مارفن ل. كوهين

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

مارفن لو كوهين (مواليد 3 مارس 1935) هو فيزيائي نظري أمريكي-كندي. وهو أستاذ فيزياء [ 1 ] في جامعة كاليفورنيا، بيركلي . يُعد كوهين خبيرًا في مجال فيزياء المادة المكثفة ، ويشتهر على نطاق واسع بأعماله الرائدة في مجال البنية الإلكترونية للمواد الصلبة.

سيرة

الحياة المبكرة والتعليم

وُلد كوهين في مونتريال ، كيبيك ، كندا . كان والداه، إلمو ومولي (زاريتسكي) كوهين، قد وُلدا في مونتريال، وهاجر أجداده، وجميعهم من أصول يهودية، إلى كندا من دول البلطيق وروسيا. انتقل هو ووالداه وشقيقه الأصغر، غوردون، إلى سان فرانسيسكو ، كاليفورنيا، عام ١٩٤٧، حيث التحق بمدرسة روزفلت الإعدادية ومدرسة جورج واشنطن الثانوية . حصل على الجنسية الأمريكية في نوفمبر ١٩٥٣.

التحق بجامعة كاليفورنيا، بيركلي ، للحصول على درجة البكالوريوس في الفيزياء عام 1957، وجامعة شيكاغو للحصول على درجة الماجستير في الفيزياء عام 1958، وحصل على درجة الدكتوراه في الفيزياء عام 1963، وتم منحها عام 1964. وكان المشرف على أطروحة الدكتوراه الخاصة به هو جيمس سي. فيليبس .

حياة مهنية

يتحدث كوهين عن حياته ومسيرته المهنية.

في الفترة من عام 1963 إلى عام 1964، كان كوهين عضوًا في الطاقم الفني، وشغل منصب باحث ما بعد الدكتوراه في قسم الفيزياء النظرية بمختبرات بيل في موراي هيل ، نيو جيرسي، حيث كان أبرز أساتذته فيليب دبليو أندرسون وكونيرز هيرينغ . انضم إلى هيئة التدريس بجامعة كاليفورنيا، بيركلي ، عام 1964 (أستاذ مساعد في الفيزياء 1964-1966؛ أستاذ مشارك 1966-1969؛ أستاذ 1969-1995؛ أستاذ جامعي 1995-حتى الآن؛ أستاذ في كلية الدراسات العليا 2010-حتى الآن). أشرف على ما يقارب خمسين طالب دراسات عليا وخمسين باحثًا ما بعد الدكتوراه منذ عام 1964. وشغل منصب رئيس الجمعية الفيزيائية الأمريكية عام 2005.

الحياة الشخصية

مارفن كوهين متزوج من سوزي لوك كوهين، وهي مستشارة فنية. أنجب كوهين من زوجته الراحلة ميريل لي غاردنر كوهين (توفيت عام ١٩٩٤) ابناً وابنة. ولديه ثلاثة أحفاد. يعزف كوهين على الكلارينيت منذ أن كان في الثالثة عشرة من عمره.

بحث

يُعدّ استخدام الأدوات الحاسوبية لشرح خصائص المواد والتنبؤ بها من أبرز وأوسع التطورات في دراسة فيزياء المواد خلال الخمسين عامًا الماضية. وقد حظي مارفن كوهين بالتكريم لابتكاره نماذج فيزيائية وأساليب وتطبيقات حاسوبية ساهمت بشكل كبير في تحقيق هذه التطورات. يُشار إلى هذا النهج غالبًا باسم "النموذج القياسي" لحساب خصائص المواد الصلبة، وقد لعب هذا العمل دورًا هامًا في نشأة وتطوير مجال الفيزياء الحاسوبية. وقد أدت التنبؤات الناجحة بخصائص المواد الجديدة إلى اكتشافات جديدة في العلوم الأساسية، وإنتاج مواد مفيدة، وإجراء تعديلات مبتكرة على المواد المعروفة. ومن الأدوات الأساسية والمعيارية توفر بنى نطاقات إلكترونية دقيقة لمواد تتراوح من السيراميك إلى المعادن، وقد جعلت النماذج والأساليب المذكورة أعلاه استخدام بنى النطاقات الإلكترونية والحسابات ذات الصلة أمرًا شائعًا في فيزياء المادة المكثفة، سواءً النظرية منها أو التطبيقية.

