Ishiwara, junio

Jun ( Atsushi ) Ishiwara (   Ishihara ) , a menudo en la literatura en ruso _ _ _ _ _ _ , autor trabaja sobre la teoría electrónica de los metales, la teoría de la relatividad y la teoría cuántica . Siendo el único científico japonés que hizo una contribución original a la antigua teoría cuántica [1] , en 1915, independientemente de otros científicos, formuló las reglas de cuantización para sistemas con varios grados de libertad.

Biografía

Jun Ishiwara nació de un sacerdote cristiano, Ryo Ishiwara ( Ryo Ishiwara ) y Chise Ishiwara ( Chise Ishiwara ). En 1906 completó sus estudios en el Departamento de Física Teórica de la Universidad de Tokio , donde fue alumno de Hantaro Nagaoka . Desde 1908, Ishiwara enseñó en la Escuela de Ingenieros de Artillería y en 1911 recibió un puesto como profesor asistente en la Escuela de Ciencias de la Universidad de Tohoku . Desde abril de 1912 hasta mayo de 1914, se formó en Europa, en la Universidad de Munich , el Politécnico de Zúrich y la Universidad de Leiden , donde trabajó con Arnold Sommerfeld y Albert Einstein . Después de regresar a su tierra natal, Ishiwara recibió una cátedra en la Universidad de Tohoku, y en 1919 fue galardonado con el Premio Imperial de la Academia Japonesa de Ciencias [2] [3] por su trabajo científico .

A partir de 1918, la actividad científica de Ishiwara comenzó a decaer. En 1921, debido a una relación amorosa, se vio obligado a ausentarse de la universidad y dos años después se jubiló definitivamente. Desde entonces, se dedicó principalmente a la escritura y al periodismo científico (en esta área fue uno de los pioneros en Japón), de su pluma salieron muchos libros y artículos de divulgación que relataban los últimos logros de la ciencia [2] [4] . A fines de 1922, Einstein se hospedó en Ishiwara durante su visita a Japón; el científico japonés grabó y publicó una serie de discursos de su gran colega, incluido su discurso de Kioto , en el que por primera vez habló en detalle sobre su camino hacia la creación de la teoría de la relatividad [5] . La monografía de dos volúmenes de Ishiwara "Problemas fundamentales de la física" gozó de gran popularidad entre los jóvenes científicos y especialistas; también editó la primera colección completa de las obras de Einstein, publicada en traducción al japonés entre 1922 y 1924. Además, Ishiwara ganó notoriedad como poeta que escribió poemas en el género tanka . Poco antes del estallido de la Segunda Guerra Mundial, habló en la prensa criticando el control gubernamental sobre la ciencia [2] [4] .

Actividad científica

Teoría de la relatividad

Ishiwara fue uno de los primeros científicos japoneses en recurrir a la teoría de la relatividad ; posee el primer artículo científico de Japón sobre el tema [3] . En 1909-1911, en el marco de esta teoría, investigó una serie de problemas específicos relacionados con la dinámica de los electrones, la propagación de la luz en objetos en movimiento y el cálculo del tensor de energía-momento de un campo electromagnético. En 1913, basándose en el principio de mínima acción, derivó una expresión para este tensor, previamente obtenida por Hermann Minkowski [2] . Ishiwara participó directamente en las discusiones de la primera mitad de la década de 1910 que condujeron a la creación de la teoría general de la relatividad . Basándose en la teoría escalar de la gravedad propuesta por Max Abraham , y partiendo de la entonces popular idea del origen electromagnético de la materia, el físico japonés desarrolló su propia teoría, en la que intentaba combinar los campos electromagnético y gravitatorio, o mejor dicho , derivar el segundo del primero. Suponiendo que la velocidad de la luz es una variable y reescribiendo las ecuaciones de Maxwell en consecuencia , demostró que tal representación conduce a la aparición de términos adicionales en la ley de conservación de la energía-momento, que pueden interpretarse como una contribución gravitatoria. El resultado obtenido estuvo de acuerdo con la teoría de Abraham, pero más tarde Ishiwara desarrolló su teoría en el sentido de reconciliarla con la teoría de la relatividad [6] [7] . El científico también intentó construir una teoría de cinco dimensiones para combinar los campos gravitatorio y electromagnético [2] .

