لوثار نوردهايم

كان لوثار فولفغانغ نوردهايم (7 نوفمبر 1899 - 5 أكتوبر 1985) فيزيائيًا نظريًا ألمانيًا أمريكيًا . وقد كان رائدًا في تطبيقات ميكانيكا الكم على مسائل الحالة الصلبة ، مثل الانبعاث الحراري ، ودالة شغل المعادن، ^{[ 1 ]} وانبعاث الإلكترونات الميداني ، والتقويم في وصلات المعدن-شبه الموصل، والمقاومة الكهربائية في المعادن والسبائك. ^{[ 2 ] [ 3 ]} كما عمل في الأسس الرياضية لميكانيكا الكم، والأشعة الكونية ، والفيزياء النووية .

وُلد لوثار فولفغانغ نوردهايم في 7 نوفمبر 1899 في ميونخ ، ألمانيا. وفي عام 1923، حصل على درجة الدكتوراه في الفيزياء من جامعة غوتنغن ، تحت إشراف ماكس بورن . ^{[ 2 ] [ 3 ]} كما عمل مع إدوارد تيلر على دراسة الميون ، مما أثار اهتمامه بالأشعة الكونية . ^{[ 3 ]}

وبصفته مساعدًا جسديًا لديفيد هيلبرت (مثل معلمه بورن من قبله)، عمل نوردهايم معه جون فون نيومان ويوجين ويجنر على الصياغة الرياضية لميكانيكا الكم في عام 1928. ^{[ 4 ]}

كتب نوردهايم مقالاتٍ مُطوّلة ^{[ 5 ]} لكتاب الفيزياء (Lehrbuch der Physik) الذي ألفه جيه إتش جيه مولر وكلود بوييه، حول النظرية الكمومية للمغناطيسية وظواهر التوصيل في المعادن. ^{[ 2 ] [ 3 ]} وخلال الفترة نفسها، حصل على زمالة بحثية من مؤسسة روكفلر وزمالة لورنتز. ^{[ 3 ]} كما حاضر في غوتنغن، وكان أستاذاً زائراً في جامعة موسكو . ^{[ 2 ] [ 3 ]}

في أوائل ثلاثينيات القرن العشرين، أبدى نوردهايم اهتماماً بنظرية فيرمي لتحلل بيتا، وعمل مع هانز بيث على تحلل الميزون . ^{[ 3 ]}

بعد هجرته إلى الولايات المتحدة في عام 1934، عمل نوردهايم كأستاذ زائر في جامعة بوردو ، حيث عمل على الأشعة الكونية، قبل أن ينتقل إلى منصب عضو هيئة تدريس دائم في جامعة ديوك في عام 1937.

في عام 1935، تزوج نوردهايم من جيرترود بوشل ، وهي فيزيائية، وعملا معًا على بنية وأطياف الجزيئات متعددة الذرات. ^{[ 2 ]}

خلال الحرب العالمية الثانية ، عمل نوردهايم كعضو في مشروع مانهاتن كرئيس قسم في مختبرات كلينتون في أوك ريدج ، ومن عام 1945 إلى عام 1947 كرئيس لقسم الفيزياء هناك. ^{[ 2 ]}

توفيت جيرترود في حادث أثناء إقامتها في ألمانيا عام ١٩٤٩، مما أثر بشدة على نوردهايم. ^{[ ٣ ]} قرر لاحقًا الانتقال إلى كاليفورنيا . في عام ١٩٥٦، أصبح عالمًا في مختبر جون إل. هوبكنز للعلوم البحتة والتطبيقية للذرات العامة في سان دييغو ، ثم رئيسًا لقسم الفيزياء النظرية. ^{[ ٢ ]} هناك، انصبّ اهتمامه بشكل رئيسي على فيزياء المفاعلات النووية وفيزياء النيوترونات . ^{[ ٢ ] [ ٣ ]} في أوائل الخمسينيات، قدم أيضًا إسهامات مبكرة في نموذج الغلاف النووي مع ماريا غوبرت ماير . ^{[ ٦ ] [ ٣ ]}

في عام 1936، انتُخب نوردهايم زميلًا في الجمعية الفيزيائية الأمريكية . ^{[ 7 ]} وحصل على شهادات دكتوراه فخرية في العلوم من معهد كارلسروه للتكنولوجيا عام 1951 ومن جامعة بيردو عام 1963. ^{[ 3 ]} وكان أيضًا أول من ألقى محاضرة فريتز لندن التذكارية في جامعة ديوك عام 1956. ^{[ 3 ]}

توفي نوردهايم في 10 أكتوبر 1985 في لا جولا ، كاليفورنيا، عن عمر يناهز 85 عامًا.

كان من أهم إسهاماتهما، بالتعاون مع الفيزيائي البريطاني رالف فاولر عام ١٩٢٨، ^{[ ٨ ]} وضع التفسير الفيزيائي الصحيح للظاهرة الفيزيائية المعروفة الآن باسم انبعاث الإلكترونات الميداني . فقد أثبتا أن انبعاث الإلكترونات يحدث عبر شكل من أشكال النفق الموجي الميكانيكي ، والذي يُعرف الآن باسم نفق فاولر-نوردهايم ، واستنادًا إلى افتراض أن الإلكترونات في المعادن تخضع لإحصاءات فيرمي-ديراك ، اشتقا معادلة انبعاث (تقريبية). وبمرور الوقت، تطورت هذه المعادلة إلى مجموعة من المعادلات التقريبية (التي تقدم درجات متفاوتة من التقريب للواقع عند وصف الانبعاث الميداني من المعادن الصلبة)، والمعروفة باسم معادلات فاولر-نوردهايم .

كان نفق فاولر-نوردهايم أول ظاهرة في الفيزياء تُعزى بشكل قاطع إلى النفق الموجي، وذلك في بدايات ميكانيكا الكم. وكانت معادلة فاولر-نوردهايم الأصلية من أوائل المعادلات التي استخدمت إحصاءات فيرمي-ديراك لتفسير ظاهرة تجريبية تتعلق بالإلكترونات في المعادن، وقد ساهم نجاحها بشكل كبير في ترسيخ نظرية نطاقات الإلكترون الحديثة . ^{[ 9 ]} كما أرست ورقة فاولر-نوردهايم الأساس الفيزيائي لمعالجة موحدة لانبعاث الإلكترونات الناتج عن المجال الكهربائي والانبعاث الحراري . ^{[ 9 ]}

كانت أفكار ج. روبرت أوبنهايمر ، وفاولر، ونوردهايم حافزًا مهمًا لتطوير نظرية الاضمحلال الإشعاعي للنوى ( عن طريق نفق جسيمات ألفا ) على يد جورج غاموف ، ^{[ 10 ]} ورونالد دبليو . جورني وإدوارد كوندون ، ^{[ 11 ] [ 12 ] في وقت لاحق من عام 1928. [ 13 ]}