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ウィリアム・クレンペラー | |
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 ウィリアム・クレンペラー（1970年頃、スチュワート・ノヴィック撮影） | |
| 生まれる | 1927年10月6日 ニューヨーク市、米国 |
| 死亡 | 2017年11月5日（享年90歳） |
| 母校 | ハーバード大学（AB）、カリフォルニア大学バークレー校（Ph.D.） |
| 科学者としてのキャリア | |
| フィールド | 化学者 |
| 機関 | ハーバード大学 |
| 博士課程の指導教員 | ジョージ・C・ピメンテル |
ウィリアム・A・クレンペラー（1927年10月6日 - 2017年11月5日）は、アメリカの化学者、化学物理学者、分子分光学者。クレンペラーは、分子ビーム法を化学物理学の研究に導入し、超音速膨張で形成されるファンデルワールス分子の マイクロ波分光法の開発を通じて原子と分子間の非結合相互作用の理解を大幅に深め、冷たい分子雲の最初の気相化学モデルの開発など天体化学の先駆者として知られ、このモデルは後に電波天文学によって確認された分子HCO +イオンの豊富さを予測した。[1]
バイオグラフィー
ビル・クレンペラーは1927年にニューヨーク市で医師の両親のもとに生まれた。彼と弟はニューヨークとニューロシェルで育った。[2]彼は1944年にニューロシェル高校を卒業し、その後アメリカ海軍航空隊に入隊し、尾部銃手として訓練を受けた。[1] [2]彼は1950年にハーバード大学 で化学を専攻して学士号を取得し、1954年初めにカリフォルニア大学バークレー校でジョージ・C・ピメンテルの指導のもと物理化学の博士号を取得した。[1]
バークレーで1学期講師を務めた後、ビルは1954年7月にハーバードに戻った。当初の任命は分析化学の講師であり、教員職につながる可能性は低いと考えられていたが、[1] [2] 1965年に教授に任命された。 [1]彼は長いキャリアを通じてハーバード化学と関わり続けた。1968年から1969年はケンブリッジ大学でサバティカル休暇をとり[2] 、1979年から1981年は米国立科学財団で数学および物理科学の副所長を務めた。ベル研究所の客員科学者でもあった。NASAの顧問も務めた。[1]クレンペラーは2002年に名誉教授となったが、研究と教育の両方で積極的に活動し続けた。[3]
科学
クレンペラーの初期の研究は、高温で気相でのみ安定する小分子の赤外分光法に集中していた。その中にはアルカリハライドがあり、その多くについて彼は初めて振動スペクトルを得た。この研究は多くの酸化物とフッ化物の基本構造データを提供し、結合の詳細についての洞察を与えた。また、クレンペラーは分光法における分子線の可能性、特に電気共鳴法を構造化学の基本的な問題に応用する可能性を認識するに至った。[4]
クレンペラーは分光分析のツールとして超音速冷却技術を導入し[5]、分子線の強度を増加させ、スペクトルを簡素化しました。
クレンペラーは星間化学の分野の創始に貢献した。星間空間では密度と温度が極めて低く、すべての化学反応は発熱反応で、活性化障壁はない。化学反応はイオン分子反応によって進行し、分子雲で起こるイオン分子反応のクレンペラーによるモデル化[ 6]は、分子雲の高度に非平衡な化学反応の非常に詳細な理解につながった。クレンペラーは、 D. ビュールと LE スナイダーによって報告されていた、 89.6 GHz の神秘的だが普遍的な「X-ogen」電波天文線[7]のキャリアとして HCO + を割り当てた。[8]
クレンペラーはデータを真剣に受け止めてこの予測に至った。電波望遠鏡のデータは超微細分裂のない孤立遷移を示していた。つまり、信号の搬送波にはスピンが1以上の核はなく、磁気モーメントを持つフリーラジカルでもなかった。HCNは極めて安定した分子であり、したがってその等電子類似体であるHCO +も、その構造とスペクトルが類推によって十分に予測できるものであり、安定かつ直線的で、強いがまばらなスペクトルを持つはずである。さらに、彼が開発していた化学モデルは、HCO + が最も豊富な分子種の1つになると予測していた。HCO +の実験室スペクトル（後にクロード・ウッズらが取得、 [ 9]）は彼の予測が正しかったことを証明し、ハーブストとクレンペラーのモデルが星間化学を理解するための予測フレームワークを提供することを実証した。
クレンペラーの研究の最も大きな影響は、分子間力の研究にあり、これは分子科学とナノ科学のすべてにとって根本的に重要な分野です。クレンペラーが超音速ビームによる分光法を導入する前は、弱く結合した種のスペクトルはほとんど知られておらず、いくつかの非常に軽いシステムの二量体に限定されていました。散乱測定により、原子-原子システムの正確な分子間ポテンシャルが得られましたが、原子-分子ポテンシャルの異方性についてはせいぜい限られた情報しか得られませんでした。
