鲁道夫·皮埃尔（Rudolf Peierls）
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鲁道夫·皮埃尔（Rudolf Peierls）
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 Peierls于1966年
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| 出生 |
Rudolf Ernst Peierls
1907年6月5日 |
| 死了 | 1995年9月19日（88岁） |
| 国籍 | 德语（1907–1940） 英国（1940- 1995年） |
| 母校 |
柏林大学 慕尼黑大学 莱比锡大学 曼彻斯特大学 圣约翰学院，剑桥 |
| 闻名 |
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| 奖项 | 司令 大英帝国 (1946) 自由勋章 (1946) 皇家奖章 (1959) 洛伦兹勋章 (1962) 马克斯·普朗克勋章 (1963) 骑士单身汉 (1968) Enrico Fermi奖 (1980) Matteucci奖章 (1982) 科普利奖牌 (1986) |
| 科学职业 | |
| 字段 | 物理学家 |
| 机构 |
曼彻斯特大学 剑桥大学 伯明翰大学 牛津新学院 华盛顿大学 曼哈顿项目 |
| 论文 | Zur Kinetischen理论在克里斯塔伦（1929） |
| 博士顾问 | Werner Heisenberg |
| 其他学术顾问 | 沃尔夫冈·保利 |
| 博士生 |
弗雷德·霍伊尔（Fred Hoyle） EE Salpeter 杰拉尔德·布朗（Gerald E. Brown） Stuart T. Butler 沃尔特·马歇尔 詹姆斯·兰格（James S. Langer） 约翰·斯图尔特·贝尔 斯坦利·曼德斯坦（Stanley Mandelstam） |
| 其他著名的学生 |
nm屁股 玛乞求 |
鲁道夫·恩斯特·皮埃尔（Rudolf Ernst Peierls）爵士（（ ; 德语： [ˈpaɪɐls] ; 1907年6月5日至1995年9月19日）是一位德国出生的英国物理学家，在英国核武器计划的Tube Alloys以及随后的曼哈顿项目中发挥了重要作用。他1996年的物理学itu告今天将他描述为“核物理爆发戏剧中的主要参与者”。
皮埃尔斯（Peierls）在柏林大学，阿诺德·索默菲尔德（Arnold Sommerfeld）的慕尼黑大学，莱比锡大学（University of Leipzig ）沃尔纳·海森伯格（Werner Heisenberg ）和沃尔夫冈·保利（ Wolfgang Pauli ）的埃德·苏里希（Eth Zurich）学习物理学。 1929年，他从莱比锡收到DPHIL后，成为苏黎世保利的助手。 1932年，他被授予洛克菲勒奖学金，他曾经在恩里科·费米（Enrico Fermi）的领导下在罗马学习，然后在拉尔夫· H·福勒（Ralph H.由于他的犹太背景，他选择在阿道夫·希特勒（Adolf Hitler）在1933年竞复执政后不回家，但留在英国，在那里他与汉斯·贝特（Hans Bethe）一起在曼彻斯特维多利亚大学（Victoria University of Manchester）与汉斯·贝特（Hans Bethe）合作，然后在剑桥的Mond实验室工作。 1937年，伯明翰大学新任命的澳大利亚物理学教授马克·奥利芬特（Mark Oliphant）招募了他在Applied Mathematics的新椅子。
1940年3月，Peierls与Otto Robert Frisch合著了Frisch-Peierls备忘录。这篇简短的论文是第一个提出可以从少量裂变铀235中构造原子弹的。在此之前，人们已经假定这样的炸弹需要大量的铀，因此建造和使用是不切实际的。该论文在激发英国首先对核武器的权力的利益至关重要。他还负责招募他的同胞克劳斯·福克斯（Klaus Fuchs）从事试管合金的工作，因为英国核武器项目被称为核心项目，这导致菲赫斯（Fuchs）于1950年因苏联的间谍而受到怀疑。
