Satyendra Nath Bose - Satyendra Nath Bose

Satyendra Nath Bose

FRS , MP , PV
SatyenBose1925.jpg
Satyendra Nath Bose în 1925
Născut ( 01.01.1894 )1 ianuarie 1894
Calcutta , Președinția Bengal , India Britanică
Decedat 4 februarie 1974 (04-02 1974)(80 de ani)
Calcutta , India
Naţionalitate indian
Alma Mater Universitatea din Calcutta
Cunoscut pentru Condensat
Bose – Einstein Statistici
Bose – Einstein Distribuție
Bose – Einstein Corelații
Bose – Einstein Gaz Bose
Boson
Ideal Bose Ecuația de stat
Gaz foton
Soț (soți) Ushabati Bose (născută Ghosh)
Premii Padma Vibhushan
Fellow of the Royal Society
Cariera științifică
Câmpuri Fizică
Instituții Universitatea din Calcutta
Universitatea din Dhaka
Visva-Bharati
Consilieri academici Jagadish Chandra Bose
Prafulla Chandra Ray
Doctoranzi Purnima Sinha
Partha Ghose
Siva Brata Bhattacherjee
Alți studenți notabili Mani Lal Bhaumik
Lilabati Bhattacharjee
Asima Chatterjee
Ratan Lal Brahmachary
Deputat în parlament, Rajya Sabha
În funcție
3 aprilie 1952 - 2 aprilie 1960
Semnătură
Semnătura Satyendranath Bose.svg

Satyendra Nath Bose FRS / b s / (un/1/1894-02/04/1974) a fost un indian matematician și fizician specializat în fizica teoretică . Este cunoscut mai ales pentru munca sa cu privire la mecanica cuantică la începutul anilor 1920, colaborând cu Albert Einstein în dezvoltarea bazei pentru statisticile Bose-Einstein și teoria condensatului Bose-Einstein . Un membru al Societății Regale , el a primit în 1954 cel de- al doilea cel mai mare premiu civil din India, Padma Vibhushan, de către Guvernul Indiei .

Clasa de particule care respectă statisticile lui Bose – Einstein, bosoni , a fost numită după Bose de Paul Dirac .

Un polimat , a avut o gamă largă de interese în domenii variate, inclusiv fizică , matematică , chimie , biologie, mineralogie , filosofie , arte , literatură și muzică . A lucrat în numeroase comitete de cercetare și dezvoltare în India suverană .

Tinerețe

Bose s-a născut în Calcutta (acum Kolkata), cel mai mare dintre șapte copii dintr-o familie bengali Kayastha . El era singurul fiu, cu șase surori după el. Casa sa ancestrală se afla în satul Bara Jagulia, în districtul Nadia , în președinția bengaleză . Școala sa a început la vârsta de cinci ani, lângă casa lui. Când familia sa s-a mutat la Goabagan, a fost admis la New Indian School. În ultimul an de școală, a fost admis la școala hindusă . A trecut examenul de admitere ( înmatriculare ) în 1909 și a ocupat locul al cincilea în ordinea meritelor. A urmat apoi cursul de știință intermediar la Colegiul Președinției , Calcutta , unde profesorii săi au inclus Jagadish Chandra Bose , Sarada Prasanna Das și Prafulla Chandra Ray .

Bose a primit un Bachelor of Science în matematică mixte de la Colegiul Președinției , în picioare pentru prima dată în 1913. Apoi , el sa alăturat Sir Ashutosh Mukherjee a lui nou formată Colegiul știință , unde a stat din nou , pentru prima dată în Master matematică mixte examen în 1915. notelor în Master de examinare a creat un un nou record în analele Universității din Calcutta , care este încă de depășit.

După ce și-a absolvit masteratul, Bose s-a alăturat colegiului de științe din Universitatea Calcutta ca cercetător în 1916 și și-a început studiile în teoria relativității . A fost o epocă interesantă în istoria progresului științific. Teoria cuantică tocmai apăruse la orizont și rezultatele importante începuseră să curgă.

Tatăl său, Surendranath Bose, a lucrat la Departamentul de Inginerie al Companiei de Căi Ferate din Estul Indiei . În 1914, la 20 de ani, Satyendra Nath Bose s-a căsătorit cu Ushabati Ghosh, fiica de 11 ani a unui important medic din Calcutta. Au avut nouă copii, dintre care doi au murit în copilărie. Când a murit în 1974, și-a lăsat în urmă soția, doi fii și cinci fiice.

În calitate de poliglot , Bose a fost bine versat în mai multe limbi, cum ar fi bengali , engleză, franceză, germană și sanscrită , precum și în poezia lui Lord Tennyson , Rabindranath Tagore și Kalidasa . Ar putea cânta esrajul , un instrument muzical indian asemănător cu o vioară. El a fost implicat activ în conducerea școlilor de noapte care au devenit cunoscute sub numele de Institutul pentru bărbați muncitori.

