de esfuerzos científicos. [4] A partir de una oportunidad dada en mayo de 1931, consiguió un nombramiento como asistente de laboratorio en el Instituto de Física Química de la Academia de Ciencias de la Unión Soviética , y permaneció asociado con el instituto por el resto de su vida. [6] [4] : 301 Como asistente de laboratorio, recibió instrucciones preliminares sobre los temas relacionados con la química física y construyó su reputación entre sus superiores en el Instituto de Física Química. [6] : 301
De 1932 a 1934, Zeldovich asistió a los cursos de pregrado de física y matemáticas en la Universidad Estatal de Leningrado (ahora Universidad Estatal de San Petersburgo ), y más tarde asistió a las conferencias técnicas sobre física introductoria en el Instituto Politécnico de Leningrado (ahora Universidad Politécnica de San Petersburgo Pedro el Grande ). [6] : 301 [9] : 2–5
En 1936, tuvo éxito en su candidatura para el grado de Candidato de Ciencias (un equivalente soviético del doctorado), habiendo defendido con éxito su disertación sobre el tema de la " adsorción y catálisis en superficies heterogéneas". [6] : 301 La centralidad de su tesis se centró en la investigación sobre la isoterma de adsorción de Freundlich (o clásica) , y Zeldovich descubrió el fundamento teórico de esta observación empírica. [1]
En 1939, Zeldovich preparó su disertación basada en la teoría matemática de la interpretación física de la oxidación del nitrógeno , y recibió con éxito el Doctorado en Ciencias en física matemática cuando fue revisada por Alexander Frumkin . [10] : 39–40 Zeldovich descubrió su mecanismo, conocido en química física como el mecanismo térmico NO x o mecanismo de Zeldovich .
Programa soviético de armas nucleares
Zeldovich es considerado un director secreto del proyecto de armas nucleares soviético ; sus viajes al extranjero estaban altamente restringidos, a Europa del Este, bajo estrecha seguridad soviética. [11] : 198–199 Poco después del descubrimiento de la fisión nuclear (por el químico alemán Otto Hahn en 1939), los físicos rusos habían comenzado a investigar el alcance de la física de fisión nuclear y emprendieron seminarios sobre ese tema; Igor Kurchatov y Yulii Khariton fueron contratados en 1940. [6] : 79–80
En mayo de 1941, Zeldovich trabajó con Khariton en la construcción de una teoría sobre la cinética de las reacciones nucleares en presencia de condiciones críticas . [6] : 81 El trabajo de Khariton y Zeldovich se extendió a las teorías de ignición, combustión y detonación ; estas explicaron características que anteriormente no se habían predicho, observado ni explicado correctamente. [6] : 82 [4] En consecuencia, la teoría moderna de la detonación se llama teoría Zeldovich-von Neumann-Dohring, o ZND , y su desarrollo implicó tediosos cálculos de neutrones rápidos ; este trabajo se había retrasado debido a la invasión alemana de la Unión Soviética , que obstruyó el progreso de los hallazgos que en junio de 1941 serían desclasificados. [6] : 82 En 1942, Zeldovich fue trasladado a Kazán y el Comisariado del Pueblo de Municiones le encargó que realizara trabajos sobre pólvoras convencionales que se suministrarían al Ejército soviético , mientras que a Khariton se le pidió que diseñara los nuevos tipos de armamento convencional. [6] : 87–88
En 1943, Joseph Stalin decidió lanzar una acumulación de armas nucleares , bajo el cargo de Ígor Kurchátov ; este último solicitó a Stalin que reubicara a Zeldovich y Khariton en Moscú, en el programa de armas nucleares. [6] : 87–88 Zeldovich se unió al pequeño equipo de Ígor Kurchátov en este laboratorio secreto en Moscú para lanzar el trabajo sobre la teoría de la combustión nuclear, y se convirtió en jefe del departamento teórico en Arzamas-16 en 1946. [4]
Junto con Isaak Gurevich, Isaak Pomeranchuk y Khariton, Zeldovich preparó un informe científico sobre la viabilidad de liberar energía a través de la fusión nuclear provocada por una explosión atómica y lo presentó a Ígor Kurchátov. [4] Zeldovich se había beneficiado del conocimiento físico y técnico proporcionado por el físico alemán Klaus Fuchs y el físico estadounidense Theodore Hall , quienes habían trabajado en el Proyecto Manhattan estadounidense para desarrollar armas nucleares. [6] : 89–90
En 1949, Zeldovich dirigió un equipo de físicos que realizó la primera prueba nuclear , la RDS-1 , basada aproximadamente en el diseño estadounidense obtenido a través de los espías atómicos en los Estados Unidos, aunque continuó su trabajo fundamental en la teoría de los explosivos. [6] : 89–90 Zeldovich luego comenzó a trabajar en la modernización de los diseños sucesivos del arma nuclear e inicialmente concibió la idea de la bomba de hidrógeno para Andrei Sakharov y otros. [6] : 89–90 En el curso de su trabajo sobre armas nucleares, Zeldovich realizó un trabajo innovador en hidrodinámica de la radiación y la física de la materia a alta presión. [ cita requerida ]
