Clarence Zener – Wikipedia, wolna encyklopedia
![]() | |
Data i miejsce urodzenia | 1 grudnia 1905 |
---|---|
Data i miejsce śmierci | 2 lipca 1993 |
Zawód, zajęcie | |
Odznaczenia | |
Bingham Medal, Wetherill Medal, Albert Souveur Achievement Award, the Gold Medal of American Society for Metals, Von Hippel Award, ICIFUAS Prize |
Clarence Melvin Zener (ur. 1 grudnia 1905 w Indianapolis, Indiana, zm. 15 lipca 1993 w Pittsburgu, Pensylwania) – amerykański fizyk i specjalista w dziedzinie inżynierii materiałowej. Znany głównie z odkrycia i wyjaśnienia w 1934 r. nazwanego jego nazwiskiem zjawiska Zenera, które umożliwiło skonstruowanie przez Bell Labs diody Zenera[1] stanowiącej kamień milowy w szybkim rozwoju elektroniki.
Twórca programowania geometrycznego. Prowadził badania w różnych obszarach nauki, jak np.: nadprzewodnictwo, metalurgia[2][3], ferromagnetyzm, sprężystość, dyfuzja, mechanika pękania oraz programowanie geometryczne. Zener koncentrował się na rozwiązywaniu problemów praktycznych z zakresu fizyki stosowanej i w tej dziedzinie miał ogromne osiągnięcia. Pomimo że był znany jako znakomity fizyk teoretyk oraz autor wielu doskonałych rozwiązań i pomysłów, uważał się za osobę nie nadającą się do prowadzenia badań w zakresie zaawansowanej fizyki teoretycznej. Do tego wniosku doszedł po rozmowie z J. Robertem Oppenheimerem o którym opowiadał, że „kiedy ich rozmowa dotyczyła fundamentalnych praw fizyki to zrozumiał, że nie sposób było konkurować z taką osobą jak Oppenheimer[4].
Życiorys
[edytuj | edytuj kod]Szybka utrata ojca, problemy z jąkaniem się w dzieciństwie i trudności z nauką czytania do 10. roku życia uniemożliwiły mu rozpoczęcie nauki w szkole podstawowej. Fascynacja matematyką i samodzielna nauka była źródłem jego intelektualnej samodzielności. W wieku 16 lat został przyjęty na studia matematyczne na Uniwersytecie Stanforda, gdzie uzyskał stopień BSc. w 1926 roku. Doktorat z fizyki uzyskał na Uniwersytecie Harwarda w 1929 roku. Jako wyróżniający się student otrzymał stypendia na studia w Niemczech (1929-1930), na Uniwersytecie Princeton (1930-1932) oraz w Anglii na Uniwersytecie w Bristolu (1932-1934). W trakcie pobytu w Bristolu prowadził badania z zakresu fizyki metali i opracował m.in. pierwsze modele teoretyczne wyjaśniające źródła powstawania zjawisk tarcia wewnętrznego w metalach[5]. Prace te pomogły mu zdobyć reputację jednego z największych myślicieli fizyki[6]. Program badań eksperymentalnych umożliwiający zweryfikowanie jego hipotez opracował ze znakomitymi współpracownikami, jakim byli Neville Mott laureat Nagrody Nobla za 1997 rok oraz Harry Jones. W trakcie pobytu w Anglii spotkał swoją przyszłą żonę Ruby Cross z którą miał piątkę dzieci.
Po powrocie do Stanów Zjednoczonych pracował na wydziale fizyki na Uniwersytecie Waszyngtona w St. Louis (1935-1937), City College of New York (1937-1940), Uniwersytecie stanowym Waszyngtona (1940-1942). Od połowy lat 30. do połowy lat 40. dwudziestego stulecia opracował i rozwinął dziedzinę tarcia wewnętrznego[7][8]. W tym czasie opublikował kilkanaście prac na temat teorii i zastosowań tarcia wewnętrznego. Jako pierwszy obliczył współczynnik dyfuzji atomów węgla i azotu w żelazie na podstawie pomiarów harmonicznie zmiennego odkształcenia sprężystego w funkcji temperatury. Dzięki tym pracom został zaproszony w 1942 roku do udziału w programie nad rozwojem bardziej wytrzymałych stali dla armii Stanów Zjednoczonych w laboratorium Watertown Arsenal w Massachusetts (1942-1945). Departament Wojny przyznał Mu nagrodę „Exceptional Civilian Service Award” za jego wkład w rozwój obronności Stanów Zjednoczonych. Z powodu ważnej dla obronności kraju pracy w Watertown Arsenal Zener nie brał udziału w projekcie Manhattan.
