アルフレッド・ランデ(1888年12月13日- 1976年10月30日)は、量子論への貢献で知られるドイツ系アメリカ人の物理学者であった。[ 1 ]彼はランデのg因子とゼーマン効果の説明の 提唱者である。
アルフレッド・ランデは、1888年12月13日にドイツのラインラント地方エルバーフェルト(現在はドイツのヴッパータール市の一部)で生まれた。
1913年、ランデはミュンヘン大学で論文指導教官を務めていたアルノルト・ゾンマーフェルトによって、ゲッティンゲン大学のダフィット・ヒルベルトの物理学特別助手として派遣された。ゾンマーフェルトは1912年にポール・ペーター・エヴァルトを同じ職に派遣していた。[ 2 ]そこでランデはマックス・ボルンとも親しくなった。物理学では、ボーアの原子模型の時代だった。ゲッティンゲンの科学界のリーダーには、ヒルベルト、エドムント・ランダウ、カール・ルンゲ、ルートヴィヒ・プラントル(著名な空気力学理論家)など、ランデが後に交流することになる多くの偉大な人物がいた。また、ニールス・ボーアとヘンドリック・ローレンツも頻繁にゲッティンゲンを訪れた。
ランデは第一次世界大戦勃発の2週間前にミュンヘン大学でゾンマーフェルトの下で博士号[ 3 ]を取得した。彼は赤十字に入隊し、東部戦線で2年間従軍した後、マックス・ボルンに招かれて、陸軍の数少ない科学部門の1つである砲兵試験委員会に加わった。彼らは音波測距による砲の位置特定に関する研究の他に、結晶の凝集力と圧縮性の研究を始めた。この研究により、原子内の電子の軌道は、当時原子内の電子について一般的に理解されていた惑星の軌道とは全く似ていないという予期せぬ結果が得られた。
ランデはその後7年間、原子構造の研究に没頭した。1916年、ゾンマーフェルトは新しい原子理論を応用して一般的な量子化規則を導き出す研究を始めた。ランデによる立方体および四面体電子軌道(「立方体原子」)に関する研究は、ゾンマーフェルト、ピーター・デバイ、ボーアにとって大きな関心事となった。
1919年、ランデは、原子の空間的配向の研究の継続が当時の最も差し迫った問題であったにもかかわらず、意外にも分光法に目を向けた。彼は複数の電子を持つ原子の問題、特に最も単純なケースであるヘリウムのスペクトルに着目した。ヘリウムの分光法はフリードリヒ・パッシェンによって実験的に調べられていたが、理論的な解釈は存在しなかった。スペクトルには、結合しない単一項と二重項(実際には後に判明したように三重項)が見られ、ヘリウムが2つの異なる物質でできているように見えた(これは今日では電子スピンの結果として説明されている)。
ランデの研究には、2つの量子力学的角運動量J1とJ2のベクトル加算の法則など、いくつかの重要な新しいアイデアが含まれていた。彼の発見と仮説は、後に量子論によって確認された。
ランデのフランクフルトでの研究(1920年12月から1921年4月まで)は、有名なランデのg公式の発見と異常ゼーマン効果の説明で終わった。ランデのg因子は現在、磁気量子数mJによって定義されている。
1923年、ランデは電子のスピンと軌道角運動量の関係に関する規則であるランデ間隔規則を提唱した。 [ 4 ]
1925年当時、ラルフ・クローニヒは、ジョージ・ウーレンベックとサミュエル・グーズミットよりも数ヶ月前に電子スピンの概念を発表しており、ランデの助手として働いていた。
1929年後半、ランデはコロンバスのオハイオ州立大学に招かれ、一連の講義を行った。オハイオ州コロンバスに2度目の滞在(1930~1931年)をした後、彼は米国に定住することを決めた。ランデは量子論の新しい解釈の段階の先駆者であり、そこから実験的に検証可能な事実に関する具体的な物理的記述を行うことができる。これは、ニールス・ボーア、ヴェルナー・ハイゼンベルク、ヴォルフガング・パウリがコペンハーゲン解釈を支持し、エルヴィン・シュレーディンガー、ルイ・ド・ブロイ、そして特にアルベルト・アインシュタインが様々な程度で反対した、よく知られた議論による理論解釈の最初の段階の後に起こった。量子力学は当時、調査され、証明または反証されるべき多くの新しい予測を提供していた。新しい技術的方法による個々の量子システム、個々の原子、電子、光子に関する新しい実験への新たな関心が表れた。
しかし、1950 年以降 (そしてその後も生涯を通じて)、ランデは量子論のコペンハーゲン解釈に精力的に反対し、アインシュタインと同様に、物理過程の客観的に実在する記述を要求した。この変化は、波動粒子二重性が量子過程の不必要な誤表現であるというランデの認識によってもたらされたものであり、彼は代わりに、波動への二重性参照なしに、新しいユニタリー粒子定式化を開発することによってそれを説明した。[ 5 ]ランデは、対称性と不変性の非量子原理に基づいて新しい定式化を構築し、空間周期構造との運動量交換の量子化にはデュアンの規則[ 6 ]を、量子過程の本質的に確率的な性質を説明するにはライプニッツの因果連続性の原理[ 7 ]を用いた。ランデの解釈は、量子力学の少数派の解釈とみなされている。
ランデは1976年10月30日、オハイオ州コロンバスで死去した。