Entre 1950 y 1953, Zeldovich realizó cálculos necesarios para la viabilidad de la bomba de hidrógeno que fueron verificados por Andrei Sakharov , aunque los dos grupos trabajaron en paralelo en el desarrollo de la fusión termonuclear. Sin embargo, fue Sakharov quien cambió radicalmente el enfoque de la fusión termonuclear, ayudado por Vitaly Ginzburg en 1952. [12] : 56–57 Siguió asociado con el programa de pruebas nucleares, mientras dirigía los laboratorios experimentales en Arzamas - 16 hasta octubre de 1963, cuando se fue a la academia. [10] : 38–40
Academia y cosmología
En 1952, Zeldovich comenzó a trabajar en el campo de las partículas elementales y sus transformaciones. Predijo la desintegración beta de un mesón pi . Junto con Semyon Gershtein notó la analogía entre las interacciones débiles y electromagnéticas , y en 1960, predijo el fenómeno de la catálisis de muones (más precisamente, la fusión dt catalizada por muones). En 1977, Zeldovich junto con Fyodor Shapiro recibió la Medalla Kurchatov , el premio más alto en física nuclear de la Unión Soviética. La mención fue "por la predicción de las características de los neutrones ultrafríos , su detección e investigación". Fue elegido académico de la Academia de Ciencias de la URSS el 20 de junio de 1958. Fue jefe de división en el Instituto de Matemáticas Aplicadas de la Academia de Ciencias de la URSS desde 1965 hasta enero de 1983. [ cita requerida ]
A principios de la década de 1960, Zeldovich comenzó a trabajar en astrofísica y cosmología física . En 1964, él e independientemente Edwin Salpeter fueron los primeros en sugerir que los discos de acreción alrededor de agujeros negros masivos son responsables de las enormes cantidades de energía irradiadas por los cuásares . [13] [14] Desde 1965, fue profesor en el Departamento de Física de la Universidad Estatal de Moscú y jefe de la división de Astrofísica Relativista en el Instituto Astronómico Sternberg . En 1966, él e Igor Novikov fueron los primeros en proponer la búsqueda de candidatos a agujeros negros entre sistemas binarios en los que una estrella es ópticamente brillante y oscura en rayos X y la otra ópticamente oscura pero brillante en rayos X (el candidato a agujero negro). [15]
Zeldovich trabajó en la teoría de la evolución del universo caliente, las propiedades de la radiación de fondo de microondas , la estructura a gran escala del universo y la teoría de los agujeros negros . Predijo, junto con Rashid Sunyaev , que el fondo cósmico de microondas debería sufrir una dispersión Compton inversa . Esto se denomina efecto Sunyaev-Zeldovich , y las mediciones realizadas con telescopios como el Telescopio Cosmológico de Atacama y el Telescopio del Polo Sur lo han establecido como una de las sondas observacionales clave de la cosmología de cúmulos. Zeldovich contribuyó con agudos conocimientos sobre la naturaleza de la estructura a gran escala del universo, en particular, mediante el uso de la teoría de perturbación lagrangiana (la aproximación de Zeldovich) y la aplicación del enfoque de la ecuación de Burgers a través de la aproximación de adhesión. [ cita requerida ]
En 1974, en colaboración con AG Polnarev, sugirió la existencia de un efecto de memoria gravitacional , por el cual un sistema de partículas en caída libre inicialmente en reposo relativo se desplazan tras el paso de una ráfaga de radiación gravitacional . [16]
Termodinámica de los agujeros negros
Zeldovich jugó un papel clave en el desarrollo de la teoría de la evaporación de los agujeros negros debido a la radiación de Hawking . Zeldovich y Charles W. Misner predijeron concomitantemente la posibilidad de generación de partículas por la rotación de los agujeros negros de Kerr en 1971, 1972. Anteriormente, en 1965, Zeldovich había predicho que los agujeros negros de Kerr dividirían las líneas de emisión de fotones como en un efecto Zeeman. Durante la visita de Stephen Hawking a Moscú en 1973, los científicos soviéticos Zeldovich y Alexei Starobinsky le mostraron a Hawking que, de acuerdo con el principio de incertidumbre de la mecánica cuántica , los agujeros negros en rotación deberían crear y emitir partículas. [17]
Familia
Con su esposa, Varvara Pavlovna Konstantinova, Yakov Zeldovich tuvo un hijo y dos hijas que también eran físicos: hijo – Boris Zeldovich ; [18] hijas – Olga Yakovlevna Zeldovich y Marina Yakovlevna Zeldovich. [ cita requerida ]
Zeldovich también tuvo una hija, Annushka, con OK Shiryaeva. [19]
En 1945 tuvo otra hija, Alexandra Varkovitskaya, con la lingüista y folclorista Ludmila Varkovitskaya. [ cita requerida ]
En 1958, Zeldovich tuvo otro hijo con Nina Nikolaevna Agapova, cuyo nombre era Leonid Yakovlevich Agapov; murió en 2016 a la edad de 58 años . [ cita requerida ]
Publicaciones
Libros
- Zel'dovich Ya.B., Ruzmaikin AA (2015). Problemas de dinamo en astrofísica . Cambridge Scientific Publishers. ISBN 978-1908106445.
