ラルフ・クロニグ

ラルフ・クロニグ
ラルフ・デ・レール・クローニッヒ (1904–1995)
生まれる	1904年3月10日 ( 1904-03-10 ) ドレスデン、ザクセン州
死亡	1995年11月16日（享年91歳） ( 1995-11-17 ) ザイスト、オランダ
国籍	ドイツ語
市民権	アメリカ ドイツ
母校	コロンビア大学
知られている	粒子スピンの発見 クローニッヒ構造 クローニッヒ・ペニー模型 コスター・クローニッヒ転移 クラマース・クローニッヒ関係
受賞歴	マックス・プランク・メダル（1962年）
科学者としてのキャリア
機関	コロンビア大学 デルフト工科大学
博士課程の指導教員	アルバート・ポッター・ウィルズ
その他の学術アドバイザー	ヴォルフガング・パウリ

ラルフ・クローニッヒ（1904年3月10日 - 1995年11月16日）はドイツの物理学者。粒子スピンの発見とX線吸収分光法の理論で知られる。彼の理論にはクローニッヒ・ペニーモデル、コスター・クローニッヒ転移、クラマース・クローニッヒ関係などがある。

ラルフ・クローニグ（後のラルフ・デ・ラーアー・クローニグ）は、1904年3月10日、ドイツのドレスデンでドイツ人^[1]の両親（ハロルド・テオドール・クローニグ、アウグスタ・デ・ラーアー）のもとに生まれました。 1995年11月16日、ザイストにて91歳で亡くなりました。クローニグはドレスデンで小学校と高校教育を受け、ニューヨーク市のコロンビア大学で学び、1925年に博士号を取得し、その後講師（1925年）、助教授（1927年）となりました。

クローニグはキャリアの初期に、1924年にアメリカを訪問していたときに、若い物理学者ラルフ・クローニグにヨーロッパを再訪するよう助言したパウル・エーレンフェストと出会った。クローニグは1924年後半にヨーロッパ大陸に向かい、ドイツとコペンハーゲンの理論物理学研究の重要な中心地を訪問した。それは量子力学の発展が大きく拡大した時期であり、その発展はヨーロッパで起こっていた。クローニグは、20世紀の理論物理学の栄光の時代に若く優秀な物理学者でいられるという幸運に恵まれ、エーレンフェスト、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、ハンス・クラマースといったその時代を代表する偉大な物理学者の中で生活し、働くことができた。

1925年1月、まだコロンビア大学の博士課程の学生だったクローニグは、テュービンゲンでパウリの話を聞いた後、初めて電子スピンを提唱した。ハイゼンベルクとパウリはすぐにその考えを嫌った。彼らは量子力学から考えられるすべての動作を排除したばかりだった。クローニグは、電子を空間で回転させるという提案をしていた。特にパウリはスピンの考えを嘲笑し、「確かに非常に巧妙だが、もちろん現実とは何の関係もない」と言った。このような批判に直面して、クローニグは自分の理論を発表しないことに決め、電子スピンの考えは他の人に功績が与えられるまで待たなければならなかった。^{[2]ラルフ・クローニグは、}ジョージ・ウーレンベックとサミュエル・グードシュミットより数か月前に電子スピンの考えを思いついていた。ほとんどの教科書では、この2人のオランダ人物理学者がこの発見をしたとされている。ラルフ・クローニグは、この出来事についてパウリに恨みを抱くことはなかった。実際、クローニグとパウリはその後何年も友人であり続けた。彼らは手紙を通じて物理学の多くのアイデアを交換した。しかし、2 つの電子が同じ軌道に存在できることを示す論文 (W. Pauli、「原子内の電子群の完成とスペクトルの複雑な構造とのつながりについて」、Z. Physik 31、765 ページ以降、1925 年) をパウリが発表する前に、クローニグがパウリに電子スピンについて伝えていたことは歴史的事実である。数か月後、ウーレンベックとハウドシュミットが粒子スピンを思いついたとき、それはパウリの論文を検証したように思われた。クローニグはイシドール・アイザック・ラビとともに、剛体対称トップに対するシュレーディンガー方程式の最初の解 (1927 年) を与えた。