في مجال البنية الإلكترونية، أصبح من الممكن في منتصف ستينيات القرن الماضي استخدام الجهد الكاذب لحساب بنى النطاقات بدقة لـ 14 مادة شبه موصلة، في وقت كانت فيه المعلومات المتوفرة عن بنيتها الإلكترونية شحيحة. شكّل هذا التقدم نقلة نوعية، إذ فسّر الخصائص البصرية لأشباه الموصلات في نطاق الضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية، وأدى إلى الحصول على أولى الصور لكثافة الإلكترونات والروابط في أشباه الموصلات. وقد تأكدت هذه النتائج لاحقًا تجريبيًا. كما أدى هذا العمل إلى نشأة مجال حسابات السطح للبنية الإلكترونية باستخدام ابتكار الخلية الفائقة. تبع ذلك تطوير مخطط الطاقة الكلية الذي دشّن حقبة جديدة من التنبؤات القائمة على المبادئ الأساسية للخصائص البنيوية والاهتزازية وخصائص الضغط العالي للمواد الصلبة، باستخدام الأعداد الذرية والكتل الذرية فقط كمدخلات.

فيما يتعلق بالموصلية الفائقة ، فقد تحققت نجاحات في التنبؤ بالموصلية الفائقة في أشباه الموصلات المشوبة، والتنبؤ بأول أكسيد موصل فائق، وتأكيد وجود طورين جديدين عاليي الضغط من السيليكون وخصائصهما المقترحة من قبل الحسابات الأولية، بما في ذلك التنبؤ الناجح بخصائصهما الموصلة الفائقة.

في مجال البنى النانوية، تبيّن أن الطرق المستخدمة لحساب خصائص المواد الصلبة والسطحية قابلة للتطبيق على دراسات المواد النانوية، مثل C60 وأنابيب الكربون النانوية وغيرها من البنى منخفضة الأبعاد. وقد أدت هذه الدراسات إلى التنبؤ بنجاح بوجود أنابيب نتريد البورون النانوية وخصائصها. كما أُجريت دراسات رائدة لشرح خصائص شرائط الجرافين النانوية وفجوات الطاقة الخاصة بها والتنبؤ بها، وحُسبت خصائص الأنظمة الطبقية من صفائح الجرافين ونتريد البورون، مما يُشير إلى مسار لتصنيع مواد إلكترونية مفيدة. وأُجريت أولى الدراسات النظرية والتجريبية للخصائص الإلكترونية والاهتزازية للسلاسل المعزولة أحادية البعد، وتم تحديد الفيزياء الأساسية للتحكم في حجم وشكل المسام النانوية ثنائية الأبعاد، مع تطبيقات في تسلسل الحمض النووي ، والغربلة، والانبعاث الكمي. ومن إسهامات علوم النانو الأخرى دراسة مهمة لفيزياء التجمعات المعدنية باستخدام الطاقات الإلكترونية لشرح وفرة أحجامها، والتي يُشار إليها باسم "الأعداد السحرية".

تتعدد الأساليب التي طُوّرت للدراسات المذكورة أعلاه. ومن الأمثلة على ذلك: طريقة الجهد الزائف التجريبي، والجهود الزائفة المحسوبة من المبادئ الأولى، والخلايا الفائقة للأسطح والتكوينات الموضعية، وطريقة لحساب الطاقة الكلية للمواد الصلبة، ووضع صيغة تجريبية تُستخدم لحساب معاملات الحجم للعديد من أشباه الموصلات والعوازل، وتطوير طريقة لحساب تفاعلات الإلكترون-الفونون باستخدام دوال وانير . تُستخدم هذه الأساليب، وغيرها التي طُوّرت في الأصل لهذا البحث، على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم.

