Луј де Број
Луј де Број (француски: Louis de Broglie; 15 август 1892, Дјеп — 19 март 1987, Лувесјен)[1] — француски физичар кој имал пионерски придонеси за Квантната теорија. Во 1924 година, тој со својата докторска теза ја утврдил брановата природа на електроните и предложил дека секоја материја има брановидни својства. Овој концепт е познат како де Бројова хипотеза, пример на дуализам на бранови и честички и претставува централен дел на теоријата на квантната механика.
| Луј де Број | |
|---|---|
 | |
| Роден(а) | 15 август 1892 Дјеп, Франција |
| Починал(а) | 19 март 1987 (возр. 94) Лувесјен, Франција |
| Националност | Француско |
| Полиња | физика |
| Установи | Сорбона |
| Образование | Сорбона |
| Докторски ментор | Пол Ланжевен |
| Докторанди | Сесил Деви-Морет Бернар д'Еспања Жан-Пјер Вижје Александру Прока |
| Познат по | Брановата природа на електроните де Број-Бомова теорија де Бројови бранови |
| Поважни награди | Нобелова награда за физика (1929) |
Добил Нобелова награда за физика во 1929 година, откако во 1927 година првпат било експериментално прикажано брановидното однесување на материјата.
Во 1925 година пилотскиот бранов модел и однесувањето на честичките како бранови, откриени од страна на де Број, биле искористени од Ервин Шредингер во неговата формулација на брановата механика[2]. Пилотскиот бранов модел и интерпретацијата тогаш биле напуштени во корист на квантниот формализам, сè до 1952 кога тие биле повторно откриени и подобрени од Дејвид Бом[3].
Луј де Број бил шеснаесеттиот член кој бил избран на седиштето бр. 1 на Француската академија на науките (1944) и служел како нејзин вечен секретар.
Биографија
уредиЛуј де Број е роден во благородничко семејство во Дјеп и бил помладиот син на Виктор, 5-ти Војвода од Број. Во 1960 г. Луј станал седмиот војвода, по смртта на брат му, кој останал без наследник. Тој никогаш не се оженил. Кога умрел во Лувесјен, тој бил наследен како војвода од далечен роднина, Виктор Франсоа, 8-ми Војвода од Број.
де Број имал намера неговата кариера да биде поврзана со човештвото, и ја добил својата прв диплома по историја. Потоа, сепак, тој го свртел вниманието кон математиката и физиката и добил диплома по физика. Со почетокот на првата светска војна во 1914 година, тој ги понудил своите услуги на армијата во развојот на радиокомуникациите.
Во 1924 година, неговата теза Recherches sur la théorie des quanta (истражување на теоријата на кванта)ја вовела неговата теорија на бранови од електрони. Во неа биле вклучени дуализмот на бранови и честички и теоријата на материјата врз основа на работата на Макс Планк и Алберт Ајнштајн со светлина. Испитувачите на тезата, несигурни од материјалот, ја пренеле неговата теза до Ајнштајн за евалуација. Ајнштајн го поддржал неговиот предлог за дуализам на честички и бранови; де Број го добил својот докторат. Ова истражување кулминирало со де Бројовата хипотеза наведувајќи дека подвижните честички или предмети немале придружени бранови. де Број на тој начин создал ново поле во физиката, la mécanique ondulatoire, или бранова механика, обединувајќи ги физиката на енергија (бран) и материја (честички). За ова тој ја добил Нобеловата награда за физика во 1929 година.
Во неговата подоцнежна кариера, де Број работел да развие причинско објаснување на брановата механика, во опозиција со целосно веројатни модели кои доминираат во квантно-механичката теорија; тоа било надоградено од Дејвид Бом во 1950 година. Теоријата оттогаш е позната како де Број-Бомова теорија.
Во прилог на строго научната работа, де Број мислел и напишал за филозофијата на науката, вклучувајќи ја вредноста на современите научни откритија.
де Број станал член на Академијата на науки во 1933 година, и бил вечен секретар на академијата од 1942 година. Му било понудено да се приклучи во Le Conseil de l'Union Catholique des Scientifiques Francais (Совет на католичката унија на француските научници), но не прифатил поради фактот што тој бил нерелигиозен.