战争结束后，皮埃尔斯（Peierls）回到伯明翰大学（University of Birmingham），在那里工作直到1963年，然后是Wykeham物理学教授和牛津大学的新学院院士，直到他于1974年退休。 ，散射，量子场理论，核中的集体运动，运输理论和统计力学，是哈威尔原子能研究所的顾问。他获得了许多奖项，包括1968年的骑士，并写了几本书，包括量子理论， 《自然法则》 （1955年）， 《理论物理学中的惊喜》 （1979年），理论物理学中的更多惊喜（1991）和自传，鸟类，鸟通道（1985）。他曾帮助释放的核武器，他在原子科学家的公报上工作，是英国原子科学家协会主席，并参与了Pugwash运动。
早期生活
鲁道夫·恩斯特·皮埃尔斯（Rudolf Ernst Peierls）出生于柏林郊区的奥伯雪郡（ Oberschöneweide） ，这是来自犹太商人家族的海因里希·皮埃尔斯（Heinrich Peierls）的三个孩子中最小的一个电气工程师。他的父亲是AllgemeineElektrizitäts-Gesellschaft （AEG）的电缆工厂的董事总经理，他的母亲是他父亲的第一任妻子Elisabeth（ NéeWeigert ）。鲁道夫有一个哥哥阿尔弗雷德和一个姐姐安妮。他的母亲于1921年死于霍奇金的淋巴瘤，父亲嫁给了剧作家路德维格·富尔达（Ludwig Fulda）的sister子赫尔曼（Hermann）。这个家庭是犹太人，但被同化，Peierls和他的兄弟姐妹被洗礼为Lutherans 。当他成年时，皮埃尔斯（Peierls）离开了教堂。
Peierls迟到了一年，因为他需要眼镜，而他的父母不相信他不要失去或打破他们。在当地的准备学校工作了两年后，他进入了当地的体育馆洪堡体育馆，在接下来的九年里，他在1925年通过了Abitur考试。建议的物理学。他进入柏林大学，在那里他听了马克斯·普朗克（Max Planck） ，沃尔瑟·博伊（ Walther Bothe）和沃尔特·恩斯特（Walther Nernst）的讲座。同学包括Kurt Hirsch和KäteSperling 。物理实验室课程人满为患，因此鼓励学生参加理论物理课程。 Peierls发现他喜欢这个主题。
1926年，皮埃尔斯（Peierls）决定转移到慕尼黑大学，那里的阿诺德·索默菲尔德（ Arnold Sommerfeld）被认为是理论物理学最伟大的老师。那里的同学包括Hans Bethe ， HermannBrück和William V. Houston 。当时， Werner Heisenberg和Paul Dirac的新量子力学推翻了Bohr-Sommerfeld理论。 1928年，索默菲尔德（Sommerfeld）参加了世界巡回演出。在他的建议下，皮埃尔斯移居莱比锡大学，海森伯格于1927年被任命为主席。
海森伯格（Heisenberg）为佩尔斯（Peierls）设定了一个关于铁磁性的研究项目。众所周知，这是由金属对齐中电子的自旋引起的。但是原因是未知的。海森伯格怀疑这是由保利排除原则引起的量子机械效应引起的。 Peierls无法发展该理论，但是Hall效应的工作更有生产力。无法用金属的经典理论来解释异常的大厅效应，海森堡感觉到有机会证明量子力学可以解释这一点。 Peierls能够做到这一点，从而导致了他的第一篇发表论文。
海森伯格（Heisenberg）于1929年离开美国，中国，日本和印度的演讲，并根据他的建议，皮埃尔斯搬到了苏黎世，在那里他在沃尔夫冈·保利（ Wolfgang Pauli）的领导下学习。保利（Pauli）设定了一个研究水晶晶格中原子振动的问题。 Peierls探索了Umklapp散射的现象并命名。他将这项工作称为他的dphil论文， Zur Kinetischen理论中的Kristallen中的Wärmeleitung （关于晶体中热传导的动力学理论），这是莱比锡大学在1929年接受的。温度非常低，但在开发这些技术以实验确认这些技术之前，再过二十年。
