John C. Slater
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John C. Slater
John Clarke Slater 1952 Londres.jpg
John Clarke Slater 1952 en Londres
Nació( 22/12/1900 )22 de diciembre de 1900
Oak Park, Illinois
Fallecido25 de julio de 1976 (25 de julio de 1976)(75 años)
Isla Sanibel, Florida
Nacionalidadamericano
alma materUniversidad de Rochester (BS) (1920)
Universidad de Harvard (Ph.D) (1923)
Conocido porOrbitales tipo
Slater Determinantes de
Slater Reglas de
Slater Reglas de Slater-Condon
Regla de Slater-Pauling
Integrales de
Slater Modelo de Slater-Koster
Curva de Bethe-Slater
Aproximación de Slater-Kirkwood Aproximación de
muffin-estaño
PremiosPremio Irving Langmuir (1967)
Medalla Nacional de Ciencias (1970)
Carrera científica
Los camposFísica
InstitucionesUniversidad de Cambridge
Universidad de Copenhague Universidad de
Harvard
MIT
Bell Laboratories
Brookhaven National Laboratory
Universidad de Florida
TesisLa compresibilidad de los haluros alcalinos  (1923)
Asesor de doctoradoPercy Williams Bridgman
Estudiantes de doctoradoMarvin Chodorow
David S. Saxon
William Shockley
Nathan Rosen
Fernando J. Corbató
Donald Merrifield

John Clarke Slater (22 de diciembre de 1900 - 25 de julio de 1976) fue un destacado físico estadounidense que hizo importantes contribuciones a la teoría de la estructura electrónica de átomos, moléculas y sólidos. [1] [2] [3] También hizo importantes contribuciones a la electrónica de microondas. [1] Recibió una licenciatura en física de la Universidad de Rochester en 1920 y un doctorado. en Física de Harvard en 1923, luego realizó un trabajo postdoctoral en las universidades de Cambridge (brevemente) y Copenhague . A su regreso a Estados Unidos se incorporó al Departamento de Física de Harvard.

En 1930, Karl Compton , presidente del MIT , nombró a Slater como presidente del Departamento de Física del MIT. Reescribió el plan de estudios de la licenciatura en física, escribió 14 libros entre 1933 y 1968 y creó un departamento de gran prestigio internacional. Durante la Segunda Guerra Mundial, su trabajo sobre transmisión de microondas, realizado en parte en los Laboratorios Bell y en asociación con el Laboratorio de Radiación del MIT , fue de gran importancia en el desarrollo del radar .

En 1950, Slater fundó el Grupo de Teoría Molecular y del Estado Sólido (SSMTG) dentro del Departamento de Física. Al año siguiente, renunció a la presidencia del departamento y pasó un año en el Laboratorio Nacional de Brookhaven de la Comisión de Energía Atómica. Fue nombrado profesor del Instituto de Física y continuó dirigiendo el trabajo en el SSMTG hasta que se retiró del MIT en 1965, a la edad de jubilación obligatoria de 65 años.

Luego se incorporó al Quantum Theory Project de la Universidad de Florida como profesor de investigación, donde la edad de jubilación le permitió trabajar otros cinco años. El SSMTG ha sido considerado [1] como el precursor del Centro de Ciencia e Ingeniería de Materiales (CMSE) del MIT. [4] Su autobiografía científica [5] y tres entrevistas [6] [7] presentan sus puntos de vista sobre la investigación, la educación y el papel de la ciencia en la sociedad.

En 1964, Slater y su padre de 92 años, que había dirigido el Departamento de Inglés en la Universidad de Rochester muchos años antes, recibieron títulos honoríficos de esa universidad. El nombre de Slater es parte de los términos teoría de Bohr-Kramers-Slater , determinante de Slater y orbital de Slater .

Temprana edad y educación

El padre de Slater, nacido en Virginia, que había estudiado en Harvard, se convirtió en jefe del Departamento de Inglés de la Universidad de Rochester, que también sería el alma mater de estudiantes de Slater. Los intereses juveniles de Slater eran las cosas mecánicas, químicas y eléctricas. Una ayudante de familia, una universitaria, finalmente le puso un nombre (entonces poco conocido como asignatura) a su conjunto de intereses: la física . Cuando Slater ingresó en la Universidad de Rochester en 1917, tomó cursos de física y, en su último año, asistió en el laboratorio de física e hizo su primera investigación independiente para una tesis especial con honores, una medida de la dependencia de la presión de las intensidades de las líneas de hidrógeno de Balmer. .

Fue aceptado en la escuela de posgrado de Harvard, con la opción de una beca o ayudantía. Eligió la ayudantía, durante la cual trabajó para Percy W. Bridgman . Siguió los cursos de Bridgman en física fundamental y se introdujo en la entonces nueva física cuántica con los cursos de EC Kemble. Completó el trabajo para el Ph.D. en tres años con la publicación de su artículo (1924) Compressibility of the Alkali Halides , que encarnaba el trabajo de tesis que había realizado con Bridgman. Su corazón estaba en teoría, y su primera publicación no fue la tesis de su médico, sino una nota (1924) de Nature on Radiation and Atoms. [8]

Después de recibir su doctorado, Slater obtuvo una beca Hamard Sheldon para estudiar en Europa. Pasó un período en Cambridge, Inglaterra, antes de ir a Copenhague. Al regresar a Estados Unidos, Slater se incorporó al Departamento de Física de Harvard.