量子力学の発展にあたり、ヴェルナー ハイゼンベルクは理論の重要なアイデアにクローニグを関与させた。1925 年 5 月初旬、ハイゼンベルクは、コペンハーゲンで多電子原子のスペクトル理論について協力していたラルフ クローニグに 3 通の手紙を書いた。5 月 5 日付の 2 通目の手紙で、ハイゼンベルクは、彼の行列力学への移行を表す詳細な方程式をいくつか記した。

1927年、クローニグはヨーロッパに永久に戻り、コペンハーゲン、ロンドン、チューリッヒ（チューリッヒでは1年間パウリの助手を勤めた）など、さまざまな著名な研究センターで働いた。1930年頃、オランダに定住し、最初はユトレヒト、次にフローニンゲンで、最初はディルク・コスターの助手として、1931年からは助教授として、1939年からはデルフト工科大学の教授となり、1969年に退職するまで在籍した。1959年から1962年の間、同大学の学長を務めた。その頃までに、彼は当時の主要人物と文通し、量子力学とその応用、特に分子と分子スペクトルの物理学に興味深い貢献をした著名な理論家として国際的に認められており、当時この分野の専門家であった。1962年、ラルフ・クローニグにマックス・プランク賞が授与された。

クローニグは1946年にオランダ王立芸術科学アカデミーの会員に選出され、1969年には外国人会員となった。^[3]

ラルフ・クローニグの膨大な書簡の中には、20 世紀の偉大な物理学者たちとの間で交わされた手紙が数多く含まれており、それらは後世に残されるべきものであり、クローニグ自身もその多くを書籍として出版しています。

クローニグはパウリに対する深い敬意を示し、ある手紙の中で、パウリと、彼の研究の範囲を考えるとパウリが実際に発表した出版物の数の少なさについて次のように述べています（ドイツ語から翻訳）。

...しかし、パウリの著作には、パウリの異常に批判的な態度からして当然のことながら、彼が実際に行った研究のほんの一部しか含まれていない。パウリは論文の中で完成した成果について簡単に述べているが、それに至る長くてしばしば骨の折れる道のりや、不完全な試みについては触れていない。彼の研究の一部は、彼が広​​範囲に交わした手紙の中で満足のいく形でのみ伝えられている。

シュトゥム・フォン・ボルドヴェーア（1989）は、クローニグの生涯と業績を詳細に記述しており、彼の名前がどのようにしてラルフ・デ・ラール・クローニグに変更されたかについても述べています。

ラルフ・クローニグ (1931、1932) は、現代の解釈の基本概念のいくつかを含む、X 線吸収微細構造の最初の理論を発表しました。クローニグ-ペニー モデル(1931) は、結晶の 1 次元モデルであり、結晶内の電子が原子の拡張線形配列からの散乱によって許容帯と禁制帯に分散される様子を示しています。彼の最初の拡張 X 線吸収微細構造 (EXAFS) 理論 (1931) は、このモデルの 3 次元版でした。この理論は、結晶格子を横切る光電子は、その波長に応じて許容帯と禁制帯を経験し、格子のすべての方向で効果が平均化された場合でも、残留構造が観察されるはずであることを示しました。彼の理論は、類似の格子からの類似の構造、逆r ²依存性、正しいr対T依存性、エッジからのエネルギーによる微細構造特性のエネルギー分離の増加など、微細構造の一般的に観察される多くの特徴を予測することに成功しました。1932 年にもっと定量的な方法で再導出されたこの方程式は、適用と解釈が簡単でした。すべての実験者が理論とほぼ一致しました。可能な格子面によって予測されたものに近い吸収特性が常にいくつかありました。しかし、予想される強い反射 (例: (100)、(110)、(111) など) は、直感的に予想されるように、必ずしも最も強い吸収特性と相関していませんでした。それでも、一致は魅力的になるほど近く、誰もが測定した「クローニッヒ構造」と単純なクローニッヒ理論との一致をテストしました。クローニッヒ方程式では、エネルギー位置W _{n は}ゾーン境界、つまり吸収極大または極小ではなく、各微細構造極大の最初の上昇に対応します。 abg はミラー指数、aは格子定数、q は電子方向と逆格子方向の間の角度です。非偏光 X 線ビームと多結晶吸収体を使用して全方向について平均すると、cos 2 q = 1です。ただし、単結晶吸収体と偏光 X 線では、特定の結晶面に対する吸収特性はより大きくなるはずです。これは理論を検証できる可能性のあるもう 1 つの実験変数であり、多くの人が理論の検証を試みました。こうして、クローニヒ構造が単純なクローニヒ理論に基づいて解釈された出版物の長い記録が始まりました。1970 年代まで、Phys. Rev. で発表された論文の 2% が X 線吸収分光法に関するもので、ほとんどがクローニヒの理論に言及していました。