На 12 октомври 1944 година, тој бил избран за член на Француската академија, заменувајќи го математичарот Емил Пикар. Поради смртните случаи и затворањето на членовите на академијата за време на окупацијата и другите ефекти од војната, академијата не била во состојба да го исполни кворумот од дваесетина члена за неговиот избор; како резултат на исклучителни околности, сепак, неговиот едногласен избор од страна на седумнаесет присутни членови бил прифатен. Во настан, единствен во историјата на академијата, Луј бил примен за член на академијата од својот брат Морис, кој за нејзин член бил избран во 1934 година.УНЕСКО му ја доделил првата Калинга награда во 1952 година за неговата работа во промовирањето на научни сознанија, и тој бил избран за странски член на Kралското друштво од Лондон на 23 април 1953 година.
Во 1961 година ја добил титулата Витез на големиот крст во Légion d'honneur. де Број бил награден со функцијата советник на Францускиот Висок комесаријат за атомска енергија во 1945 година за неговите напори да се спојат заедно индустријата и науката. Тој го формирал центарот за применета механика во Институтот Анри Поенкаре, каде што се спроведувале истражувања во оптика, кибернетика и атомска енергија. Тој го инспирирал формирањето на Меѓународната академија за квантна молекуларна наука и бил порано член.
Поважни теории
уредиДуална природа на електроните
уреди„Основната идеја на мојата теза од 1924 година беше следново: Фактот дека, по Ајнштајновото воведување на фотони во светлинските бранови, се знаеше дека светлината содржи честички кои се концентрации на енергија вградени во бранот, укажува на тоа дека сите честички, како електронот, мора да се транспортираат од бран во кој истиот е вграден... Мојата основна идеја беше коегзистенцијата на бранови и честички, откриена од Ајнштајн во 1905 година во случај на светлина и фотони, да се прошири на сите честички.“ „На секоја материјална честичка со маса m и брзина v мора да ѝ се 'придружи' вистински бран“, поврзан со импулсот преку равенката:
каде е бранова должина, е Планкова константа, е импулсот, е масата во мирување, е брзина и е брзина на светлината во вакуум."
Оваа теорија ја поставила основата на брановата механика. Била поддржана од страна на Ајнштајн, потврдена со експериментот за дифракција на електрони на Дејвисон и Гермер, и генерализирана од работата на Шредингер.
Сепак, оваа генерализација била статистичка и не била одобрена од страна на де Број, кој рекол „дека честичката мора да биде седната на внатрешно периодично движење и дека мора да се движи на бран со цел да остане во фаза со него била игнорирана од страна на генијалните физичари [кои биле] грешка сметајќи дека ширењето на бранот, без локализација на честички, било сосема спротивно на моите оригинални идеи.“
Од филозофска гледна точка, оваа теорија на материја-бранови има многу придонеси за уништување на атомизмот од минатото. Првично, де Број мислел дека вистинскиот бран (т.е. имајќи директна физичка интерпретација) — поврзан со честичките. Всушност, брановиот аспект на материјата бил официјализиран од страна на бранова функција дефинирана од страна на Шредингерова равенка, што е чисто математичко лице имајќи веројатна интерпретација, без поддршка на реалните физички елементи. Ова бранова функција дава изглед на браново однесување како материја, без да се појават вистински физички бранови.Сепак, до крајот на својот живот де Број се вратил во директна и вистинска физичка интерпретација на материја-бранови, следејќи ја работата на Дејвид Бом. де Број-Бомовата теорија денес е единственото толкување кое нуди вистински статус на материја-бранови бранови и претставува предвидување на квантната теорија.
Претпоставка на внатрешен часовник на електронот
уредиВо својата теза во 1924 година, де Број претпоставил дека електронот има внатрешен часовник кој претставува дел од механизмот со кој пилот бранот ја води честичката[4]. Потоа Давид Хестон предложил линк до Цитербевегунг што било сугерирано од страна на Ервин Шредингер[5].
Додека обидите за потврда на хипотезата на внатрешниот часовник и мерењето на часовната честота биле доста неубедливи, подоцнежните експериментални податоци биле во најмала рака компатибилни со претпоставката на де Број.
Неважноста и променливоста на масата
уредиСпоред де Број,неутриното и фотонот имаат остаток на маса кои не се нула, но се многу ниски. Тоа дека фотонот не е сосема без маса било наметнато од кохерентноста на неговата теорија. Патем, ова отфрлање на хипотезата за фотон без маса му овозможило да се сомнева во хипотезата за ширење на универзумот.
Покрај тоа, тој верувал дека вистинската маса на честичките не е константна, туку променлива, и дека секоја честичка може да се претстави како термодинамичка машина еквивалентна на едeн кружен интеграл од акција.