Carrera profesional

Presidente del Departamento de Física del MIT

Cuando se convirtió en presidente del MIT, Karl Compton "cortejó" a Slater para que presidiera el Departamento de Física. [9] "La administración (del Departamento) tomó una gran cantidad de tiempo, más tiempo del que él (Slater) hubiera preferido. John era un buen presidente". [1] Los siguientes elementos de las sucesivas ediciones del Informe anual del presidente del MIT [10]rastrear el crecimiento y la visibilidad del Departamento bajo el liderazgo de Slater, antes de la Segunda Guerra Mundial, y la capacidad del Departamento para contribuir a la defensa durante la guerra. Las dos primeras citas son de capítulos escritos por Compton en los informes sucesivos. Las otras citas provienen de las secciones sobre el departamento, que escribió Slater. Estos incluyen declaraciones que afectan las políticas en la educación y la investigación de la física en general, y muestran su profundo compromiso con ambos.

  • 1930: "La selección del Dr. John C. Slater como jefe del Departamento (de Física) fortalecerá ... el trabajo de pregrado y posgrado ... la limitación de espacio ha retrasado el desarrollo del trabajo de posgrado ... el número total de los estudiantes de pregrado tienen 53 años y ... los estudiantes de posgrado 16. " (pág.21)
  • 1931: "Este ha sido el primer año del Departamento a cargo de su nuevo Jefe, el Profesor John C. Slater ... los temas activamente (investigados incluyen) Espectroscopia , Óptica Aplicada, Descarga de Electricidad en Gases , Fenómenos Magneto-Ópticos , Estudios de dieléctricos y diversos aspectos de la física teórica moderna y clásica ". (pág.42)
  • 1932: En la lista de artículos publicados por la facultad del MIT, los artículos 293 a 340 se enumeran bajo Departamento de Física. (pág.206-208)
  • 1933: "El Laboratorio de Investigación George Eastman, al que se trasladó el Departamento a principios de año, proporciona por primera vez un lugar adecuado para la investigación en Física en el Instituto". [11] Slater afirma que el reconocimiento externo lo muestran los titulares de seis becas de investigación nacionales, una internacional y una de Rockefeller que eligen venir al Departamento. Slater describe la dedicación del Laboratorio, la acogida de reuniones de la Unión Astronómica Internacional, la Sociedad Estadounidense de Física y una conferencia espectroscópica, y finaliza: "En general, el año ha sido de asentamiento para trabajar en condiciones satisfactorias, después de la transición más difícil del año anterior ". (págs. 96-98)
  • 1934: "Se han realizado o planeado una serie de avances en la enseñanza de pregrado". Entre los "eventos más conspicuos" en el departamento, "actuamos como anfitriones" de reuniones de la Academia Nacional de Ciencias, la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia, la Sociedad Estadounidense de Física y una Conferencia Espectroscópica nacional, donde "los principales El tema fue la relación con la biología y campos relacionados ". Los avances en la investigación han sido "aprovechar las instalaciones inusuales" en el Departamento, e incluyen el trabajo de Warren sobre la estructura de los líquidos, Mueller sobre las propiedades dieléctricas, Stockbarger sobre la física de los cristales, Harrison sobre la automatización de la medición espectroscópica, Wulff sobre la estructura hiperfina, Boyce sobre espectros de nebulosas, Van der Graaffsobre investigación nuclear y de alto voltaje, y Stratton y Morse sobre funciones de onda elipsoidal. (pág.104-106)
  • 1935: Se presta considerable atención a las mejoras importantes en la enseñanza de pregrado. Los extensos comentarios sobre la investigación mencionan la llegada de Robley Evans [12] y su trabajo en un campo nuevo para el departamento: la radiactividad, con especial atención a la medicina nuclear . (pág.102-103)
  • 1936: "El desarrollo más importante del año en el Departamento ha sido el creciente reconocimiento de la importancia de la física aplicada. En el pasado, entre los físicos ha habido una tendencia a interesarse únicamente en la línea directa de desarrollo de su ciencia, y descuidar sus aplicaciones ". Slater desarrolla este tema en profundidad y describe acciones dentro del trabajo de pregrado, posgrado y facultad del Departamento y a nivel nacional para desarrollar la Física Aplicada . La descripción de la floreciente investigación básica se refiere a diez áreas diferentes, incluido el aumento de los trabajos sobre radiactividad. (págs. 131-134).
  • 1937 a 1941: estos continúan en la misma línea. Pero los asuntos mundiales comienzan a impactar. El informe de 1941 termina: "La rama de rayos X tuvo como invitada a la profesora Rose CL Mooney de Newcomb College, a quien la guerra le impidió llevar a cabo investigaciones en Europa bajo una beca Guggenheim ... Al finalizar el año, la Defensa Nacional El esfuerzo está comenzando a reclamar los servicios de varios miembros del personal. Es de suponer que el próximo año verá una gran intensificación del esfuerzo, aunque se espera que la interferencia con la investigación y la enseñanza regulares no sea demasiado severa ". (pág.129)