الجوائز والتكريمات

منشورات مختارة

كتب مختارة وفصول من كتب

إم إل كوهين، "الموصلية الفائقة في الأنظمة ذات الكثافة المنخفضة لحاملات الشحنة: أشباه الموصلات المنحلة"، في كتاب الموصلية الفائقة، تحرير آر دي باركس. نيويورك: مارسيل ديكر، 1969. ص  615.

إم إل كوهين وفي هاين، "ملاءمة الجهود الكاذبة للبيانات التجريبية وتطبيقها اللاحق"، في فيزياء الحالة الصلبة، المجلد 24، تحرير إتش إهرنرايش، إف سيتز، ودي تورنبول. نيويورك: أكاديميك برس، 1970. ص  37.

JD Joannopoulos و ML Cohen، "نظرية الترتيب والاضطراب قصير المدى في أشباه الموصلات المرتبطة رباعية الأوجه"، في فيزياء الحالة الصلبة، المجلد 31، تحرير H. Ehrenreich و F. Seitz و D. Turnbull (Academic Press، نيويورك، 1976)، ص  71.

إم إل كوهين، "الإلكترونات عند الأسطح البينية"، في كتاب "التطورات في الإلكترونيات وفيزياء الإلكترون"، المجلد 51، تحرير إل مارتون وسي مارتون. نيويورك: أكاديميك برس، 1980. ص  1.

ML Cohen و JR Chelikowsky، "الجهود الزائفة لأشباه الموصلات"، في كتيب أشباه الموصلات، المجلد 1، تحرير W. Paul. أمستردام: نورث هولاند، 1982. ص  219.

WA de Heer، WD Knight، MY Chou، وML Cohen، "بنية الغلاف الإلكتروني والتجمعات المعدنية"، في فيزياء الحالة الصلبة، المجلد 40، تحرير H. Ehrenreich وD. Turnbull. نيويورك: Academic Press، 1987. ص  93.

إم إل كوهين وجيه آر تشيليكوفسكي، البنية الإلكترونية والخصائص البصرية لأشباه الموصلات. برلين: سبرينغر-فيرلاغ، 1988. كتاب مدرسي.

ML Cohen، "نظرة عامة: نموذج قياسي للمواد الصلبة"، الأسس المفاهيمية للمواد: نموذج قياسي لخصائص الحالة الأرضية والمثارة، المجلد. تحرير SG Louie، ML Cohen، (Elsevier، أمستردام، 2006) ص.  1.

ML Cohen, "Emergence in condensed material physics," in Visions of Discovery: New Light on Physics, Cosmology, and Consciousness," eds. RY Chiao, ML Cohen, AJ Leggett, WD Phillips, and CL Harper, Jr. (Cambridge University Press, Cambridge, 2010) p. 496.

إم إل كوهين، "التنبؤ بدرجة الحرارة الحرجة (Tc) وغيرها من خصائص الموصلات الفائقة من نوع BCS وشرحها"، رسائل الفيزياء الحديثة، الجزء ب، 24، 2755 (2010). موجود أيضًا في باردين، كوبر، وشريفر: 50 عامًا، تحرير إل إن كوبر ودي فيلدمان (دار النشر العالمية، سنغافورة، 2010).

إم إل كوهين وإس جي لوي، أساسيات فيزياء المادة المكثفة. كامبريدج: مطبعة جامعة كامبريدج، 2016. كتاب دراسي. إم إل كوهين، "نمذجة المواد الصلبة وتأثيرها على العلوم والتكنولوجيا"، دليل نمذجة المواد، تحرير دبليو أندريوني وإس يب (سبرينغر، تشام، سويسرا، 2018)، ص  1.

مراجع

  1. ↑ "مارفن كوهين (E) | قسم الفيزياء بجامعة كاليفورنيا في بيركلي" . physics.berkeley.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 أبريل 2018 .
  2. ↑ "تاريخ أعضاء الجمعية الفلسفية الأمريكية" . search.amphilsoc.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17-06-2021 .