Robert Harry Kraichnan ( KRAYSH-nan ; 15 en 1928 a 26 feb 2008 [1] ), un residente de Santa Fe , Nuevo México , era un americano físico teórico más conocido por su trabajo en la teoría de la turbulencia del fluido .
Robert H. Kraichnan | |
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Nació | Filadelfia , Pensilvania , EE. UU. | 15 de enero de 1928
Fallecido | 26 de febrero de 2008 Santa Fe, Nuevo México , EE. UU. | (80 años)
alma mater | Instituto de Tecnología de Massachusetts (BS y Ph.D.) |
Conocido por | Turbulencia |
Carrera científica | |
Campos | Física , dinámica de fluidos |
Instituciones | Laboratorio Nacional de Los Alamos , NASA |
Asesor de doctorado | Herman Feshbach |
Influencias | Albert Einstein |
La vida
Kraichnan recibió su BS y Ph.D. en física del MIT , se graduó en 1949. Se convirtió en miembro del Instituto de Estudios Avanzados de Princeton en 1949/50, y fue uno de los últimos asistentes de Albert Einstein .
Después de su nombramiento en Princeton, trabajó en la Universidad de Columbia y en el Instituto Courant de Ciencias Matemáticas de la Universidad de Nueva York . A partir de 1962, fue apoyado por becas de investigación y trabajó como consultor independiente para el Laboratorio Nacional de Los Alamos , la Universidad de Princeton , la Oficina de Investigación Naval , la Institución Oceanográfica Woods Hole y la NASA . Tenía una gran pasión por el senderismo, por lo que vivió en las montañas de New Hampshire y más tarde en White Rock, Nuevo México y, finalmente, en Santa Fe, Nuevo México, cerca de Los Alamos . En 2003, regresó a la academia, cuando fue nombrado profesor Homewood en la Escuela de Ingeniería Whiting en la Universidad Johns Hopkins , pero para entonces ya había caído enfermo.
Recibió el Premio Lars Onsager y el Premio Otto Laporte de la Sociedad Estadounidense de Física en 1993 , [2] y la Medalla Dirac 2003 . [3] También fue miembro de la Academia Nacional de Ciencias .
Kraichnan se casó dos veces y tiene un hijo, John Kraichnan, de su primera esposa, Carol Gebhardt. También le sobrevive su segunda esposa, Judy Moore-Kraichnan, una artista y fotógrafa que vive en Santa Fe, Nuevo México.
Trabaja
En la década de 1950, su trabajo se centró en la teoría cuántica de campos y el problema de la mecánica cuántica de muchos cuerpos , desarrollando a partir de 1957 un método para encontrar una formulación autoconsistente para las teorías de campos de muchos cuerpos, N-modelos de acoplamiento aleatorio , en qué N copias de una teoría microscópica se acoplan de forma aleatoria.
Siguiendo el trabajo anterior de Andrei Kolmogorov (1941), Lars Onsager (1945), Werner Heisenberg (1948), Carl Friedrich von Weizsäcker y otros sobre la teoría estadística de la turbulencia, Kraichnan desarrolló un enfoque teórico de campo para el flujo de fluidos en 1957 derivado de enfoques al problema cuántico de muchos cuerpos: la aproximación de interacción directa . [4] [5] [6] En 1964/5, reformuló este enfoque en la imagen de Lagrange , [7] [8] [9] [10] [11] descubriendo una corrección de escala que anteriormente había ignorado incorrectamente. La teoría estadística de la turbulencia en líquidos viscosos describe el flujo de fluido mediante una distribución invariante de escala del campo de velocidad, lo que significa que el tamaño típico de la velocidad en función del número de onda es una ley de potencia . En estado estacionario, los remolinos de mayor escala en longitudes de onda largas se desintegran en otros más pequeños, disipando su energía en escalas de longitud más pequeñas. Este tipo de disipación no se debe a la fricción a nivel molecular, sino a los efectos no lineales de las ecuaciones de Navier-Stokes . En las etapas finales de la cascada de energía , en las escalas de longitud más pequeñas, la viscosidad se vuelve importante y la energía se disipa en calor.
Kraichnan desarrolló sus teorías de la turbulencia durante muchas décadas y fue uno de los teóricos estadounidenses prominentes en esta área. A partir de 1967, sostuvo que para las turbulencias bidimensionales, la energía no pasa en cascada de escalas grandes (determinadas por el tamaño de los obstáculos en el flujo) a escalas más pequeñas, como lo hace en tres dimensiones, sino en cascadas de escalas pequeñas a grandes. [12] Esta teoría se llama cascada de energía inversa y es especialmente aplicable a la oceanografía y la meteorología, ya que los flujos en la superficie de la tierra son aproximadamente bidimensionales. La teoría fue probada y confirmada en la década de 1980 mediante datos recopilados de globos meteorológicos. [13]
También influyó un artículo de 1994 que presentaba un modelo de turbulencia exactamente solucionable, ahora llamado modelo Kraichnan . Este modelo predice exponentes de escala anómalos exactamente computables para la advección de un campo escalar pasivo, como la concentración de un tinte inyectado en el fluido que no se difunde sino que se mueve con el fluido a lo largo de las líneas de flujo. [14]
Incluso cuando era estudiante de secundaria, Kraichnan estaba muy ocupado investigando la teoría general de la relatividad , y su investigación ganó el prestigioso Concurso de Ciencias Westinghouse para estudiantes. Reescribió este trabajo para su tesis de licenciatura en el MIT en 1947, titulada "Teoría cuántica del campo gravitacional lineal". [15] Siguiendo un enfoque del que se hicieron eco Suraj N. Gupta , Richard Feynman y Steven Weinberg , Kraichnan demostró que, bajo algunos supuestos secundarios leves, las ecuaciones no lineales completas de la relatividad general se derivan de su forma linealizada: la teoría cuántica de campos de un Partícula de espín 2 sin masa, el gravitón, acoplado al tensor de tensión-energía. [16] [17] Las ecuaciones no lineales completas surgen cuando la energía-momento de los propios gravitones se incluye en el tensor de tensión-energía de una manera única y autoconsistente.