早期事业
Peierls接受了Pauli的提议，以代替Felix Bloch的助手。列夫·兰道（Lev Landau）目前在苏联政府的奖学金中就在那里，皮埃尔斯（Peierls）和兰道（Landau）成为了朋友。他们合作得出了类似于光子的Schrödinger方程的一系列波动方程。不幸的是，它们的方程式虽然复杂，但却是荒谬的。 1930年，皮埃尔斯（Peierls）前往荷兰与汉斯·克莱默斯（Hans Kramers）见面，并去哥本哈根与尼尔斯·鲍尔（Niels Bohr）见面。
1930年8月，Pauli和Peierls参加了在敖德萨的一场物理大会，并遇到了年轻的物理学毕业生Eugenia（Genia）Nikolaievna Kannegiesser，他像Landau一样来自列宁格勒。由于他不会说俄语，而且她不会说德语，所以他们用英语交谈。在随后的Peierls访问列宁格勒的演讲中，他们于1931年3月15日结婚。但是，她不得不等待护照和退出签证。他们终于那个夏天去了苏黎世。他们有四个孩子：加比·艾伦（1933年生），罗纳德·弗兰克（Ronald Frank）（B.1935），凯瑟琳（凯蒂（Kitty）； 1948年）和乔安娜（Joanna）（b .1949）。
Peierls协助Egon Orowan理解了移动脱位所需的力量，而弗兰克·纳巴罗（ Frank Nabarro）将扩大脱位，并称为peierls -nabarro力量。 1929年，他在海森伯格和保利的指导下学习了苏黎世的固态物理。他对量子物理学的早期工作导致了阳性载体的理论，以解释半导体的热导率行为。他是半导体“孔”概念的先驱。尽管布里鲁因的名字目前已贴在这个想法上，并将其应用于声子，但他还是在LéonBrillouin之前建立了“区域”。这样做，他发现了声子和umklapp过程的Boltzmann方程。他提交了有关该主题的论文，以获得他的习惯，并获得了德国大学教书的权利。今天的物理学指出，“他关于金属中电子的许多论文现在已经深入探讨了文献，以至于很难确定他对磁场中电导率的贡献以及固体中电子理论中的孔的概念”。
流放学术
1932年，Peierls被授予洛克菲勒奖学金，以留学为国外，他曾经在恩里科·费米（Enrico Fermi）下在罗马学习，然后在拉尔夫·福勒（Ralph H.在罗马，Peierls完成了两篇关于电子带结构的论文，其中他引入了PEIERLS替代，并在低温下的金属中衍生出了Diamagnetism的一般表达。这提供了对疑问迄今为止神秘特性的解释，在这种特性中，磁磁特性比其他金属更为明显。
由于阿道夫·希特勒（Adolf Hitler）在德国的权力上升，他选择在1933年不回家，而是留在英国。他拒绝了奥托·斯特恩（Otto Stern）在汉堡大学的职位上的提议。他在留在英国的休假后，在曼彻斯特维多利亚大学工作，并从学术援助委员会的资助下工作，该委员会的资助是为了帮助来自德国和其他法西斯国家的学术难民。他的大多数直系亲属也离开了德国。他的兄弟和家人定居在英国，他的姐姐和家人以及他的父亲和继母搬到了美国叔叔西格弗里德（Siegfried）居住的美国。
当詹姆斯·查德威克（James Chadwick）挑战时，Peierls与Bethe与Bethe进行了光电散发和合金的统计力学合作。他们的结果仍然是完整合金中结构相变化的平均场理论的基础。尽管他的大部分工作继续涉及金属的电子理论，但他也研究了迪拉克的洞理论，并在中微子上与伯特共同编写了一篇论文。曼彻斯特大学授予他D.Sc.程度。回到剑桥，他与戴维·肖恩伯格（David Shoenberg）在蒙德实验室（Mond Laboratory）一起工作，从事超导性和液态氦气。为了允许他按照规则，剑桥圣约翰学院授予他授予硕士学位。