  • 1942: esto contó una historia muy diferente. El esfuerzo de defensa había comenzado a "involucrar un número considerable de personal, así como una buena cantidad de trabajo administrativo. Con la apertura del Laboratorio de Radiación del Comité de Investigación de la Defensa Nacional en el Instituto, varios miembros del personal del Departamento han asociarse con ese laboratorio "seguido de una lista de más de 10 profesores superiores que lo habían hecho, y varios más se habían ido a otros proyectos de defensa. (págs. 110-111)
  • 1943 a 1945: Slater se ausenta como presidente, para trabajar en temas de importancia en el radar. La American Mathematical Society lo seleccionó como conferenciante de Josiah Willards Gibbs para 1945. [13] [14]
  • 1946: Slater había regresado como presidente. Comienza su informe: "El año de la reconversión de la guerra a la paz ha sido una de las mayores actividades ... La física durante la guerra alcanzó una importancia que probablemente nunca antes había sido alcanzada por ninguna otra ciencia. El Instituto, como el institución técnica líder del país y probablemente del mundo, debería tener un departamento de física sin igual en cualquier lugar ". Enumera planes para cumplir con este objetivo, que prolongan sus responsabilidades administrativas. (págs. 133-143)
Creación de laboratorios interdepartamentales, mediante la reestructuración de los laboratorios existentes utilizando, como modelo, la conversión del Laboratorio de Radiación en el Laboratorio de Investigación de Electrónica (RLE) por Julius Stratton y Albert Hill .
Financiar las ayudantías para estudiantes y ayudar a dar forma al papel del financiamiento gubernamental en una escala sin precedentes.
Supervisión del Centro de radiactividad de Robley Evans (que contiene un ciclotrón) y del Laboratorio de alto voltaje de Van de Graaff.
Reclutar físicos familiarizados con el proyecto Manhattan para construir el Laboratorio de Ciencia e Ingeniería Nuclear. [15] Esto fue dirigido por Jerrold Zacharias . Sus primeros miembros incluyeron a Bruno Rossi y Victor Weisskopf .
Puesta en marcha del Laboratorio de Acústica, dirigido por Richard Bolt , y del Laboratorio de Espectroscopia dirigido por el químico Richard Lord .
  • 1947: Con la contratación de personal y la construcción de laboratorios en la mano, Slater comienza: "El año en el Departamento de Física, como en el resto del Instituto, fue uno de iniciar la enseñanza a gran escala de los veteranos que regresaron y otros estudiantes cuyo las carreras académicas habían sido interrumpidas por la guerra ". Continúa discutiendo las necesidades de los estudiantes, en todo el Instituto, de cursos y laboratorios de Física, con mención particular del auge de la electrónica y la ciencia nuclear, e informa brevemente sobre los desarrollos que siguen a su informe anterior. (págs. 139-141)
  • 1948: Slater comienza "El año actual es el primero desde la guerra en el que el departamento se ha acercado al funcionamiento normal. No se han introducido nuevos proyectos importantes ni cambios de política". Pero el departamento que ha construido es muy diferente de lo que era cuando empezó. Se otorgaron 16 maestrías y 47 doctorados. Veinticinco Ph.D. los beneficiarios obtuvieron nombramientos académicos en el MIT y otras universidades. La investigación floreció y muchos científicos visitaron de universidades europeas y de otras partes de los EE. UU. (P. 141-143)
  • 1949: Continuó la nueva "normalidad". "El acercamiento a un estado estable de posguerra continuó con pocas ocurrencias inusuales". Se ha revisado el plan de estudios de posgrado y se ha mejorado la criogenia. El crecimiento continuo del personal, las becas de investigación, los contactos industriales y el volumen de publicaciones se tratan como cuestiones de continuidad, reconociendo al final, que: "La carga administrativa del departamento ha crecido tanto (se hizo) prudente nombrar un director ejecutivo ". Nathaniel Frank, [16] que había trabajado con John Slater durante casi dos décadas aceptó el puesto. (pág.149-153)
  • 1950: Se fija el futuro del Departamento. Hubo "pocos cambios inesperados". Y con el continuo crecimiento, "casi todos los proyectos de investigación del Departamento se han preocupado por la investigación de pregrado". (pág.189-191)
  • 1951: Jay Stratton escribe: "El profesor John C. Slater dimitió como Jefe del Departamento de Física y fue nombrado Profesor Harry B. Higgins de Estado Sólido, el primer nombramiento que llevará el título de Profesor del Instituto. El profesor Slater ha recibido un permiso para ausentarse durante el próximo año para continuar con la investigación en el Laboratorio Nacional de Brookhaven ". (pág.30)