Referencias
- ^ Obituario: Robert Kraichnan, físico que estudió la turbulencia, ha muerto a los 80 , por JEREMY PEARCE, 8 de marzo de 2008, The New York Times
- ^ Destinatario del premio
- ^ Medallistas de Dirac 2003
- ^ Kraichnan (1958). "Interacciones de orden superior en teoría de turbulencia homogénea". Física de fluidos . 1 (4): 358. Bibcode : 1958PhFl .... 1..358K . doi : 10.1063 / 1.1705897 .
- ^ Kraichnan (1958). "Mecánica estadística irreversible de turbulencia hidromagnética incompresible". Revisión física . 109 (5): 1407–1422. Código Bibliográfico : 1958PhRv..109.1407K . doi : 10.1103 / PhysRev.109.1407 .
- ^ Kraichnan (1959). "La estructura de la turbulencia isotrópica en un número de Reynolds muy alto". Revista de Mecánica de Fluidos . 5 (4): 497. Bibcode : 1959JFM ..... 5..497K . doi : 10.1017 / S0022112059000362 .
- ^ Kraichnan (1964). "Decaimiento de la turbulencia isotrópica en la aproximación de interacción directa". Física de fluidos . 7 (7): 1030. Bibcode : 1964PhFl .... 7.1030K . doi : 10.1063 / 1.1711319 .
- ^ Kraichnan (1964). "Hipótesis de Kolmogorovs y teoría de la turbulencia euleriana". Física de fluidos . 7 (11): 1723. Bibcode : 1964PhFl .... 7.1723K . doi : 10.1063 / 1.2746572 .
- ^ Kraichnan (1965). "Aproximación de cierre de la historia de Lagrange para la turbulencia". Física de fluidos . 8 (4): 575. Código bibliográfico : 1965PhFl .... 8..575K . doi : 10.1063 / 1.1761271 .
- ^ Kraichnan (1966). "Turbulencia isotrópica y estructura de rango inercial". Física de fluidos . 9 (9): 1728. Bibcode : 1966PhFl .... 9.1728K . doi : 10.1063 / 1.1761928 .
- ^ Kraichnan (1971). "Transferencia de rango inercial en turbulencia bidimensional y tridimensional". Revista de Mecánica de Fluidos . 47 (3): 525–535. Código bibliográfico : 1971JFM .... 47..525K . doi : 10.1017 / S0022112071001216 .
- ^ Kraichnan (1967). "Rangos inerciales en turbulencia bidimensional". Física de fluidos . 10 (7): 1417. Código bibliográfico : 1967PhFl ... 10.1417K . doi : 10.1063 / 1.1762301 .
- ^ Boer, George; Pastor, Theodore (1983). "Turbulencia bidimensional a gran escala en la atmósfera" . Revista de Ciencias Atmosféricas . 40 (1): 164–184. Código Bibliográfico : 1983JAtS ... 40..164B . doi : 10.1175 / 1520-0469 (1983) 040 <0164: LSTDTI> 2.0.CO; 2 .
- ^ Kraichnan (1994). "Escalado anómalo de un escalar pasivo advectado aleatoriamente". Cartas de revisión física . 72 (7): 1016–1019. Código Bibliográfico : 1994PhRvL..72.1016K . doi : 10.1103 / PhysRevLett.72.1016 . PMID 10056596 .
- ^ Preskill, Thorne, Adelante a Richard Feynman , "Feynman Lectures on Gravitation". Informan que en ese momento, Einstein no estaba entusiasmado con la propuesta, porque el procedimiento de Kraichnan eludió las ideas geométricas ganadas con esfuerzo de Einstein sobre el campo gravitacional. Preskill y Thorne también compara trabajos similares de Gupta, Feynman, Kraichnan, Deser, Wald y Weinberg: ps-file
- ^ Kraichnan (1955). "Derivación especial-relativista de la teoría de la gravitación generalmente covariante". Revisión física . 98 (4): 1118–1122. Código Bibliográfico : 1955PhRv ... 98.1118K . doi : 10.1103 / PhysRev.98.1118 .
- ^ Kraichnan (1956). "Posibilidad de masas gravitacionales e inerciales desiguales". Revisión física . 101 (1): 482–488. Código Bibliográfico : 1956PhRv..101..482K . doi : 10.1103 / PhysRev.101.482 .
Referencias generales
- PA Davidson, Y. Kaneda, K. Moffatt y KR Sreenivasan (eds, 2011). Un viaje a través de la turbulencia , capítulo 10, págs. 229–72, Cambridge University PressISBN 978-0-521-19868-4
enlaces externos
- Obituario de Uriel Frisch , archivo pdf
- Grabación de video de la conferencia de U. Frisch sobre la vida y obra de RH Kraichnan