1936年，马克·奥利芬特（Mark Oliphant）被任命为伯明翰大学物理学教授，他与Peierls有关他在那里创建的应用数学的新椅子与Peierls联系。 （应用数学是今天所谓的理论物理学。）尽管哈里·梅西（Harrie Massey）和哈里·琼斯（Harry Jones）竞争，佩尔斯（Peierls）也获得了这份工作。任命最后给Peierls一个安全的永久职位。他的学生包括来自印度的学生Fred Hoyle和Pl Kapur。他使用Kapur得出了Gregory Breit和Eugene Wigner最初在扰动理论中最初给出的核反应的分散公式，但现在包括推广条件。现在，这被称为Kapur -Peierls衍生。它仍然使用，但是在1947年，Wigner和Leonard Eisenbud开发了一种更广泛的替代方法。 1938年，Peierls访问了哥本哈根，在那里他与Bohr和George Placzek合作就报纸上了有关Bohr – Peierls -Placzek关系的论文。第二次世界大战之前爆发了它。但是草稿发表了置评，并成为有史以来最引人注目的未发表论文之一。
第二次世界大战
Frisch – Peierls备忘录
1939年9月第二次世界大战爆发后，Peierls开始与来自德国的难民奥托·罗伯特·弗里施（Otto Robert Frisch）进行核武器研究。具有讽刺意味的是，他们被排除在伯明翰大学的雷达上的工作之外，因为它对敌方外星人的科学家来说太秘密了。皮埃尔斯（Peierls）于1940年3月27日被归为英国主题。他渴望参加反对法西斯主义和军事主义的斗争，但唯一一个接受他的组织是辅助消防局。他接受了多伦多大学的提议，送他的两个孩子与加拿大的一个家庭住在一起。
1940年2月和3月，Peierls和Frisch合著了Peierls键入的Frisch-Peierls备忘录。这篇简短的论文是第一个确定可以从少量裂变铀235中产生原子弹的。根据手头的信息，他们计算出需要少于1公斤的信息。临界质量的真实数字约为四倍。但是在那之前，人们已经假定这样的炸弹需要大量的铀，因此建造和使用是不切实际的。他们继续估计爆炸的大小及其身体，军事和政治影响。
弗里施 - 皮埃尔斯备忘录在激发了第一英国人的利益，后来是美国当局对原子武器的兴趣。 1941年，它的发现通过莫德委员会的报告进入了美国，这是曼哈顿项目的建立和随后的原子弹发展的重要触发。借助Frisch-Peierls备忘录和Maud委员会的报告，英美科学家能够开始思考如何制造炸弹，而不是可能。
作为敌方外星人，弗里施（Frisch）和佩尔斯（Peierls）最初被排除在莫德委员会之外，但很快就认可了这种情况，并成为其技术小组委员会的成员。这并不意味着他们被清除了雷达工作。当奥利芬特（Oliphant）为他的秘书提供服务，可在1940年9月为莫德委员会（Maud Commistion）签署Peierl和Frisch的论文时，不允许他们进入她工作的Nuffield大楼，因此Peierls将其提交给dictaphone of wax calinders。弗里施（Frisch）和皮尔斯（Peierls）起初认为，最好通过热扩散实现铀富集，但是随着这种方法的困难变得越来越明显，它们转向了气态扩散，从德国带来了一个来自德国的难民，弗朗兹·西蒙（Franz Simon ）作为受试者的专家。皮埃尔（Peierls）还于1941年5月从德国克劳斯·福克斯（Klaus Fuchs）招募了另一个来自德国的难民。
曼哈顿项目