A lo largo de su presidencia, Slater enseñó, escribió libros, produjo ideas de gran importancia científica e interactuó con colegas de las comunidades científicas locales, nacionales e internacionales. A nivel personal, Morse afirma: "Durante la mayor parte (de la década de 1930) parecía más un estudiante que un jefe de departamento ... podía hacer que sus invitados se desmayaran de la risa simplemente contando ... en danés". [1] Mucho más tarde, SB Trickey escribió: "Aunque llegué a conocerlo razonablemente bien, nunca pude llamar a JC Slater por su nombre de pila. Su aparente indiferencia resultó más ser timidez". [17]

Investigar

Átomos, moléculas y sólidos: investigaciones anteriores a la Segunda Guerra Mundial

Regresando en el tiempo a 1920, Slater había ido a Harvard a trabajar para un doctorado. con Percy Bridgman , quien estudió el comportamiento de sustancias bajo presiones muy altas. Slater midió la compresibilidad de la sal común y otros diez haluros alcalinos: compuestos de litio, sodio, potasio y rubidio, con flúor, cloro y bromo. Describió los resultados como "exactamente de acuerdo con los puntos de vista recientes de Bohr sobre la relación entre la estructura electrónica y la tabla periódica". Esto alineó la observación de Slater sobre las propiedades mecánicas de los cristales iónicos con la teoría de que Bohr se había basado en la espectroscopía de elementos gaseosos. Escribió el artículo sobre haluros alcalinos en 1923, habiendo sido "completamente adoctrinado en el verano de 1922 ... con la teoría cuántica",en parte por los cursos deEdwin Kemble después de una fascinación por el trabajo de Bohr durante sus días de estudiante. [18] En 1924, Slater fue a Europa con una beca Harvard Sheldon Fellowship. [19] Después de una breve estancia en la Universidad de Cambridge , pasó a la Universidad de Copenhague , donde "explicó a Bohr y Kramers su idea (que era) una especie de precursor del principio de dualidad , (de ahí) el célebre artículo "sobre el trabajo que otros denominaron la teoría de Bohr-Kramers-Slater (BKS) . "Slater de repente se convirtió en un nombre conocido internacionalmente". [18]El interés en este artículo de la "vieja teoría cuántica" disminuyó con la llegada de la mecánica cuántica completa, pero la biografía de Philp M. Morse afirma que "en los últimos años se ha reconocido que las ideas correctas en el artículo son las de Slater". [8] Slater habla de su vida temprana a través del viaje a Europa en una entrevista transcrita. [6]

Slater se unió a la facultad de Harvard a su regreso de Europa en 1925, luego se mudó al MIT en 1930. Sus trabajos de investigación cubrieron muchos temas. Una selección de año por año, hasta su cambio al trabajo relacionado con el radar, incluye:

  • 1924: la parte teórica de su doctorado. trabajo, [20] la teoría de Bohr-Kramers-Slater (BKS) , [21]
  • 1925: anchos de líneas espectrales ; [22] ideas que se acercaron mucho al principio de espines de electrones , [23]
  • 1926 y 1927: atención explícita al espín del electrón , [24] ya la ecuación de Schrödinger ; [25]
  • 1928: el campo autoconsistente de Hartree , [26] la fórmula de Rydberg , [27]
  • 1929: la expresión determinante de una función de onda antisimétrica, [28]
  • 1930: Orbitales de tipo Slater (STO) y constantes de blindaje atómico, [29]
  • 1931: combinación lineal de orbitales atómicos , [30] fuerzas de van der Waals [31] (con Jack Kirkwood , como investigador asociado en química).
  • 1932 a 1935: orbitales atómicos , [32] conducción metálica , [33] [34] aplicación del método Thomas-Fermi a los metales, [35]
  • 1936: ferromagnetismo , [36] (con Erik Rudberg, más tarde presidente del comité del Premio Nobel de Física ) dispersión inelástica , [37] y (con su estudiante de doctorado William Shockley y cercano a su propio tema de doctorado) , propiedades ópticas de los haluros alcalinos [38]
  • 1937 y 1938: ondas planas aumentadas , [39] superconductividad , [40] ferromagnetismo , [41] electrodinámica , [42]
  • En 1939 publicó "sólo" un libro: la Introducción definitiva a la Física Química ,
  • 1940 la constante de Grüneisen , [43] y el punto de Curie , [44]
  • 1941 transición de fase análoga al ferromagnetismo en dihidrogenofosfato de potasio . [45]

En sus memorias, [1] Morse escribió "Además de otros papeles notables ... ... en campo autoconsistente de Hartree , [26] el quantum derivación mecánica de la constante de Rydberg , [27] y los mejores valores de la atómica protegiendo las constantes , [29] escribió un artículo fundamental sobre la dirección de la valencia [30] "(lo que se conoció, más tarde, como combinación lineal de orbitales atómicos ). En comentarios adicionales, [18] John Van Vleck presta especial atención a (1) el estudio de 1925 de los espectros de hidrógeno y helio ionizado, [23]que JVV considera una oración menos que proponer el espín del electrón (lo que habría llevado a compartir un premio Nobel), y (2) lo que JVV considera como el trabajo más importante de Slater, que introdujo el objeto matemático ahora llamado determinante de Slater . [28] "Estos fueron algunos de los logros (que llevaron a su) elección a la Academia Nacional ... a los ... treinta y uno. Jugó un papel clave en elevar la física teórica estadounidense a un alto nivel internacional". [18] Los estudiantes de doctorado de Slater, durante este tiempo, incluyeron Nathan Rosen Ph.D. en 1932 para un estudio teórico de la molécula de hidrógeno, y William ShockleyDoctor. 1936 por una estructura de bandas de energía de cloruro de sodio, que luego recibió un Premio Nobel por el descubrimiento del transistor.