Física cuántica

En el primer trabajo sobre los problemas de la física cuántica (1911), Ishiwara derivó la fórmula de Planck y trató de justificar las propiedades ondulatorias de la radiación basándose en el supuesto de que consiste en cuantos de luz . Al hacerlo, anticipó algunas de las ideas de Louis de Broglie y Satyendranath Bose . En el mismo 1911, un científico japonés se pronunció a favor de la hipótesis de los cuantos de luz como una posible explicación de la naturaleza de los rayos X y los rayos gamma [4] [8] .

En 1915, Ishiwara se convirtió en el primer científico no occidental en referirse en un trabajo publicado a la teoría atómica de Bohr [4] . El 4 de abril de 1915, presentó a la Sociedad Matemática y Física de Tokio el artículo "El significado universal de la acción cuántica" ( en alemán:  Universelle Bedeutung des Wirkungsquantums ), en el que intentaba combinar las ideas de Max Planck sobre las células elementales en el espacio de fases , la idea de cuantización del momento angular en el modelo atómico de Bohr y la hipótesis de Arnold Sommerfeld sobre el cambio de la integral de acción en los procesos cuánticos. El científico japonés sugirió que el movimiento de un sistema cuántico con grados de libertad debe satisfacer la siguiente relación promedio entre las coordenadas ( ) y los momentos correspondientes ( ): , donde es la constante de Planck . Ishiwara demostró que esta nueva hipótesis podría usarse para reproducir los efectos cuánticos entonces conocidos. Así logró obtener una expresión para la cuantización del momento angular en el átomo de Bohr, teniendo en cuenta la elipticidad de las órbitas de los electrones, aunque de su teoría era necesario tomar la carga del núcleo del átomo de hidrógeno igual a dos cargas elementales. Como segunda aplicación de la hipótesis propuesta, Ishiwara consideró el problema del efecto fotoeléctrico , obteniendo una relación lineal entre la energía del electrón y la frecuencia de radiación de acuerdo con la fórmula de Einstein [9] [10] . Posteriormente, en el mismo 1915, Ishiwara planteó otra hipótesis, según la cual, en estado estacionario, el producto de la energía de un átomo y el período de movimiento del electrón debería ser igual a un número entero de las constantes de Planck [11 ] . En 1918 conectó el postulado formulado tres años antes con la teoría de las invariantes adiabáticas [12] .

Aproximadamente al mismo tiempo, William Wilson y Sommerfeld obtuvieron de forma independiente reglas de cuantización similares para sistemas de muchos grados de libertad y se conocen comúnmente como condiciones cuánticas de Sommerfeld [13] . La causa del error de Ishiwara, que se manifestó en el cálculo del átomo de hidrógeno, aparentemente, fue un promedio excesivo sobre el número de grados de libertad (dividir por antes de la suma). Al mismo tiempo, su condición cuántica, que se diferenciaba de la de Sommerfeld por la presencia de la sumatoria, tenía la ventaja de que permitía obtener resultados correctos independientemente de la elección de las coordenadas. Esto fue señalado en 1917 por Einstein, quien, desconociendo el trabajo del físico japonés, derivó la misma relación y demostró que en el caso de coordenadas separables, se pasa a las condiciones de Wilson y Sommerfeld [14] .

