カール・エッカート

カール・エッカート
生まれる	1902年5月4日 米国ミズーリ州セントルイス
死亡	1973年10月23日 カリフォルニア州ラホヤ
母校	セントルイス・ワシントン大学（BS、MS） プリンストン（PhD）
知られている	ウィグナー・エッカートの定理 エッカート・ヤングの定理 エッカートの条件 エッカートのストリーミング
受賞歴	米国科学アカデミー グッゲンハイムフェローに選出 アレクサンダーアガシーメダル 1966年 ウィリアムボウイメダル 1972年
科学者としてのキャリア
フィールド	物理学 物理 海洋学 地球物理学
機関	シカゴ大学 UCSD

カール・ヘンリー・エッカート（1902年5月4日 - 1973年10月23日）は、アメリカの物理学者、海洋物理学者、地球物理学者、行政官。ウィグナー・エッカートの定理の共同開発者であり、量子力学におけるエッカート条件^[1] 、線型代数におけるエッカート・ヤングの定理^[2]、非平衡熱力学と連続体力学に関する研究（相対論的扱いを含む）^{[3] [4] [5] [6]でも知られている。}

エッカートはミズーリ州セントルイスの保守的なドイツ系家庭に一人っ子として生まれた。 ^{[7]彼は1919年に}セントルイスのワシントン大学に入学し、工学を専攻して学士号と修士号を取得した。しかし、物理学の教授で後に学長となったアーサー・ホリー・コンプトンの影響で、エッカートはプリンストン大学で物理学の勉強を続けることになり、1923年にエジソンランプワークス研究フェローシップでプリンストン大学に入学した。エッカートは1925年に博士号を取得した。^{[8] [9] [10]}

大学院在学中、エッカートはアーサー・コンプトンの弟であるカール・コンプトン^[11]と低電圧アーク、特に低電圧場に対する電子の拡散で生じる振動現象に関する論文を共著した。1925年から1927年にかけてカリフォルニア工科大学（Caltech）で国立研究評議会フェローシップとして博士号を取得した後も、この研究を続けた^。[8] ゲッティンゲン大学理論物理学研究所所長であり、ヴェルナー・ハイゼンベルク^[12]とともに量子力学の行列力学定式化を共同開発したマックス・ボルンは、 1925年の冬にCaltechを訪れ、自身の研究について講義した。ボルンの講義がエッカートに、量子力学の一般的な作用素形式論の可能性を調査するきっかけを与えた。1926年初頭まで研究を続け、エッカートはその形式論を発展させた。エルヴィン・シュレーディンガーによる量子力学の波動力学定式化に関する4編の論文^{[14] [15] [16]の最初の論文[13]}が1月に発表されると、エッカートはすぐに量子力学の行列定式化と波動定式化が同等であることに気づき、その論文^[17]を米国科学アカデミー紀要に投稿した。しかし、その論文が伝達されたのは1926年5月31日で、シュレーディンガーの同等性に関する論文^[18]が受理されたのは1926年3月18日であり、その認識の功績はシュレーディンガーに帰せられることとなった。^[8] 1927年、エッカートはグッゲンハイムフェローシップを獲得し、ミュンヘンのルートヴィヒマクシミリアン大学でアルノルドゾンマーフェルトのもとでポスドク研究と研究を行った。同大学は量子力学の発展における3つの主要センターの1つであり、他の2つはボルンのゲッティンゲン、ニールスボーアのコペンハーゲン大学である。エッカートと同時期にミュンヘンにいたのは、ルドルフパイエルスと、エドウィンC.ケンブルとウィリアムV.ヒューストンの2人のグッゲンハイムフェローであった。^{[19] [20]ミュンヘンでは、エッカートは}シュレーディンガー方程式 を用いた単純な振動子の量子力学的挙動と、量子力学の行列定式化に関連する作用素計算に取り組んだ。彼はまた、フェルミ統計を用いた電子理論と金属の伝導性にもその研究を応用し、論文を共著した。^[21]ゾンマーフェルトとウィリアム・V・ヒューストンとこの件について議論した。^[8]