Cariera de cercetare

Bose a urmat școala hindusă din Calcutta , iar ulterior a urmat cursul Presidency College , tot din Calcutta, obținând cele mai mari note la fiecare instituție, în timp ce colegul student și viitorul astrofizician Meghnad Saha a ocupat locul al doilea. El a intrat în contact cu profesori precum Jagadish Chandra Bose , Prafulla Chandra Ray și Naman Sharma, care au oferit inspirație pentru a ținti înalt în viață. Din 1916 până în 1921, a fost lector în departamentul de fizică al Colegiului științific Rajabazar de la Universitatea din Calcutta . Împreună cu Saha, Bose a pregătit prima carte în engleză pe baza traducerilor germane și franceze ale lucrărilor originale despre relativitatea specială și generală a lui Einstein în 1919. În 1921, s-a alăturat în calitate de cititor al Departamentului de Fizică al recent înființatei Universități din Dhaka (în Bangladesh actual). Bose înființat departamente noi întregi, inclusiv laboratoare, pentru a preda cursuri avansate de Master și BSC onoruri și a predat termodinamicii precum James Clerk Maxwell e teoria lui electromagnetism .

Satyendra Nath Bose, împreună cu Saha, au prezentat mai multe lucrări de fizică teoretică și matematică pură începând cu 1918. În 1924, în timp ce lucra ca cititor (profesor fără catedră) la Departamentul de Fizică al Universității din Dhaka , Bose a scris o lucrare care derivă legea cuantică a radiațiilor Planck fără nicio referire la fizica clasică, folosind un mod nou de numărare a stărilor cu particule identice. . Această lucrare a fost fundamentală în crearea câmpului foarte important al statisticii cuantice . Deși nu a fost acceptat imediat pentru publicare, el a trimis articolul direct lui Albert Einstein din Germania. Einstein, recunoscând importanța lucrării, a tradus-o el însuși în germană și a transmis-o în numele lui Bose prestigiosului Zeitschrift für Physik . Ca urmare a acestei recunoașteri, Bose a reușit să lucreze doi ani în laboratoarele europene de raze X și cristalografie , timp în care a lucrat cu Louis de Broglie , Marie Curie și Einstein.

Statistici Bose – Einstein

În timp ce prezenta o conferință la Universitatea din Dhaka despre teoria radiațiilor și a catastrofei ultraviolete , Bose intenționa să le arate studenților săi că teoria contemporană este inadecvată, deoarece a prezis rezultate care nu sunt în conformitate cu rezultatele experimentale.

În procesul de descriere a acestei discrepanțe, Bose a luat pentru prima dată poziția că distribuția Maxwell-Boltzmann nu ar fi adevărată pentru particulele microscopice, unde fluctuațiile datorate principiului incertitudinii lui Heisenberg vor fi semnificative. Astfel, el a subliniat probabilitatea de a găsi particule în spațiul de fază , fiecare stare având volumul h 3 și aruncând poziția distinctă și impulsul particulelor.

Bose a adaptat această prelegere într-un scurt articol numit „Legea lui Planck și ipoteza luminii cuantice” și a trimis-o lui Albert Einstein cu următoarea scrisoare:

Respectat domn, m-am aventurat să vă trimit articolul însoțitor pentru examinarea și opinia dumneavoastră. Sunt nerăbdător să știu ce părere aveți despre asta. Veți vedea că am încercat să deduc coeficientul 8π ν 2 / c 3 din Legea lui Planck independent de electrodinamica clasică, presupunând doar că regiunea elementară ultimă din spațiul de fază are conținutul h 3 . Nu știu suficientă germană pentru a traduce lucrarea. Dacă credeți că lucrarea merită publicată, vă voi fi recunoscător dacă aranjați publicarea acesteia în Zeitschrift für Physik . Deși îți este complet străin, nu simt nicio ezitare în a face o astfel de cerere. Pentru că suntem toți elevii voștri, deși profităm numai de învățăturile voastre prin scrierile voastre. Nu știu dacă vă mai amintiți că cineva din Calcutta v-a cerut permisiunea de a traduce lucrările dvs. despre relativitate în engleză. Ați acceptat solicitarea. Cartea a fost publicată de atunci. Eu am fost cel care a tradus lucrarea ta despre relativitatea generalizată.

Einstein a fost de acord cu el, a tradus lucrările lui Bose „Legea lui Planck și ipoteza luminii cantelor” în germană și a publicat-o în Zeitschrift für Physik sub numele lui Bose, în 1924.