彼は、ビームで希釈できるほぼあらゆる分子のペアの二量体を合成し、回転分光法でそれらの最小エネルギー構造を詳細に研究できることを予見しました。これは後にクレンペラーと他の多くの人々によって他のスペクトル領域に拡張され、尋ねられる質問の質的変化をもたらしました。今日では、マイクロ波および赤外線分光学者が彼の「2段階合成」[10]に従って弱く結合した複合体のスペクトルを取得することは日常的です。「コンポーネントを購入して拡張する」。クレンペラーは、分子間の分子間力の研究を、文字通り定性的科学から定量的科学に変えました。
フッ化水素の二量体は、これらの新しい技術によって研究された最初の水素結合錯体であったが、[11]それは難問であった。12GHzで1から0への遷移を生成する単純な剛体回転子スペクトルの代わりに、最低周波数遷移は19GHzで観測された。よく知られているアンモニアのトンネル反転スペクトルとの類推で、クレンペラーは、スペクトルを理解する鍵は、HF-HFがFH-FHへの量子トンネルを起こし、プロトン供与体と受容体の役割を入れ替えていることを認識することであると認識した。
各回転レベルは 2 つのトンネル状態に分割され、そのエネルギー分離はトンネル速度をプランク定数で割った値に等しい。観測されたマイクロ波遷移はすべて、回転エネルギーとトンネルエネルギーの同時変化を伴うものであった。トンネル周波数は相互変換障壁の高さと形状に非常に敏感であり、したがって古典的に禁制領域にあるポテンシャルをサンプリングする。分解されたトンネル分裂は、弱く結合した分子二量体のスペクトルでよく見られることが判明した。
受賞歴
ビル・クレンペラーは、次のような数々の賞や栄誉を受けています。
- 1954年アメリカ物理学会フェローに選出
- 1963年アメリカ芸術科学アカデミー会員に選出
- 1969年、米国科学アカデミー会員に選出
- ジョン・プライス・ウェザリル・メダル、フランクリン協会より1978年に授与
- アーヴィング・ラングミュア賞、 アメリカ化学会より1980年に授与
- 1981年に米国国立科学財団から授与された功労賞
- 1983年、アメリカ物理学会より分子分光学に関するアール・K・プライラー賞を授与される。
- 振動分光法の分野の進歩に対してボメン・マイケルソン賞。コブレンツ協会より1990年に授与。
- カリフォルニア大学バークレー校化学学部ジョージ・C・ピメンテル記念初代講師。1991-92年。
- 1992年、アメリカ化学会メリーランド支部よりレムセン賞受賞
- 1994年アメリカ化学会より物理化学のピーター・デバイ賞を授与
- 1995年 英国王立化学協会よりファラデー賞および講演賞受賞
- 1996年シカゴ大学名誉理学博士
- 2000年 フランス、トゥールーズの名誉市民
- 2001年、アメリカ化学会より分光学におけるE.ブライト・ウィルソン賞受賞
参考文献
- ^ abcdef 「ウィリアム・クレンペラーを偲んで」chemistry.harvard.edu . 2017年12月20日閲覧。
- ^ abcd 「ウィリアム・クレンペラー、90歳」ハーバード・ガゼット。2018年5月2日。 2024年8月25日閲覧。
- ^ ガゼットジョンバリオーネ (2018-05-02)。 「ウィリアム・クレンペラー、90歳」。ハーバードガゼット。2024 年 10 月 26 日に取得。
- ^ 「ウィリアム・クレンペラー」。Chemical & Engineering News 。 2024年10月26日閲覧。
- ^ SE ノビック、PB デイビス、TR ダイク、W. クレンペラー (1973)。 「ファンデルワールス分子の極性」、米国化学会誌、 95 8547。
- ^ E. Herbst および W. Klemperer (1973)。「高密度星間雲における分子の形成と減少」、The Astrophysical Journal 185、505。
- ^ W. Klemperer (1970). 「星間89.190GHzラインのキャリア」、Nature 227、1230。
- ^ D. BuhlとLE Snyder (1970)。「未確認の星間マイクロ波線」、Nature 228、267。
- ^ RC Woods、TA Dixon、RJ Saykally、PG Szanto (1975)。「HCO +の実験室マイクロ波スペクトル」、Physical Review Letters 35、1269。
- ^ W. クレンペラー (1995). 「分光学的回想録」物理化学年報 46 , 1
- ^ TR Dyke、BJ Howard、W. Klemperer (1972)。「フッ化水素二量体の無線周波数とマイクロ波スペクトル：非剛性分子」、Journal of Chemical Physics 56、2442。
外部リンク
- ハーバード大学教員ホームページ
- 略歴
- クレンペラーのファラデー賞受賞講演「星間空間の化学」のビデオ
- クレンペラーの履歴書と2003年までの出版物リスト。