W 1945 roku otrzymał stanowisko profesora fizyki ciała stałego na Uniwersytecie w Chicago (1945-1951). W 1948 roku opublikował jedną ze swoich najważniejszych książek na temat niesprężyści metali[5]. W okresie 1951–1965 pracował w Westinghouse Research Laboratory w Pittsburgu; od 1957 roku pełnił tam funkcję dyrektora naukowego, a Westinghouse szybko stał się jednym z najważniejszych instytutów badawczych na świecie. Jego własne badania naukowe dotyczyły zagadnień związanych z fizyką atomową, właściwościami materiałów dielektrycznych, obliczeniami dyfuzji w metalach metodą tarcia wewnętrznego, odkształceniem plastycznym, odpornością na pękanie, termodynamiką i przemianami fazowymi, a w szczególności przemianą bainityczną w stalach. W tym czasie opracował również metodę programowania geometrycznego do rozwiązywania problemów optymalizacji w pracach inżynieryjnych[9][10]. Metodę tą zastosował m.in. do optymalizacji konstrukcji wymienników ciepła służących do otrzymywania „zielonej energii elektrycznej” z oceanów wskazując równocześnie optymalną lokalizację geograficzną takich instalacji. Ten wizjonerski projekt Zenera nie został jednak zrealizowany. Po zakończeniu pracy w Westinghouse kontynuował badania naukowe na Uniwersytecie Texas A&M (1965-1968) gdzie pełnił funkcje dziekana, a następnie wrócił do Pittsburga na stanowisko profesora na Uniwersytecie Carnegie Mellon (1963-1993).
Zener jest autorem 125 publikacji oraz znakomitych monografii na temat zjawisk niesprężystych w metalach i programowania geometrycznego. Zener uzyskał wiele nagród i wyróżnień. W 1957 roku otrzymał Medal Binghama za swoje prace z zakresu reologii, w 1959 roku Medal John Price Wetherill od Instytutu Franklina, w 1965 Albert Souveur Achievement Award, w 1974 Gold Medal of American Society for Metals, w 1982 Nagrodę Von Hippel Award[6]. W 1985 otrzymał Nagrodę ICIFUAS za „fundamentalne prace na temat zjawisk niesprężystych metali, eksperymentalne potwierdzenie występowania tłumienia termosprężystego i odkrycie efektu Zenera”.
Najbardziej znanym uczniem Zenera był jego doktorant John B. Goodenough, który otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii za 2019 rok za „znaczący wkład w wynalezienie akumulatorów litowo-jonowych” oraz post-doc Arthur S. Nowick, znany z ważnych osiągnięć w badaniach tarcia wewnętrznego różnych materiałów, zjawiska niesprężystości i badań defektów krystalicznych w ciałach stałych; A.S. Nowick jest uznawany za ojca nowoczesnej inżynierii materiałowej w Stanach Zjednoczonych. Trzecim ważnym współpracownikiem Zenera był John Herbert Hollomon Jr., znany z wielu zastosowań parametru Zenera-Hollomona.
Clarence Zener zmarł na atak serca w lipcu 1993 roku w wieku 87 lat. Wkrótce po jego śmierci, we wrześniu 1993 roku powstał Międzynarodowy Komitet Nagrody Zenera, który uhonorował znakomitego amerykańskiego fizyka i ufundował Nagrodę Zenera[11] przyznawaną za wybitne osiągnięcia naukowe w dziedzinie inżynierii materiałowej i fizyki.
Eponimy
[edytuj | edytuj kod]- Zjawisko Zenera
- Dioda Zenera
- Mechanizm podwójnej wymiany Zenera
- Przejście Landaua-Zenera
- Parametr Zenera-Hollomona
- Współczynnik Zenera, współczynnik anizotropii kryształów regularnych
- Kotwiczenie Zenera
- Nagroda Zenera. Złoty Medal Zenera
Przypisy
[edytuj | edytuj kod]- ↑ Wolfgang Saxon. Clarence M. Zener, 87, Physicist And Professor at Carnegie Mellon. „The New York Times”, 6 lipiec, 1993.
- ↑ Hillert Mats , Impact of Clarence Zener upon metallurgy, „J. Appl. Phys.”, 60 (5), 1986, s. 1868-1876 (pol.).
- ↑ Clarence Zener , Kinetics of the Decomposition of Austenite, „Trans. of the American Institute of Mining and Metallurgical Engineers”, 167, 1946, s. 550-595 (ang.).
- ↑ Matthew Maguire. „Web Extra: Clarence Zener, A Rare, Strange Genius” Carnegie-Mellon Magazine, Winter, 1985, s. 18–19 [1].
- ↑ a b Clarence Zener: Elasticity and anelasticity of metals. Chicago & London: University of Chicago Press, 1948, s. 1-170. (ang.).
- ↑ a b Von Hippel Award | MRS Awards [online], www.mrs.org [dostęp 2019-12-23] .
- ↑ Frederick Seitz. On the occasion of the 80th birthday celebration for Clarence Zener: Saturday, November 12, 1985. „Journal of Applied Physics”. 60 (6), s. 1865–1867, 1986. DOI: 10.1063/1.337234. Bibcode: 1986JAP....60.1865S.
- ↑ Charles Wert, Remembrances of Clarence Zener [2].
- ↑ Ralph W. Pike , Optimization for Engineering Systems, Louisiana State University, 2001, ASIN B00BF2TLXO [zarchiwizowane 2005-11-19] (ang.).
- ↑ Optimization for Engineering Systems | LSU Minerals Processing Research Institute [online], www.lsu.edu [dostęp 2019-12-23] (ang.).
- ↑ Rosario Cantelli , Rome Conference 1993 - Zener Gold Medal Awards - Historical Reviews [online] [dostęp 2024-08-01] (ang.).