Principales publicaciones

• Ishiwara J. Zur Optik der bewegten ponderablen Medien // Tokyo Sugaku Buturi-gakkakiwi Kizi [Actas de la Sociedad Matemático-Física de Tokio]. - 1909. - Bd. 5.- S. 150-180. -doi : 10.11429 / ptmps1907.5.10_150 .
• Ishiwara J. Beiträge zur Theorie der Lichtquanten // Informes científicos de la Universidad de Tohoku. - 1912. - Bd. 1.- Art. 67-104.
• Ishiwara J. Bericht über die Relativitätstheorie // Jahrbuch der Radioaktivität und Elektronik. - 1912. - Bd. 9.- S. 560-648.
• Ishiwara J. Zur Theorie der Gravitation // Physikalische Zeitschrift . - 1912. - Bd. 13.- S. 1189-1193.
• Ishiwara J. Über das Prinzip der kleinsten Wirkung in der Elektrodynamik bewegter ponderabler Körper // Annalen der Physik . - 1913. - Bd. 42.- S. 986-1000. -doi : 10.1002/ andp.19133471505 .
• Ishiwara J. Die elektronentheoretische Begründung der Elektrodynamik bewegter Körper // Jahrbuch der Radioaktivität und Elektronik. - 1914. - Bd. 11.- S. 167-186.
• Ishiwara J. Die Grundlagen einer relativistischen und elektromagnetischen Gravitationstheorie // Physikalische Zeitschrift. - 1914. - Bd. 15.- S. 294-298, 506-510.
• Ishiwara J. Zur relativistischen Theorie der Gravitation // Informes científicos de la Universidad de Tohoku. - 1915. - Bd. 4.- S. 111-160.
• Ishiwara J. Universelle Bedeutung des Wirkungsquantums // Tokio Sugaku Buturi-gakkakiwi Kizi. - 1915. - Bd. 8.- S. 106-116. -doi : 10.11429 / ptmps1907.8.4_106 .
  • Traducción al inglés anotada: Ishiwara J. El significado universal del cuanto de acción // European Physical Journal H. - 2017. - Vol. 42. - Pág. 523-536. -doi : 10.1140 / epjh/e2017-80041-1 . — arXiv : 1708.03706 .
• Ishiwara J. Über den Fundamentalsatz der Quantentheorie // Tokio Sugaku Buturi-gakkakiwi Kizi. - 1915. - Bd. 8.- S. 318-326. -doi : 10.11429 / ptmps1907.8.10_318 .
• Ishiwara J. Ryoshi-ron I, II, III [Teoría cuántica I, II, III] // Tokio Butsuri-gakko Zasshi. - 1918. - Bd. 27. - S. 147-158, 183-195, 221-230.
• Ishiwara J. Sōtaisei Genri [Principio de Relatividad]. — Tokio, 1921.
• Ishiwara J. Butsuri-gaku no Kisoteki Sho-mondai [Los problemas fundamentales de la física]. - Tokio: Iwanami-shoten, 1923, 1926.

Notas

1. ↑ Abiko, 2015 , pág. 3.
2. ↑ 1 2 3 4 5 Hiroshige, 1981 .
3. ↑ 1 2 Pelogia & Brasil, 2017 , p. 509.
4. ↑ 1 2 3 4 Pelogia & Brasil, 2017 , pág. 510.
5. ↑ Discurso de Kioto de Abiko S. Einstein: "Cómo creé la teoría de la relatividad" // Estudios históricos en las ciencias físicas y biológicas. - 2000. - vol. 31. - Pág. 2-6. -doi : 10.2307/ 27757844 .
6. ↑ V.P. de Vizgin Teorías de campos unificados en el primer tercio del siglo XX. - M. : Nauka, 1985. - S. 45-48.
7. ↑ V.P. de Vizgin Teoría relativista de la gravitación (orígenes y formación. 1900-1915). - M. : Nauka, 1981. - S. 176-178.
8. ↑ Abiko, 2015 , págs. catorce.
9. ↑ Mehra y Rechenberg, 1982 , págs. 210-211.
10. ↑ Pelogia & Brasil, 2017 , págs. 514-517.
11. ↑ Mehra y Rechenberg, 1982 , pág. 211.
12. ↑ Abiko, 2015 , pág. 2.
13. ↑ Jammer M. Evolución de los conceptos de mecánica cuántica. - M. : Nauka, 1985. - S. 98.
14. ↑ Abiko, 2015 , págs. 2-3.

Literatura

• Las contribuciones de Abiko S. Ishiwara a la teoría cuántica temprana y la recepción de la teoría cuántica en Japón . - 2015. - P. 1-8.
• Hiroshige T. Ishiwara, junio // Diccionario de biografía científica . - Nueva York: Charles Scribner's Sons , 1981. - Vol. 7.- Pág. 26-27.
• Mehra J., Rechenberg H. El desarrollo histórico de la teoría cuántica. vol. 1, Parte 1: La teoría cuántica de Planck, Einstein, Bohr y Sommerfeld: su fundamento y el surgimiento de sus dificultades, 1900-1925. — Springer , 1982.
• Nishio S.科学ジャーナリズムの先駆者――評伝 石原純 [Pionero del periodismo científico: biografía de Jun Ishiwara]. —Iwanami , 2011 .
• Pelogia K., Brasil CA Análisis de “El significado universal del cuanto de acción” de Jun Ishiwara // European Physical Journal H. — Springer, 2017. — Vol. 42. - Pág. 507-521. -doi : 10.1140 / epjh/e2017-80034-x . -arXiv : 1708.04676 . _
• Khramov Yu. A. Ishiwara Jun // Físicos: Guía biográfica / Ed. A. I. Akhiezer . - Ed. 2º, rev. y adicional — M  .: Nauka , 1983. — S. 319. — 400 p. - 200.000 copias.

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