- Zel'dovich Ya.B., Novikov ID (2014). Estrellas y Relatividad . Dover.
- Zel'dovich Ya.B., Raizer Yu.P. (2012). Física de ondas de choque y fenómenos hidrodinámicos de alta temperatura, volumen 1. Dover.
- Zel'dovich Ya.B., Raizer Yu.P. (2012). Física de ondas de choque y fenómenos hidrodinámicos de alta temperatura, volumen 2. Dover.
- Perelomov AM, Zel'dovich Ya.B. (1999). Mecánica cuántica: temas seleccionados . World Scientific. ISBN 978-9810235505.
- Zel'dovich Ya.B., Myskis AD (1976). Elementos de matemáticas aplicadas . Editorial Mir.
- Zel'dovich Ya.B., Myskis AD Elementos de física matemática .
- Zel'dovich Ya.B. (1993). Obras seleccionadas de Yakov Borisovich Zeldovich: partículas, núcleos y el universo . Princeton University Press. ISBN 978-0691087429.
- Zel'dovich Ya.B. (1992). Obras seleccionadas de Yakov Borisovich Zeldovich: Física química e hidrodinámica . Princeton University Press. ISBN 978-0691085944.
- Zel'dovich Ya.B. (1992). Mi universo: reseñas seleccionadas . Routledge. ISBN 978-3718650040.
- Zel'dovich Ya.B., Ruzmaikin AA, Sokoloff DD (1990). Campos magnéticos en astrofísica . Pub científico Gordon & Breach. ISBN 978-0677223308.
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Premios y honores
Igor Kurchatov lo llamó un "genio" y Andrei Sakharov lo nombró "un hombre de intereses científicos universales". Después del primer encuentro en Moscú, Stephen W. Hawking le escribió a Zeldovich: "ahora sé que eres una persona real y no un grupo de científicos como Bourbaki ". [20] Fue miembro de la Academia Estadounidense de las Artes y las Ciencias (1975), [21] de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos (1979), [22] y de la Sociedad Filosófica Estadounidense (1979). [23]
- Medalla Dirac del ICTP (1985)
- Medalla Bruce (1983)
- Medalla de Oro de la Real Sociedad Astronómica (1984).
- Medalla Kurchatov (1977)
- Tres veces Héroe del Trabajo Socialista (1949, 1953, 1957)
- Premio Stalin (1943, 1949, 1951, 1953)
- Premio Lenin (1957)
- Tres Órdenes de Lenin (1949, 1962, 1974)
- Dos Órdenes de la Bandera Roja del Trabajo (1945, 1964)
- Orden de la Revolución de Octubre (1962)
- En 2001, el asteroide 11438 Zeldovich recibió su nombre en su honor. [1]
Referencias
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que me conoces bastante bien: soy un ateo absoluto y todos los días de la semana son exactamente iguales para mí.
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sin ambigüedades: "Soy un ateo absoluto".
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- ^ "Historial de miembros de la APS". search.amphilsoc.org . Consultado el 23 de junio de 2022 .
Lectura adicional
- Overbye, D. Corazones solitarios del cosmos: la búsqueda científica del secreto del universo . Nueva York: HarperCollins, 1991.
- Bibliografía comentada sobre Yakov Borisovich Zel'dovich de la Biblioteca digital Alsos para cuestiones nucleares
- Yakov Borisovich Zel'dovich – página en la Universidad Estatal de Moscú dedicada a Zeldovich
- Teoría de la combustión de gases no mezclados – Zeldovich 1949, traducido 1974
Enlaces externos