Investigación durante la guerra y el regreso a las actividades en tiempos de paz

Slater, en su trabajo experimental y teórico sobre el magnetrón (elementos clave paralelos a su trabajo anterior con campos autoconsistentes para átomos [1] ) y en otros temas en el Laboratorio de Radiación y en los Laboratorios Bell hizo "más que cualquier otra persona para proporcionar la comprensión necesaria para progresar en el campo de las microondas ”, en palabras de Mervin Kelley, entonces director de Bell Labs, citado por Morse. [1]

Las publicaciones de Slater durante la guerra y la recuperación de la posguerra incluyen un libro y artículos sobre transmisión de microondas y electrónica de microondas, [46] [47] aceleradores lineales , [48] criogénica , [49] y, con Francis Bitter y varios otros colegas , superconductores , [50] Estas publicaciones dan crédito a muchos otros científicos, matemáticos e ingenieros que participaron. Entre ellos, George H. Vineyard recibió su Ph.D. con Slater en 1943 para un estudio de la carga espacial en el magnetrón de la cavidad. Más tarde, se convirtió en Director del Laboratorio Nacional de Brookhaven y Presidente de la Sociedad Estadounidense de Física. [51]El trabajo del Laboratorio de Radiación fue paralelo a la investigación en el Establecimiento de Investigación de Telecomunicaciones en Inglaterra y los grupos mantuvieron un enlace productivo. [46]

El grupo de teoría del estado sólido y molecular

Ocupaciones

En palabras de Robert Nesbet: "Slater fundó el SSMTG con la idea de reunir a una generación más joven de estudiantes y posdoctorados con un interés común en la estructura electrónica y las propiedades de los átomos, moléculas y sólidos. Esto fue en parte para servir como un equilibrio para que la física electrónica sobreviva al abrumador crecimiento de la física nuclear después de la guerra ". [52]

George Koster pronto completó su doctorado, se unió a la facultad y se convirtió en el miembro principal del grupo. Escribió: "Durante los quince años de vida del grupo, unas sesenta personas fueron miembros y treinta y cuatro obtuvieron títulos de doctorado con tesis relacionadas con su trabajo. En mi informe no he podido separar el trabajo de Slater del del grupo como en su conjunto. Formó parte de todos los aspectos de los esfuerzos de investigación del grupo ". [53]

Nesbet continuó: "Cada mañana en SSMTG comenzó con una sesión de café, presidida por el profesor Slater, con los miembros más jóvenes sentados alrededor de una mesa larga ... Se esperaba que cada miembro del grupo contribuyera con un resumen de su propio trabajo e ideas al Quarterly Informe de progreso". [52] Los QPR del SMMTG se distribuyeron ampliamente en bibliotecas de investigación industrial y universitaria y en laboratorios individuales. Fueron citados ampliamente por su contenido científico y biográfico, en artículos de revistas e informes gubernamentales y las bibliotecas están comenzando a publicarlos en línea. [54]

Para comenzar el trabajo del grupo, Slater "destiló su experiencia con el método de campo autoconsistente de Hartree " en (1) una simplificación que se conoció como el método Xα, [55] y (2) una relación entre una característica de este método y una propiedad magnética del sistema. [56] Estos requerían cálculos que eran excesivos para el trabajo de "lápiz y papel". Slater se apresuró a aprovechar el SSMTG de las computadoras electrónicas que se estaban desarrollando. Uno de los primeros artículos sobre ondas planas aumentadas [57] utilizaba una calculadora programada con tarjeta de IBM. El Whirlwind se usó mucho, luego el IBM 704 en el Centro de Computación del MIT y luego el IBM 709 en el Laboratorio de Computación Cooperativa (ver más abajo).

El trabajo en estado sólido progresó más rápidamente al principio en el SSMTG, con contribuciones durante los primeros años de George Koster, John Wood, Arthur Freeman y Leonard Mattheis. Los cálculos moleculares y atómicos también florecieron de la mano de Fernando J. Corbató , Lee Allen y Alvin Meckler. Este trabajo inicial siguió las líneas marcadas en gran parte por Slater. Michael Barnett llegó en 1958. Él y John Wood recibieron nombramientos de profesores. Robert Nesbet, Brian Sutcliffe, Malcolm Harrison y Levente Szasz aportaron una variedad de enfoques adicionales a los problemas moleculares y atómicos. Jens Dahl, Alfred Switendick, Jules Moskowitz, Donald Merrifield y Russell Pitzer trabajaron más en moléculas y Fred Quelle en sólidos.