Генерализација на принципот на најмалку акција
уредиВо вториот дел на неговата теза во 1924 година, де Број ја искористил еквивалентноста на механичкиот принцип на најмалку акција со оптичкиот принцип на Ферма: „принципот Ферма се применува на фаза бранови идентична со принцип Maupertuis' применета кон движењето на телото; можните динамички траектории на движење на телото се идентични со можни зраци на бран. Оваа еквивалентност била истакната од страна на Хамилтон еден век порано, и објавена од него околу 1830 година, во ера кога немало искуство да се даде доказ од основните принципи на физиката вклучени во описот на атомските феномени.
До неговата последна работа, тој испадна дека е физичар кој највеќе барал димензија на акција, која Макс Планк, на почетокот на 20 век, покажал дека е единственото универзално единство (со димензија на ентропија).
Двојноста на законите на природата
уредиДалеку од тврдењето да се направи „противречноста да исчезне“, која Макс Борн мислел може да се постигне со статистички пристап, де Бројовата продолжена двојност на бран-честичките до сите честички (и до кристали кои откриле ефекти на дифракција) го прошириле принципот на двојноста на законите на природата.
Неговото последно дело направено еден систем на закони од два големи система на термодинамиката и на механиката:
Кога Болцман и неговите следбеници ја развиле нивната статистичка интерпретација на термодинамиката, можело да се смета дека термодинамиката била комплицирана гранка на динамиката. Но, со моите вистински идеи, тоа е динамиката која се појавува да биде поедноставна гранка на термодинамиката. Мислам дека, од сите идеи што ги воведов во квантната теорија во изминативе години, тоа е идејата дека е, од далеку, најважна и најдлабока.
Таа идеја се чини дека одговара на континуирана-дисконтинуирана двојност, бидејќи нејзината динамика може да биде граница на својата термодинамика кога транзиции на континуирани граници се постулирани. Исто така е блиску до онаа на Лајбниц, кој ја укажува потребата од „архитектонски принципи“ за завршување на систем на механички закони.
Сепак, според него, не е помала двојноста, во смисла на спротивнот, отколку синтеза (еден е границата на други) и напорот на синтезата е константен според него, како во неговата прва формула, во која првиот член се однесува на механика, а вториот на оптика:
Неутрино теорија на светлината
уредиОваа теорија, која датира од 1934 година, ја воведува идејата дека фотонот е еквивалент на соединување на две Диракови неутрина.
Тоа покажува дека движењето на центарот на гравитација на овие две честички се покорува на Максвеловите равенки - тоа значи дека неутриното и фотонот имаат остаток на маси кои не се нула, иако се многу ниски.
Скриена термодинамика
уредиКонечна идеја на де Број беше скриената термодинамиката на изолирани честички. Тоа е обид да ги собере трите најдалечни принципи на физиката: принципите на Ферма, Maupertuis, и Карно.
Во ова дело, акцијата станува еден вид на спротивната во ентропија, преку равенка која се однесува на само две универзални димензии во облик:
Како последица на големото влијание, оваа теорија враќа на принцип на неизвесност за растојанија околу екстремот на акцијата, растојанијата одговараат на намалување на ентропијата.
Почести и награди
уреди
- 1929 Нобелова награда за физика
- 1929 медал Анри Поенкаре
- 1932 награда Алберт I од Монако награда
- 1938 Макс Планк медал
- 1938 соработник, Кралска шведска академија на науките
- 1944 соработник, академија во Франција
- 1952 Калинга награда
- 1953 соработник, Кралско друштво
Наводи
уреди- ↑ Leroy, Francis (2003). A Century of Nobel Prize Recipients: Chemistry, Physics, and Medicine (illustrated. изд.). CRC Press. стр. 141. ISBN 0-8247-0876-8. Extract of page 141
- ↑ Antony Valentini: On the Pilot-Wave Theory of Classical, Quantum and Subquantum Physics, Ph.D. Thesis, ISAS, Trieste 1992
- ↑ „de Broglie vs Bohm“. Excerpts from 1960 book published by Elsevier Pub.Co.
- ↑ See for example the description of de Broglie's view in: David Bohm, Basil Hiley: The de Broglie pilot wave theory and the further development and new insights arising out of it, Foundations of Physics, volume 12, number 10, 1982, Appendix: On the background of the papers on trajectories interpretation, by D. Bohm, (PDF Архивирано на 19 август 2011 г.)
- ↑ D. Hestenes, October 1990, The Zitterbewegung interpretation of quantum mechanics, Foundations of Physics, vol. 20, no. 10, pp. 1213–1232