Kraishnan, Robert

Robert Harry Kraichnan ( eng.  Robert Harry Kraichnan ; 1928. január 15., Philadelphia  – 2008. február 26., Santa Fe (Új-Mexikó) [1] ) - amerikai elméleti fizikus , a turbulencia hidrodinamikai elméletével kapcsolatos munkáiról ismert .

Életrajz

Kraishnan BA és Ph.D fokozatot szerzett. fizikából a Massachusetts Institute of Technology -n, 1949-ben végzett. A diploma megszerzése után 1949/50-ben a Princetoni Institute for Advanced Study -ban dolgozott, és Albert Einstein egyik utolsó asszisztense volt .

Princeton után a Columbia Egyetemen és a Courant Institute for the Mathematical Sciences -ben dolgozott . 1962-től kutatási ösztöndíjban részesült, és szabadúszó tanácsadóként szolgált a Los Alamos Nemzeti Laboratóriumban , a Princetoni Egyetemen , a Haditengerészeti Kutatási Hivatalban, a Woods Hole Oceanográfiai Intézetben és a NASA -ban . 2003-ban visszatért a tudományos munkához, a Johns Hopkins Egyetemen professzori állást kapott, de ekkor már beteg volt.

Tudományos munka

Térelméleti módszerek alkalmazása hidrodinamikai turbulenciára

Az 1950-es években munkája a kvantumtérelméletre és a kvantummechanikai soktest -problémára összpontosított . 1957-ben Kraishnan térelméleti megközelítést alkalmazott a folyadékáramlásra. Andrej Kolmogorov (1941), Lars Onsager (1945), Werner Heisenberg (1948), Carl Friedrich von Weizsäcker és mások turbulencia statisztikai elméletéről szóló korábbi munkái nyomán a kvantumproblémán alapuló megközelítést alkalmazott a turbulencia tanulmányozására. sok test [2] [3] [4] . 1964/5-ben ezt a munkát a „Lagrange-féle áramlás leírásának módszerével” dolgozta át, amelyben az áramlási paraméterek időbeli alakulását nem a tér egy adott pontjában ("Euleri megközelítés"), hanem az áramlás egy adott elemében követi nyomon. egy mozgó folyadék [5] [6 ] [7] [8] [9] , és felfedezett egy hatalmas korrekciót, amelyet korábban tévesen figyelmen kívül hagyott. A viszkózus folyadékok turbulenciájának statisztikai elmélete a folyadék áramlását a sebességmező skálainvariáns eloszlásával írja le, ami azt jelenti, hogy a sebességingadozások jellemző értéke a perturbáció hullámszámának függvényében („örvény”) hatványtörvény (a turbulencia „spektruma”) írja le . Stacionárius turbulenciában a nagyobb hullámhosszú örvények kisebbekre bomlanak fel, és energiájukat kisebb hosszúságú skálákon adják át mozgásba ("turbulens kaszkád"). Az ilyen típusú disszipációt nem a molekuláris szintű súrlódás okozza, hanem a Navier-Stokes egyenletek nemlineáris hatásai . Az energiakaszkád utolsó szakaszában, amikor az energia a legkisebb hosszúságú skáláknál is mozgásba kerül, fontossá válik a viszkozitás, és az energia hővé disszipálódik.

Kraichnan sok évtizeden át dolgozta ki turbulenciaelméleteit, és az egyik kiemelkedő amerikai teoretikus volt ezen a területen. 1967-től kezdve azzal érvelt, hogy a kétdimenziós turbulencia esetében az energia nem a nagy léptékből (amelyet az áramlásban lévő akadályok mérete határoz meg) a kisebbek felé, mint három dimenzióban, hanem ehelyett kis léptékből nagy léptékbe. [10] . Ezt az elméletet fordított energiakaszkádnak nevezik , és különösen alkalmazható az oceanográfiára és a meteorológiára, mivel a Föld felszínén az áramlatok megközelítőleg kétdimenziósak. Az elméletet az 1980-as években tesztelték és erősítették meg időjárási léggömbökből származó adatokkal [11] .

Szintén nagy hatást gyakorolt ​​egy 1994-es tanulmány, amely egy pontosan megoldható turbulenciamodellt mutatott be, amelyet ma Kraishnan modellnek hívnak . Ez a modell pontosan kiszámított anomális skálázási exponenseket jósol meg egy passzív skalármező advekciójához , például a folyadékba bevitt festék koncentrációját, amely nem diffundál, hanem együtt mozog a folyadékkal [12] .

Általános relativitáselmélet

Még középiskolás korában Kraishnan szorgalmasan tanulmányozta az általános relativitáselméletet , és munkája megnyerte a rangos Westinghouse-i tudományos versenyt. Ezt a dolgozatot átírta az MIT-n 1947-ben végzett diplomamunkájához "A lineáris gravitációs tér kvantumelmélete" címmel. Későbbi, 1955-ös tanulmányaiban Kraishnan kimutatta, hogy bizonyos nem korlátozó és elvtelen feltevések mellett az általános relativitáselmélet teljes nemlineáris egyenlete a linearizált formájából következik: nevezetesen egy tömeg nélküli gravitonrészecske kvantumtérelméletéből, amelyhez spin 2 társul. az energia-impulzus tenzorral [13 ] [14] . Teljes nemlineáris egyenletek akkor keletkeznek, ha maguknak a gravitonoknak az energia-impulzusát az egyetlen lehetséges önkonzisztens módon beépítjük az energia-impulzus tenzorba [15] .

Díjak és díjak

• 1993 – Otto Laporte-díj [16] .
• 1997 – Lars Onsager-díj [17] .
• 2000 - Az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémia akadémikusa [18] .
• 2003 – Dirac-érem [19] .