Posibile rezultate ale răsturnării a două monede
Două capete Două cozi Unul din fiecare
(1) Există trei rezultate. Care este probabilitatea de a produce două capete?
Probabilități de rezultat
  Moneda 1
Cap Coadă
Moneda 2 Cap HH HT
Coadă TH TT
(2) Deoarece monedele sunt distincte, există două rezultate care produc un cap și o coadă. Probabilitatea a două capete este de un sfert.

Motivul pentru care interpretarea lui Bose a produs rezultate exacte a fost că, din moment ce fotonii nu se disting între ei, nu se pot trata doi fotoni cu energie egală ca fiind doi fotoni identificați distincti. Prin analogie dacă, într-un univers alternativ, monedele ar trebui să se comporte ca fotonii și alți bosoni , probabilitatea de a produce două capete ar fi într-adevăr o treime (coadă-cap = cap-coadă).

Interpretarea lui Bose se numește acum statistici Bose – Einstein . Acest rezultat obținut de Bose a pus bazele statisticii cuantice și, în special, a noii concepții filozofice revoluționare a indistinctibilității particulelor, așa cum au recunoscut Einstein și Dirac. Când Einstein l-a întâlnit față în față pe Bose, l-a întrebat dacă a fost conștient că a inventat un nou tip de statistici și a spus foarte sincer că nu, nu era atât de familiarizat cu statisticile lui Boltzmann și nu Nu-mi dau seama că făcea calculele altfel. A fost la fel de sincer cu oricine a cerut.

Bose – Einstein condensat

Date privind distribuția vitezei unui gaz de atomi de rubidiu , confirmând descoperirea unei noi faze a materiei, condensatul Bose – Einstein . Stânga: chiar înainte de apariția unui condensat Bose – Einstein. Centrul: imediat după apariția condensului. Dreapta: după evaporare suplimentară, lăsând o probă de condens aproape pur.

Einstein nu și-a dat seama la început cât de radicală a fost plecarea lui Bose și, în prima sa lucrare după Bose, a fost ghidat, la fel ca Bose, de faptul că noua metodă a dat răspunsul corect. Dar după a doua lucrare a lui Einstein folosind metoda lui Bose în care Einstein a prezis condensatul Bose-Einstein (în stânga ), el a început să-și dea seama cât de radical era și l-a comparat cu dualitatea undelor / particulelor, spunând că unele particule nu se comportau exact ca particulele. Bose își trimisese deja articolul în British Journal Philosophical Magazine , care l-a respins înainte să-l trimită lui Einstein. Nu se știe de ce a fost respins.

Einstein a adoptat ideea și a extins-o la atomi. Acest lucru a condus la prezicerea existenței unor fenomene care au devenit cunoscute sub numele de condensat Bose – Einstein , o colecție densă de bosoni (care sunt particule cu spin întreg , numit după Bose), care s-a demonstrat că există prin experiment în 1995.

Dhaka

Bose la Universitatea Dhaka în anii 1930

După șederea sa în Europa, Bose s-a întors la Dhaka în 1926. Nu avea doctorat și, în mod obișnuit, în conformitate cu reglementările în vigoare, nu va fi calificat pentru postul de profesor la care a solicitat, dar Einstein l-a recomandat. El a fost făcut apoi șef al Departamentului de Fizica de la Universitatea Dhaka . A continuat să ghideze și să predea la Universitatea Dhaka.

Bose a proiectat el însuși echipamente pentru un laborator de cristalografie cu raze X. El a înființat laboratoare și biblioteci pentru a face departamentul un centru de cercetare în spectroscopie cu raze X, difracție cu raze X, proprietăți magnetice ale materiei, spectroscopie optică, wireless și teorii de câmp unificate . De asemenea, a publicat împreună cu Meghnad Saha o ecuație de stare pentru gazele reale . De asemenea, a fost decan al Facultății de Științe de la Universitatea Dhaka până în 1945.

Calcutta

Când partiția din India a devenit iminentă (1947), s-a întors la Calcutta (acum cunoscută sub numele de Kolkata) și a predat acolo până în 1956. El a insistat ca fiecare student să-și proiecteze propriile echipamente folosind materiale locale și tehnicieni locali. La pensionare a fost numit profesor emerit . A devenit apoi vicecancelar al Universității Visva-Bharati din Santiniketan . S-a întors la Universitatea din Calcutta pentru a continua cercetările în fizica nucleară și pentru a finaliza lucrările anterioare în chimia organică. În anii următori, a lucrat în cercetări aplicate, cum ar fi extracția heliului în izvoarele termale din Bakreshwar .