Slater rara vez incluía su nombre en los documentos de los miembros del SSMTG que trabajaban con él. Los principales trabajos de los que fue coautor se ocuparon de aplicaciones de (1) teoría de grupos en cálculos de estructura de bandas [58] y (2) características equivalentes de combinación lineal de orbitales atómicos (LCAO) , unión estrecha y aproximaciones de electrones de Bloch , para interpolar resultados para los niveles de energía de los sólidos, obtenidos mediante métodos más precisos, [59]

Gente

Una lista parcial de los miembros del SSMTG (estudiantes de doctorado, miembros postdoctorales, personal investigador y profesores, en algunos casos sucesivamente, etiquetados como †, ‡, ৳, ¶), junto con referencias que informan su SSMTG y actividades posteriores. , sigue.

  • Leland C. Allen † ‡, cálculos moleculares ab initio , electronegatividad , profesor emérito de química, Universidad de Princeton (2011). [60]
  • Michael P Barnett ৳¶, integrales moleculares, software, fotocomposición , cognición, [61] más tarde en la industria, Columbia U. y CUNY.
  • Louis Burnelle ‡, cálculos moleculares, más tarde profesor de química, Universidad de Nueva York. [62]
  • Earl Callen †
  • Fernando J. Corbató †, inició los cálculos moleculares en el SSMTG; más tarde, un pionero del tiempo compartido y ganador del Premio Turing .
  • George Coulouris ৳, trabajó con MPB, luego profesor de Ciencias de la Computación en el Queen Mary College de la Universidad de Londres.
  • Imre Cszimadia ‡, cálculos moleculares (LiH), más tarde profesor de química, U. Toronto, cálculos ab initio , diseño de fármacos. [63]
  • Jens Dahl ‡, cálculos moleculares, más tarde profesor de química en la Universidad Técnica de Dinamarca, escribió un texto de química cuántica. [64]
  • Donald E. Ellis ৳ †, cálculos moleculares, más tarde profesor de Física y Astronomía en la Universidad Northwestern, materiales "reales". [sesenta y cinco]
  • Arthur Freeman † ‡, cálculos de ondas planas ortogonalizadas, más tarde profesor de Física y Astronomía en la Universidad Northwestern [66]
  • Robert P. Futrelle ৳, métodos de programación, [61] más tarde profesor de informática y ciencias de la información en la Northeastern University. [67]
  • Leon Gunther † ‡ vibraciones de celosía en haluros alcalinos, más tarde profesor de física en la Universidad de Tufts, se centra en la teoría de la materia condensada en muchas áreas, incluida la superconductividad y artículos seminales sobre física nanoscópica y tunelización cuántica de magnetización. [68]
  • Malcolm Harrison ‡, (fallecido en 2007) co-desarrollador de POLYATOM , más tarde profesor de Ciencias de la Computación, Universidad de Nueva York. [69]
  • Frank Herman, cálculos de estructura de banda, entró en RCA y luego en IBM Research Laboratories, escribió y editó importantes encuestas. [70]
  • David Howarth ‡, estado sólido, más tarde profesor de Ciencias de la Computación, Imperial College , Universidad de Londres. [71]
  • John Iliffe ৳, informático. [72]
  • San-Ichiro Ishigura ‡, más tarde profesor, Universidad de Ochinamizu
  • Arnold Karo ‡, estructura electrónica de moléculas pequeñas, más tarde en el Laboratorio Lawrence Livermore.
  • CW Kern ‡, cálculos moleculares, más tarde profesor de química, Ohio State U., publicado extensamente.
  • Ryoichi Kikuchi ‡
  • Walter H. Kleiner, física del estado sólido, continuó en el Laboratorio Lincoln.
  • George F. Koster † ¶, se convirtió en presidente del Comité de Graduados en Física del MIT y escribió dos libros sobre física del estado sólido. [73]
  • Leonard F. Mattheiss †, cálculos de ondas planas aumentadas, más tarde en Bell Labs, publicó alrededor de 100 artículos. [74]
  • Roy McWeeny ‡, teoría de la valencia, más tarde ocupó una cátedra en varias universidades británicas y, desde 1982, en la Universidad de Pisa , Italia.
  • Alvin Meckler, primer gran cálculo molecular en Whirlwind (oxígeno), más tarde Agencia de Seguridad Nacional, [75]
  • Donald Merrifield †, cálculos moleculares (metano), más tarde presidente de la Universidad Loyola, Los Ángeles.
  • Jules Moskowitz ‡, cálculos moleculares (benceno), más tarde presidente del Departamento de Química de la Universidad de Nueva York, publicó 100 artículos.
  • Robert K. Nesbet ‡, cálculos moleculares, posteriormente en IBM Almaden Research Laboratories, publicó más de 200 artículos.
  • Robert H. Parmenter, más tarde profesor de Física, U. Arizona, propiedades de los cristales y superconductividad.
  • Russell M. Pitzer ‡, cálculos moleculares (etano), más tarde presidente del Departamento de Química, Ohio State U, más de 100 artículos.
  • George W. Pratt, Jr. † ‡ más tarde Profesor de Ingeniería Eléctrica y CMSE, MIT, electrónica de estado sólido.
  • FW Quelle, Jr. ondas planas aumentadas, más tarde óptica láser. [76]
  • Melvin M. Saffren †
  • Robert Schrieffer escribió la tesis de licenciatura sobre multipletes en átomos pesados, y luego compartió el Premio Nobel por la teoría de superconductividad BCS .
  • Edward Schultz
  • Harold Schweinler
  • Hermann Statz ‡, ferromagnetismo, más tarde director de investigación en Raytheon y ganador del premio IEEE Microwave Pioneer en 2004, [77]
  • Levente Szasz, estructura atómica, se convirtió en profesor de física en la Universidad de Fordham, publicó dos libros, [78]
  • Brian T. Sutcliffe ‡, co-desarrollador de POLYATOM , más tarde profesor de química en la Universidad de York. [79]
  • Richard E. Watson ‡ ៛, propiedades electrónicas de los átomos metálicos, más tarde en Brookhaven, publicó más de 200 artículos.
  • EB Blanco †
  • John Wood † ¶, ondas planas aumentadas usando métodos Hartree-Fock, en el Laboratorio Nacional de Los Alamos (fallecido en 1986), publicado extensamente. [80]