ハナワルト (1931b) の短距離秩序データは、クローニグ (1932) に分子の理論を開発するきっかけを与えました。このモデルは、その後のすべての短距離秩序理論の出発点となりましたが、それをデータと比較しようとした人はほとんどいませんでした。クローニグの弟子である H. ピーターセン (1932、1933) がこの研究を引き継ぎました。ピーターセンの方程式は、現代の理論の多くの特徴を示しています。この理論は、ハートリー、クローニグ、ピーターセン (1934) によって GeCl ₄に適用されました。計算を実行するために要した途方もない努力については、Stumm von Bordwehr (1989) で説明されています。

分散に関するクラマース・クローニヒの関係は、クラマース (1927) とは独立にクローニヒ (1926) によって導かれた。分散に関する満足のいく理論は、散乱波がそれを生成する入射波より先に現れることは決してないという条件に従わなければならない。ハンス・クラマースとクローニヒは、この基本的な因果関係の条件は、分散 (すなわち、周波数による屈折率の変化) と吸収が独立ではないことを意味することを示した。彼らは、分散がわかっている場合 (すべての周波数について) に吸収を計算できる方程式を導き出し、その逆も可能とした。分散と吸収はそれぞれ、束縛電子による散乱に関連して上で説明した共振器に関連しているため、関係が存在することは驚くには当たらない。この関係は、純粋物理学および応用物理学の多くの分野で非常に重要であることがわかっている。

• ニールス・ボーアとの書簡、1924年～1953年。
• 物理学の教科書。R. Kronig 編集、J. De Boer [およびその他] との共同作業。J. Korringa による経歴と表付き。
• 原子価理論の光学的基礎/ R. de L. Kronig 著
• バンドスペクトルと分子構造/ R. de L. Kronig 著
• ラルフ・デ・ラール・クロニグとの口述歴史インタビュー、1962年11月12日

• The Samuel A. Goudsmit Papers、1921 ～ 1979 年Box 59 Folder 48 スピン履歴通信: BL van der Waerden、Ralph Kronig、およびGeorge E. Uhlenbeck
• A. パイス、Physics Today (1989 年 12 月)
• MJ クライン著「Physics in the Making」（北ホラント、アムステルダム、1989 年）
• シュトゥム・フォン・ボルドヴェーア、R.、アン。物理学。神父様、14 (1989)、377 – 466

ウィキメディア・コモンズには、ラルフ・デ・レール・クローニッヒに関連するメディアがあります。

• イシドール・アイザック・ラビ『量子力学の黎明期の物語』。1979 年 4 月 5 日にトロント大学物理学部で行われた講演会から R. フレイザー・コードによって転写および編集された。
• 追悼記事（M. Dresden著）、Physics Today、50 (3)、1997年3月、97ページ。