Alte domenii

În afară de fizică, a făcut unele cercetări în biotehnologie și literatură ( bengaleză și engleză). A făcut studii aprofundate în chimie , geologie, zoologie , antropologie , inginerie și alte științe. Fiind bengali , a dedicat mult timp promovării bengalezei ca limbă de predare, traducerii lucrărilor științifice în ea și promovării dezvoltării regiunii.

Onoruri

SN Bose cu alți oameni de știință de la Universitatea Calcutta
Bustul lui Satyendra Nath Bose, care este plasat în grădina Muzeului Industrial și Tehnologic Birla .

În 1937, Rabindranath Tagore i-a dedicat singura sa carte despre știință, Visva – Parichay , lui Satyendra Nath Bose. Bose a fost onorat cu titlul de Padma Vibhushan de către guvernul indian în 1954. În 1959, a fost numit profesor național, cea mai înaltă onoare din țară pentru un erudit, funcție pe care a ocupat-o timp de 15 ani. În 1986, Centrul Național pentru Științe de Bază SN Bose a fost înființat printr-un act al Parlamentului, Guvernul Indiei, în Salt Lake, Calcutta.

Bose a devenit consilier al Consiliului de Cercetare Științifică și Industrială de atunci nou format . A fost președintele Societății fizice indiene și a Institutului Național de Științe. A fost ales președinte general al Congresului indian de știință . A fost vicepreședinte și apoi președinte al Institutului Indian de Statistică . În 1958, a devenit membru al Societății Regale . A fost nominalizat ca membru al Rajya Sabha .

Partha Ghose a declarat că

Opera lui Bose a stat la tranziția dintre „vechea teorie cuantică” a lui Planck, Bohr și Einstein și noua mecanică cuantică a lui Schrödinger , Heisenberg , Born , Dirac și alții.

Nominalizare la Premiul Nobel

SN Bose a fost nominalizat de K. Banerji (1956), DS Kothari (1959), SN Bagchi (1962) și AK Dutta (1962) pentru Premiul Nobel pentru fizică, pentru contribuția sa la statisticile lui Bose-Einstein și la teoria unificată a câmpului . De exemplu, Kedareswar Banerjee, șeful Departamentului de Fizică, Universitatea Allahabad, într-o scrisoare din 12 ianuarie 1956 a scris Comitetului Nobel după cum urmează: „(1). El (Bose) a adus contribuții remarcabile la fizică prin dezvoltarea statisticilor cunoscute după numele său ca statistici Bose. În ultimii ani, aceste statistici s-au dovedit a avea o importanță profundă în clasificările particulelor fundamentale și au contribuit imens la dezvoltarea fizicii nucleare. (2). În perioada 1953 până în prezent, el a adus o serie de contribuții extrem de interesante, cu consecințe de anvergură asupra subiectului teoriei câmpului unitar al lui Einstein . ” Munca lui Bose a fost evaluată de un expert al Comitetului Nobel, Oskar Klein , care a văzut munca sa demnă de un Premiu Nobel.

Moştenire

Bose pe o ștampilă a Indiei din 1994

Bosonii , o clasă de particule subatomice elementare din fizica particulelor, au fost numiți de Dirac după Satyendra Nath Bose pentru a comemora contribuțiile sale la știință.

Deși șapte premii Nobel au fost acordate pentru cercetare legate de concepte ale SN Bose Higgs , statisticile Bose-Einstein și condensat Bose-Einstein , Bose însuși nu a primit Premiul Nobel.

În cartea sa The Scientific Edge , fizicianul Jayant Narlikar a observat:

Munca lui SN Bose asupra statisticilor particulelor (c. 1922), care a clarificat comportamentul fotonilor ( particulele de lumină dintr-o incintă) și a deschis ușa către noi idei privind statisticile Microsistemelor care respectă regulile teoriei cuantice, a fost una dintre primele zece realizări ale științei indiene din secolul XX și ar putea fi luate în considerare la clasa Premiului Nobel.

Când lui Bose i s-a pus o dată această întrebare, el a răspuns pur și simplu: „Am toată recunoașterea pe care o merit” - probabil pentru că în tărâmurile științei de care a aparținut, ceea ce este important nu este un Nobel, ci dacă numele cuiva va trăi în discuțiile științifice din deceniile viitoare. Una dintre principalele clădiri academice ale Universității din Rajshahi , clădirea științifică nr. 1 a primit recent numele său.

Lucrări (selecție)

  • Bose (1924), „Plancks Gesetz und Lichtquantenhypothese”, Zeitschrift für Physik (în germană), 26 (1): 178–181, Bibcode : 1924ZPhy ... 26..178B , doi : 10.1007 / BF01327326 , S2CID  186235974.

Note

Referințe

linkuri externe

Birouri academice
Precedat de
Upacharya , Vishwa Bharati
1956–58
urmat de