Entre los visitantes distinguidos se encontraban Frank Boys , Alex Dalgarno , V. Fano, Anders Fröman, Inge Fischer-Hjalmars, Douglas Hartree , Werner Heisenberg , Per-Olov Löwdin , Chaim Pekeris , Ivar Waller y Peter Wohlfarth .

Otras actividades de Slater en el MIT durante este tiempo

En el Informe del presidente de 1962, Jay Stratton escribió (en la p. 17) "Un comité de la facultad bajo la presidencia del profesor John C. Slater ha asumido la responsabilidad principal de planificar las instalaciones en el nuevo Centro de Materiales. Entre ellas se incluye un nuevo Laboratorio de Computación Cooperativa completado este año y equipado con una computadora IBM 709 ". [10]

Poco después se adoptó el nombre Centro de Ciencia e Ingeniería de Materiales (CMSE). Encarnaba el espíritu de investigación y enseñanza interdepartamental que Slater había defendido a lo largo de su carrera. [5] El primer Director fue RA Smith, anteriormente Jefe de la División de Física del Royal Radar Establishment en Inglaterra. Él, Slater y Charles Townes , el rector, se habían conocido desde los primeros años de la Segunda Guerra Mundial, trabajando en temas superpuestos. [81]

El Centro se creó de acuerdo con los planes de Slater. "Apoyó la investigación y la enseñanza en metalurgia y ciencia de los materiales, ingeniería eléctrica, física, química e ingeniería química", [81] y preservó el MIT como un foco para el trabajo en física del estado sólido. En 1967, dos años después de que Slater se fuera, el Departamento de Física del MIT "tenía un compromiso muy, muy pequeño con la física de la materia condensada" porque estaba "fuertemente involucrado en la física de altas energías". [82] Pero en el mismo año, el personal del CMSE incluyó a 55 profesores y 179 estudiantes graduados. [81] El Centro continúa floreciendo en el siglo XXI. [4]

El Laboratorio de Computación Cooperativa (CCL) fue utilizado, en su primer año, por unos 400 profesores, estudiantes y personal. Estos incluían (1) miembros del SSMTG y el CCL que ejecutaban cálculos mecánicos cuánticos y aplicaciones no numéricas [61] dirigidas por Slater, Koster, Wood y Barnett, (2) el equipo de diseño asistido por computadora de Ross , Coons y Mann, (3) miembros del Laboratorio de Ciencias Nucleares, (4) Charney y Phillips en meteorología teórica y (5) Simpson y Madden en geofísica (del informe del presidente de 1964, p. 336-337). [10]

Vida personal y muerte

En 1926, se había casado con Helen Frankenfeld. Sus tres hijos (Louise Chapin, John Frederick y Clarke Rothwell) siguieron carreras académicas. Slater se divorció y en 1954 se casó con Rose Mooney , una física y cristalógrafa, que se mudó a Florida con él en 1965. [1] [8]

En la Universidad de Florida (Gainesville), donde la edad de jubilación era de 70 años, Slater pudo disfrutar de otros cinco años de investigación activa y publicación como profesor de investigación en el Quantum Theory Project (QTP). En 1975, en su autobiografía científica, escribió: "" El Departamento de Física de Florida fue agradable, con un énfasis principal en la física del estado sólido, la física estadística y campos relacionados. Me recordó al departamento del MIT en los días en que yo había sido jefe de departamento allí. Estaba muy lejos del Departamento de Física del MIT del que me iba; para entonces había sido literalmente capturado por los teóricos nucleares ". [5] Slater publicó hasta el final de su vida: su último artículo de revista, publicado con John Connolly en 1976, trataba de un enfoque novedoso de la teoría de los orbitales moleculares. [83]

El profesor Slater también fue miembro del comité del doctorado del Dr. Ravi Sharma (1966, U of Florida Gainesville) y de muchos de esos comités. Él y Rose le dijeron a Ravi que había perdido sus libros y trabajos de investigación cuando el camión que transportaba sus pertenencias se volcó mientras se trasladaba del MIT a Gainesville. [84]

Slater murió en Sanibel Island, Florida en 1976.