Irodalom

• P. A. Davidson, Y. Kaneda, K. Moffatt és K. R. Sreenivasan (szerk.). 10. fejezet // Utazás a turbulencián keresztül  . — 2011. — P. 229–272. - ISBN 978-0-521-19868-4 .

Jegyzetek

1. ↑ Jeremy Pearce. Gyászjelentés : Robert Kraichnan, a turbulenciát tanulmányozó fizikus, 80 évesen halott  . The New York Times (2008. március 8.). Letöltve: 2022. február 15. Az eredetiből archiválva : 2022. február 18..
2. ↑ Kraichnan (1958). „Magasabb rendű kölcsönhatások a homogén turbulenciaelméletben”. Folyadékok fizikája . 1 (4): 358. Bibcode : 1958PhFl....1..358K . DOI : 10.1063/1.1705897 .
3. ↑ Kraichnan (1958). „Az összenyomhatatlan hidromágneses turbulencia irreverzibilis statisztikai mechanikája”. Fizikai áttekintés . 109 (5): 1407-1422. Irodai kód : 1958PhRv..109.1407K . DOI : 10.1103/PhysRev.109.1407 .
4. ↑ Kraichnan (1959). "Az izotróp turbulencia szerkezete nagyon magas Reynolds-szám mellett." Journal of Fluid Mechanics . 5 (4): 497. Bibcode : 1959JFM.....5..497K . DOI : 10.1017/S0022112059000362 .
5. ↑ Kraichnan (1964). „Az izotróp turbulencia leépülése a közvetlen kölcsönhatás közelítésében”. Folyadékok fizikája . 7 (7): 1030. Bibcode : 1964PhFl....7.1030K . DOI : 10.1063/1.1711319 .
6. ↑ Kraichnan (1964). "Kolmogorov hipotézisei és az Euleri turbulenciaelmélet". Folyadékok fizikája . 7 (11): 1723. Bibcode : 1964PhFl....7.1723K . DOI : 10.1063/1.2746572 .
7. ↑ Kraichnan (1965). „Lagrange-történeti zárási közelítés a turbulenciához”. Folyadékok fizikája . 8 (4): 575. Bibcode : 1965PhFl....8..575K . DOI : 10.1063/1.1761271 .
8. ↑ Kraichnan (1966). „Izotróp turbulencia és tehetetlenségi tartomány szerkezete”. Folyadékok fizikája . 9 (9): 1728. Bibcode : 1966PhFl....9.1728K . DOI : 10.1063/1.1761928 .
9. ↑ Kraichnan (1971). „Tehetetlenségi tartomány átvitel két- és háromdimenziós turbulenciában”. Journal of Fluid Mechanics . 47 (3): 525-535. Iratszám : 1971JFM....47..525K . DOI : 10.1017/S0022112071001216 .
10. ↑ Kraichnan (1967). "Tehetetlenségi tartományok kétdimenziós turbulenciában". Folyadékok fizikája . 10 (7):1417. Bibcode : 1967PhFl...10.1417K . DOI : 10.1063/1.1762301 .
11. ↑ Boer, George (1983). "Nagy léptékű, kétdimenziós turbulencia a légkörben". Journal of the Atmospheric Sciences . 40 (1): 164-184. Bibcode : 1983JAtS...40..164B . DOI : 10.1175/1520-0469(1983)040<0164:LSTDTI>2.0.CO;2 .
12. ↑ Kraichnan (1994). „Véletlenszerűen beállított passzív skalár rendellenes skálázása”. Fizikai áttekintő levelek . 72 (7): 1016-1019. Iránykód : 1994PhRvL..72.1016K . DOI : 10.1103/PhysRevLett.72.1016 . PMID 10056596 . 
13. ↑ Kraichnan (1955). „Az általánosan kovariáns gravitációs elmélet speciális-relativisztikus származtatása”. Fizikai áttekintés . 98 (4): 1118-1122. Bibcode : 1955PhRv...98.1118K . DOI : 10.1103/PhysRev.98.1118 .
14. ↑ Kraichnan (1956). „Egyenlőtlen gravitációs és tehetetlenségi tömegek lehetősége”. Fizikai áttekintés . 101 (1): 482-488. Bibcode : 1956PhRv..101..482K . DOI : 10.1103/PhysRev.101.482 .
15. ↑ John Preskillben és Kip S. Thorne -ban . Előszó a Feynman Lectures on Gravitation című könyvhöz . - 1995. - S. 7-8 . hangsúlyozzák, hogy Einstein rendkívül szkeptikus volt ezzel a munkával szemben, amely alapvetően ellentmondott az általános relativitáselmélet saját geometriai megközelítésének, de hasonló gondolatokat dolgozott ki Suraj N. Gupta , Richard Feynman és Steven Weinberg is.
16. ↑ Otto Laporte-díj honlapja (utoljára 2003-ban ítélték oda  ) . Hozzáférés időpontja: 2022. február 15.
17. ↑ Lars Onsager Award  weboldala . Letöltve: 2022. február 15. Az eredetiből archiválva : 2021. október 29.
18. ↑ Robert H. Kraichnan  . nasonline.org . Letöltve: 2022. február 10. Az eredetiből archiválva : 2022. február 11.
19. ↑ Dirac-érmesek  2003 . Letöltve: 2022. február 15. Az eredetiből archiválva : 2008. március 15.

Linkek

• Frisch, Uriel . Gyászjelentés  (angol). Hozzáférés időpontja: 2022. február 15.

Tematikus oldalak	Matematikai genealógia zbMATH Nyitva
Bibliográfiai katalógusokban	GND : 1210069075 LCCN : no2016011699 SUDOC : 199681511 VIAF : 258145542846396642323 WorldCat VIAF : 258145542846396642323