1928年に米国に戻ったエッカートは、シカゴ大学物理学部の助教授に任命され、そこでさらに14年間量子力学の研究を続けた。特筆すべきは、1926年にゾンマーフェルトのもとで博士号を取得したヘルムート・ヘンルとの共著論文である。この論文は量子力学の基礎について、単原子系の量子力学における群論の役割と、ヴェルナー・ハイゼンベルクとオイゲン・ウィグナーの原子核理論の比較を扱っていた。この時期に、エッカートはウィグナー-エッカートの定理の定式化を発展させた。これは、シュレーディンガー方程式に適用される対称変換群と、エネルギー、運動量、角運動量保存の法則との関係を示すものである。この定理は、分光学において特に有用である。エッカートは、 FCホイトとともに、量子力学の物理的原理に関するハイゼンベルクの本を翻訳した^[22] 。 1934年から1935年の学年度中、エッカートはニュージャージー州の高等研究所で休暇を取り、1952年から1953年、1960年から1961年の学年度にも同様の休暇を取った。^{[8] [9]この期間中、彼は}ゲイル・ヤングとともに、与えられた行列をより低い階数の行列で最小二乗近似する問題を解くエッカート・ヤングの定理の証明を発表した。

1938年12月、ドイツでオットー・ハーンとフリッツ・シュトラスマンがウランの核分裂を示唆する実験を行った。彼らはその結果を、同年初めにドイツから逃亡していた元同僚のリーゼ・マイトナーに伝えた。1939年1月、マイトナーと甥のオットー・フリッシュは、実験結果をウランの核分裂であると正しく解釈した。この発見のニュースは急速に広まった。核分裂に基づく原子兵器の製造の可能性とヨーロッパにおける戦争の脅威により、レオ・シラードなど多くの人々は、ドイツが原子兵器を開発するのではないかと不安を抱いた。アルベルト・アインシュタインとの2回の会談、1回目はシラード、ユージン・ウィグナーとの会談、2回目はシラード、エドワード・テラーとの会談の結果、アインシュタインは8月にフランクリン・デラノ・ルーズベルト大統領（FDR）に宛てたアインシュタイン・シラード書簡に署名した。 9月にヨーロッパで第二次世界大戦が勃発した。この手紙は経済学者で銀行家のアレクサンダー・サックスによって10月にフランクリン・ルーズベルト大統領に届けられた。この手紙を受けて、その月にウラン委員会が結成された。委員会はテーマごとに小委員会に分かれて組織された。エンリコ・フェルミが委員長を務める理論的側面小委員会はシカゴ大学にあり、エッカートも委員の一人だった。^[23] しかし、1941年にエッカートは反原爆感情を理由に委員会を脱退した。^{[8] [9]}また、この時期に注目すべきものとしては、不可逆過程の熱力学に関する論文がある。

1941年12月にアメリカが第二次世界大戦に参戦すると、科学界が戦争に参加する動機が高まった。枢軸国の潜水艦は連合国の船舶に多大な損害を与えており、大学の科学者は潜水艦の光学的および音響的探知に関してアメリカ海軍から相談を受けていた。カリフォルニア大学新設の戦争研究部門のBO・クヌーセン部長と彼の助手LP・デルサッソはエッカートに助けを求めた。エッカート（准教授）はシカゴ大学を休職してこの問題に取り組み、カリフォルニアでの31年間の滞在が始まった。1942年から彼は戦争研究部門の副部長となり、最終的には部長となり、1946年までその地位にあった。^{[8] [9]}

1946年、エッカートはシカゴ大学の職を正式に辞し、カリフォルニア大学サンディエゴ校（UCSD）のスクリップス海洋研究所の地球物理学教授となり、1971年までその職を務めた。1946年には、カリフォルニア大学海洋物理学研究所（MPL）の初代所長にもなった。MPLは、学術界と海軍界に共通の関心事である地球物理学の研究を行うため、エッカート、ロジャー・レヴェル、ローソン・ベネット提督によって設立された。1948年、MPLはスクリップス海洋研究所の不可欠な部分となり、エッカートは1950年までスクリップスの4代目所長を務めた。エッカートは、理論的な流体力学演習を水の実際の物理的特性に結び付けることによって地球物理学に貢献した。その後の数十年間、彼は海洋と大気の熱層構造、海中の音の伝達、乱流、大気と海の相互作用、表面波と内部波の発生と構造について研究を行い、本を執筆した。^{[8] [9]}

第二次世界大戦後、エッカートは水中探知に関する自身の研究と他の人々の研究を収集し、1946年に「水中音の原理と応用」と題する機密文書として出版した。この本は1954年に機密解除され、1968年に再版された。これは標準的な参考文献である。^[8]

1957年から1959年にかけて、エッカートはジョンズ・ホプキンス大学応用物理学研究所の応用数学と力学に関するシリーズの編集諮問委員会のメンバーであった。1959年から1970年にかけて、彼はジェネラル・ダイナミクス社やランド・コーポレーションなどの民間企業のコンサルタントも務めた。^[9]