Como educador y asesor

La preocupación de Slater por el bienestar de los demás queda bien ilustrada en el siguiente diálogo que relata Richard Feynman . Tuvo lugar al final de sus días de licenciatura en el MIT, cuando quería quedarse para hacer un doctorado. [85] "Cuando fui con el profesor Slater y le dije mis intenciones, él dijo: 'No te tendremos aquí'. Yo dije '¿Qué?' Slater dijo '¿Por qué crees que deberías ir a la escuela de posgrado en el MIT?' "Porque es la mejor escuela de ciencias del país" ... "Por eso deberías ir a otra escuela. Debes averiguar cómo es el resto del mundo". Así que fui a Princeton ... Slater tenía razón. Y a menudo aconsejo a mis estudiantes de la misma manera. Aprenda cómo es el resto del mundo. La variedad vale la pena ".

Resumen

De las memorias de Philip Morse: "Contribuyó significativamente al inicio de la revolución cuántica en la física; fue uno de los pocos físicos capacitados en Estados Unidos en hacerlo. Fue excepcional en el sentido de que persistió en la exploración de elementos atómicos, moleculares y sólidos. física estatal, mientras que muchos de sus pares fueron coaccionados por la guerra, o tentados por la novedad, a desviarse hacia los misterios nucleares. No menos importante, sus textos y sus conferencias contribuyeron materialmente al surgimiento de la ilustre generación estadounidense de físicos de las décadas de 1940 y 1950. " [1]

La nueva generación que Slater lanzó desde el SSMTG y el QTP llevó conocimientos y habilidades a los departamentos de Física y Química y Ciencias de la Computación, a los laboratorios industriales y gubernamentales y a la academia, a la investigación y la administración. Han continuado y evolucionado sus metodologías, aplicándolas a una variedad cada vez mayor de temas, desde los niveles de energía atómica hasta el diseño de fármacos, y una gran cantidad de sólidos y sus propiedades. Slater impartió conocimientos y consejos, y reconoció las nuevas tendencias, brindó apoyo financiero de sus becas y apoyo motivacional al compartir el entusiasmo de los protagonistas.

En una ligera paráfrasis de un comentario reciente y progresista de John Connolly, [86] se puede decir que las contribuciones de John C. Slater y sus estudiantes en el SSMTG y el Quantum Theory Project sentaron las bases de la teoría funcional de la densidad que ha convertido en una de las principales aproximaciones en la teoría cuántica de hoy.

Los artículos de Slater fueron legados a la American Philosophical Society por su viuda, Rose Mooney Slater, en 1980 y 1982. [87] En agosto de 2003, Alfred Switendick donó una colección de informes trimestrales del Grupo de Teoría Molecular y Estado Sólido del MIT (SSMTG) , que datan de 1951 a 1965. Están disponibles en varias bibliotecas de investigación importantes.

Premios y honores

  • Premio Irving Langmuir (1967)
  • Premio Golden Plate de la Academia Estadounidense de Logros (1969) [88]
  • Medalla Nacional de Ciencias (1970)

Libros

  • Slater, JC; NH Frank (1933). Introducción a la Física Teórica . Nueva York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-058090-9.
  • Slater, JC; NH Frank (1947). Mecánica . Nueva York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-313-24064-5.
  • Slater, JC; NH Frank (1947). Electromagnetismo . Nueva York: McGraw-Hill.[89]
  • Slater, JC (1950). Electrónica de microondas. Nueva York: Van Nostrand.
  • Slater, JC (1955). Física moderna . Nueva York: McGraw-Hill.
  • Slater, JC (1939). Introducción a la Física Química . Nueva York: Dover. ISBN 978-0-486-62562-1.
  • Slater, JC (1959). Transmisión por microondas . Nueva York: Dover.
  • Slater, JC (1960). Teoría cuántica de la estructura atómica . Nueva York: McGraw-Hill.
  • Slater, JC (1968). Teoría cuántica de la materia (2ª ed.). Nueva York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-88275-553-3.
  • Slater, JC (1963-1974). Teoría cuántica de moléculas y sólidos, vol. 1: Estructura electrónica de moléculas . Nueva York: McGraw-Hill.
  • Slater, JC (1963-1974). Teoría cuántica de moléculas y sólidos, vol. 2: Bandas de simetría y energía en cristales . Nueva York: McGraw-Hill.
  • Slater, JC (1963-1974). Teoría cuántica de moléculas y sólidos, vol. 3: Aisladores, semiconductores y metales . Nueva York: McGraw-Hill.
  • Slater, JC (1963-1974). Teoría cuántica de moléculas y sólidos, vol. 4: El campo autoconsistente de moléculas y sólidos . Nueva York: McGraw-Hill.
  • Slater, JC (1975). Teoría del estado sólido y molecular: una biografía científica . Nueva York: Wiley. ISBN 978-0-471-79681-7.
  • Slater, JC (1979). El cálculo de orbitales moleculares . Nueva York: Wiley. ISBN 978-0-471-03181-9.

Referencias

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enlaces externos

  • John C. Slater en el Proyecto de genealogía matemática
  • Memoria biográfica de Philip M. Morse , incluye una foto

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