由于莫德委员会的调查结果，创建了一个名为Tube Alloys的新局，以协调核武器开发工作。理事会主席约翰·安德森爵士（John Anderson）成为了部长，而帝国化学工业（ICI）的华莱士·阿克斯（Wallace Akers）被任命为管合金主任。 Peierls，Chadwick和Simon被任命为其技术委员会，该委员会由Akers主持。 1941年11月的第一次会议由两名美国游客Harold Urey和George B. Pegram参加。当年晚些时候，Peierls飞往美国，在那里他参观了纽约的Urey和Fermi，芝加哥的Arthur H. Compton ，伯克利的Robert Oppenheimer和弗吉尼亚州夏洛茨维尔的Jesse Beams 。当乔治·凯斯蒂亚科夫斯基（George Kistiakowsky）争辩说，核武器几乎不会造成伤害，因为大部分能量将花费在空气中加热空气，Peierls，Fuchs， Geoffrey Taylor和JG Kynch，以解决流体动力学来进行辩护。
1943年8月19日，魁北克协议的签署将管合金与曼哈顿项目合并。阿克斯（Akers）已经启发了伦敦，指示查德威克（Chadwick），皮埃尔斯（Peierls），奥利芬特（Oliphant）和西蒙（Simon）应该立即离开北美加入英国向曼哈顿项目的任务，他们到达了协议签署的那一天。 Simon和Peierl附属于Kellex Corporation ，该公司参与了K-25项目，设计和建造了美国气体扩散厂。当Kellex位于Woolworth大楼时，Peierls，Simon和Nicholas Kurti在华尔街的英国供应任务中设有办事处。托尼·斯凯尔姆（Tony Skyrme）和弗兰克·科尔顿（Frank Kearton）于1944年3月到达那里。库尔蒂（Kurti）于1944年4月返回英国，并于9月回到了科尔顿（Kearton）。 Peierls于1944年2月搬到Los Alamos实验室。 Skyrme在7月和八月的Fuchs紧随其后。
在洛斯阿拉莫斯（Los Alamos），英国任务已完全纳入实验室，英国科学家在其大多数部门工作，仅被排除在pl plutonium Chemistry和Metallurgy之外。当奥本海默任命贝斯为实验室享有声望的理论（T）师的负责人时，他冒犯了被授予自己团队的爱德华·泰勒（Edward Teller），负责调查泰勒的“超级”炸弹。然后，奥本海默（Oppenheimer）写信给小曼哈顿项目主任，小准将莱斯利·格罗夫斯（Leslie R.皮埃尔斯（Peierls）于1944年2月8日从纽约抵达，随后接替查德威克（Chadwick）担任洛斯阿拉莫斯（Los Alamos）的英国任务负责人。
Peierls也成为T-1（内爆）组的领导者，因此负责设计中内爆型核武器中使用的爆炸镜头，以将爆炸聚焦到球形形状上。他定期向华盛顿特区的英国曼哈顿项目的主管查德威克（Chadwick）发送了报告。当格罗夫斯（Groves）发现时，他也要求皮埃尔（Peierls）向他发送报告。皮埃尔斯（Peierls）是1945年7月16日参加三位一体核试验的人之一。他于1946年1月返回英国。对于他为核武器项目的服务，他被任命为1946年新年大英帝国勋章的指挥官荣誉，并于1946年被银棕榈授予美国自由勋章。
间谍
Peierls负责将Fuchs招募到英国项目，这一行动是为了使Peierls受到怀疑，当时Fuchs在1950年被暴露为苏维埃间谍。1999年，观众在发表了Peierls家人的愤怒中发表了一篇文章的愤怒。记者尼古拉斯·法雷尔（Nicholas Farrell）声称皮埃尔斯（Peierls）是苏联的间谍。这篇文章是基于情报历史学家奈杰尔·韦斯特（Nigel West）提供的信息，后者将Peierls确定为Venona Intercepts中的间谍“ Fogel”和后来的“ Pers”，他的妻子Genia和他的妻子Genia是Spy代码为“ Tina”。但是，蒂娜（Tina）与基因（Genia）的联系并不符合蒂娜（Tina）所知，她在1999年被揭示为梅利塔·诺伍德（Melita Norwood） 。 。
战后情报机构怀疑Peierls有充分的理由。他不仅招募了福克斯（Fuchs），并担任招聘和安全事务的“赞助商”，而且还向当局敦促福克斯（Fuchs）得到充分的安全许可，而他无法为Peierls提供帮助。 Fuchs与Peierls家族住了一段时间。皮埃尔（Peierls）和他的兄弟一样有俄罗斯妻子，他在第二次世界大战之前和之后与苏联的同事保持着密切的联系。