1965年から1967年まで、エッカートはUCSDの学務担当副学長を務めた。その後、1967年から1968年までカリフォルニア大学で防衛分析研究所の代理代表を務めた。同研究所は12の大学で構成され、国防総省への研究と助言の独立した情報源として機能していた。^[9]

エッカートは数学者ジョン・フォン・ノイマンのいくつかの著作の死後の出版に貢献した。^[9]

エッカートは1926年にエディス・ルイーズ（旧姓フレイジー）と結婚したが、1948年に離婚した。1958年に数学者ジョン・フォン・ノイマンの未亡人であるクララ・ダン・フォン・ノイマンと結婚したが、クララは1963年に溺死事故で亡くなり、公式には自殺と判定された。^{[8] [9]}エッカート自身はカリフォルニア州ラホヤで亡くなった。

• 1948年 –ハリー・トルーマン大統領の署名入り功労証書
• 1952年 –米国科学アカデミー会員に選出
• 1966年 -海洋学への貢献により米国科学アカデミーよりアレクサンダー・アガシーメダルを受賞。
• 1972年 -基礎地球物理学への多大な貢献により、アメリカ地球物理学連合よりウィリアム・ボウイ賞を受賞。

• ヴェルナー・ハイゼンベルク、カール・エッカートとFCホイト訳『量子論の物理的原理』（ドーバー、1930年）
• カール・エッカート他「水中音響の原理と応用」（NRDC、1946年）。もともとは機密文書で、 1946年にワシントンDCの第6部NDRC第7巻の要約技術報告書として出版された。1954年9月7日に機密解除され配布された。1968年にワシントンDCの海軍本部海軍資材司令部によって再版され再配布された。^{[8] [24]}
• カール・エッカート『海洋と大気の流体力学』（ペルガモン出版、1960年）^[25]

• エッカート、カール (1926)。「シュレーディンガー理論とランチョス理論の組み合わせによる単純振動子の問題の解決」。米国科学アカデミー紀要。12 (7): 473–476。doi : 10.1073  / pnas.12.7.473。ISSN 0027-8424。PMC  1084628。PMID 16587109。 
• エッカート、カール(1926-10-01)。「演算子計算と量子力学の方程式の解法」。フィジカルレビュー。28 (4): 711–726。doi :10.1103/PhysRev.28.711。ISSN 0031-899X  。
• カール・エッカート (1928)。 「グルント・デア・フェルミシェン統計の金属に対する電子理論、ヴォルタ効果の監視」。Zeitschrift für Physik (ドイツ語)。47 (1-2): 38-42。土井：10.1007/BF01391054。ISSN  1434-6001。
• エッカート、カール (1930-07-01)。「単原子システムの量子力学への群論の応用」。現代物理学レビュー。2 (3): 305–380。doi :10.1103/RevModPhys.2.305。ISSN 0034-6861  。
• エッカート、カール(1935-04-01)。「回転軸と多原子分子に関するいくつかの研究」。フィジカルレビュー。47 (7): 552–558。doi :10.1103/PhysRev.47.552。ISSN 0031-899X  。
• エッカート、カール (1948-04-01)。「 1次元波動方程式の近似解」。現代物理学レビュー。20 (2): 399–417。doi :10.1103/RevModPhys.20.399。ISSN 0034-6861  。
• エッカート、カール (1940)。「不可逆過程の熱力学。I. 単純流体」。Physical Review。58 ( 3): 267–269。doi :10.1103/PhysRev.58.267 。
• エッカート、カール (1940)。「不可逆過程の熱力学。II. 流体混合物」。Physical Review。58 ( 3 ): 269–275。doi :10.1103/PhysRev.58.269 。
• エッカート、カール (1940)。「不可逆過程の熱力学。III .単純流体の相対論的理論」。Physical Review。58 ( 10): 919–924。doi :10.1103/PhysRev.58.919。

• エッカートハミルトニアン

Wikiquote にカール・エッカートに関する引用があります。

• アーノルド・ゾンマーフェルト「私の教師としての思い出」アメリカ物理学誌 17（5）315-316（1949）

Wikiquote にカール・エッカートに関する引用があります。

• 1962 年 5 月 31 日のカール エッカートとの口述歴史インタビュー記録、アメリカ物理学会、ニールス ボーア図書館およびアーカイブ
• 米国科学アカデミー伝記