虽然不是福克斯（Fuchs）这样的共产党，但众所周知，皮埃尔（Peierls）具有左翼政治观点，并且有同样观点的同事。他被拒绝签证访问美国参加1951年在芝加哥参加核物理会议的签证。第二年批准了类似的要求，但在1957年，美国人对他表示担忧，表明他们不愿与与该信息共享信息。哈威尔（Harwell）的原子能研究机构仍然是顾问。
战后
战争结束后，物理学家需求，Peierls收到了几所大学的报价。他认真考虑了威廉·劳伦斯·布拉格（William Lawrence Bragg）在剑桥的提议，但决定返回伯明翰。他从事核力量，散射，量子场理论，核中的集体运动，运输理论和统计力学。 Peierls在很大程度上将固态物理学抛在了后面，1953年，他开始将有关该主题的讲座收集到一本书中。他指出，重新考虑金属晶体中的原子的排列方式，他指出了不稳定。这被称为Peierls过渡。
Peierls通过吸引高质量的研究人员在伯明翰建立了物理系。其中包括Gerald E. Brown ， Max Krook ， Tony Skyrme ， Dick Dalitz ， Freeman Dyson ， Luigi Arialdo Radicati Di Brozolo ， Stuart Butler，Stuart Butler ， Walter Marshal ， Stanley Mandelstam和Elliott H. Lieb 。创建了数学物理学的本科学校。 Peierls发表了关于量子力学的讲座，这是战前伯明翰教授的主题。
1946年，Peierls成为Harwell Atomic Energy Research机构的顾问。在福克斯（Fuchs）在1950年被解雇为理论物理部门的负责人之后，莫里斯·普赖斯（Maurice Pryce）以兼职的身份行事，但是当他在休假一年去美国时，佩尔斯（ Peierls）取代了他的位置。该位置终于被布莱恩·弗洛斯（Brian Flowers）永久填补。皮埃尔斯（Peierls）于1957年从哈威尔（Harwell）辞职，因为他认为，应美国人的要求缺乏安全审查的开放性，他认为这表明高级职员对他缺乏信任。但是他在1960年被邀请重新加入，并于1963年担任顾问30年。
Peierls于1963年成为牛津大学的Wykeham物理学教授。他一直留在那里直到1974年退休。他写了几本书，包括《量子理论》 （1955年）， 《大自然法律》 （1955年）， 《理论物理学的惊喜》（理论物理学（ 1979年）， 《理论物理学》 （1991年）和自传《鸟类的鸟》 （1985）。与他释放的核武器有关，他在原子科学家的公告上工作，是英国原子科学家协会主席，并参与了Pugwash运动，并冻结了现在被称为Saferworld 。
Genia于1986年10月26日去世。尽管他的视力恶化，但Peierls仍然活跃。 1994年，他遭受了包括心脏，肾脏和肺部问题在内的健康问题的结合，并将自己搬到了牛津郡Farmoor附近的疗养院Oakenholt。他喜欢在计算机屏幕上阅读扩大脚本的科学论文。在1995年，他的健康继续下降，他需要在丘吉尔医院定期肾脏透析会议，在那里他于1995年9月19日去世。
荣誉
皮埃尔斯（Peierls）在1968年的生日荣誉中被封为爵士。他于1952年获得卢瑟福纪念奖章，1959年的皇家奖牌，1962年的洛伦兹奖章，1963年的Max Planck奖章，1968年的Guthrie奖牌和奖项，1982年的Matteucci奖章以及Enrico Fermi奖。 1980年，美国政府对原子能科学的杰出贡献。
1986年，他被授予科普利奖牌，并发表了卢瑟福纪念演讲，并于1991年获得了迪拉克奖牌和奖项。 2004年10月2日，该建筑物在牛津大学举行了理论物理学的分区，被正式命名为鲁道夫·皮埃尔斯爵士理论物理中心。