Herbert Callen

Herbert Bernard Callen (Filadelfia, 1º luglio 1919 – Merion, 22 maggio 1993) è stato un fisico statunitense, specializzato nel campo della termodinamica e della meccanica statistica[1].

È considerato uno dei fondatori della moderna teoria della termodinamica irreversibile, ed è anche l'autore di un libro di testo sulla termodinamica diventato ormai un classico.[2] Durante la seconda guerra mondiale, fu uno dei tanti fisici coinvolti nella divisione teorica del progetto Manhattan.[3]

Biografia e ricerche

Nato a Filadelfia, Herbert Callen conseguì il Bachelor of Science nel 1941, e il Master of Arts nel 1942, presso la Temple University.[1] Si trasferì al MIT di Boston per svolgere il dottorato sotto la supervisione di László Tisza, ma i suoi studi universitari furono temporaneamente interrotti dalla partecipazione al Progetto Manhattan presso la Kellex Corporation, e al Progetto Bumblebee presso l'università di Princeton (un progetto della U.S. Navy riguardante missili guidati).[3][4] Successivamente completò con successo il suo dottorato nel 1947, con una tesi riguardante le relazioni termoelettriche e termomagnetiche di Kelvin e le relazioni reciproche di Onsager,[3][5] intitolata On the Theory of Irreversible Processes.[6] Dopo aver conseguito il titolo, Callen rimase un anno presso il Laboratory for Insulation Research del MIT, sviluppando la sua teoria della rottura elettrica per gli isolanti.[7]

Nel 1948 Callen si trasferì presso il Dipartimento di Fisica dell'Università della Pennsylvania, dove divenne professore nel 1956.[4] Il suo lavoro più importante fu probabilmente l'articolo scritto in collaborazione con Theodore A. Welton in cui veniva esposta e dimostrata una prima versione del teorema di fluttuazione-dissipazione,[8] un risultato estremamente generale che descrive come la risposta di un sistema alle perturbazioni sia correlata al suo comportamento all'equilibrio. Questo teorema fondamentale è diventato la base per la meccanica statistica dei processi irreversibili. Callen è stato poi un pioniere dell'uso delle funzioni di Green termodinamiche per il magnetismo,[9] lavorando su problemi a molti corpi che coinvolgono gli operatori di spin.

La prima edizione del suo libro Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics fu pubblicata nel 1960. Esso è incentrato su una rigorosa trattazione assiomatica della termodinamica in cui le funzioni di stato sono le entità fondamentali e i processi, i loro differenziali.[3] I postulati riguardano l'esistenza dell'equilibrio termico e le proprietà della funzione entropia. Da essi si ottengono i fondamenti della termodinamica, che costituiscono i primi otto capitoli. La seconda edizione, molto rivisitata, fu pubblicata nel 1985, e divenne un testo di riferimento molto citato in letteratura.[10]

Callen ricevette una Guggenheim fellowship per l'anno accademico 1972-1973,[11] e nel 1984 la medaglia Elliott Cresson dal Franklin Institute.[4][12] Andò in pensione nel 1985, e nel 1990 fu nominato membro della National Academy of Science.[4]

Herbert Callen morì nel 1993 a Merion (sobborgo di Filadelfia), per le complicazione della malattia di Alzheimer, di cui soffriva da anni, all'età di 73 anni.[3] Gli sopravvissero sua moglie, Sara Smith, e i loro due figli, Jed e Jill.[1]

Note

  1. ^ a b c Callen, Herbert B., su history.aip.org. URL consultato il 10 marzo 2022.
  2. ^ Herbert B. Callen, Thermodynamics and an introduction to thermostatistics, 2nd ed, Wiley, 1985, ISBN 0-471-86256-8, OCLC 11916089. URL consultato il 10 marzo 2022.
  3. ^ a b c d e Elias Burstein, Michael Cohen e A. Brooks Harris, Herbert B. Callen, in Physics Today, vol. 47, n. 8, 1º agosto 1994, pp. 74–75, DOI:10.1063/1.2808620. URL consultato il 10 marzo 2022.
  4. ^ a b c d Herbert B. Callen, su nasonline.org. URL consultato il 10 marzo 2022.
  5. ^ Herbert B. Callen, The Application of Onsager's Reciprocal Relations to Thermoelectric, Thermomagnetic, and Galvanomagnetic Effects, in Physical Review, vol. 73, n. 11, 1º giugno 1948, pp. 1349–1358, DOI:10.1103/PhysRev.73.1349. URL consultato il 10 marzo 2022.
  6. ^ Herbert B. Callen, On the theory of irreversible processes, in Doctoral dissertation, Massachusetts Institute of Technology, 1947.
  7. ^ Herbert B. Callen, Electric Breakdown in Ionic Crystals, in Physical Review, vol. 76, n. 9, 1º novembre 1949, pp. 1394–1402, DOI:10.1103/PhysRev.76.1394. URL consultato il 10 marzo 2022.
  8. ^ Herbert B. Callen e Theodore A. Welton, Irreversibility and Generalized Noise, in Physical Review, vol. 83, n. 1, 1º luglio 1951, pp. 34–40, DOI:10.1103/PhysRev.83.34. URL consultato il 10 marzo 2022.
  9. ^ Herbert B. Callen, Green Function Theory of Ferromagnetism, in Physical Review, vol. 130, n. 3, 1º maggio 1963, pp. 890–898, DOI:10.1103/physrev.130.890. URL consultato il 10 marzo 2022.
  10. ^ Herbert B. Callen, Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics, 2nd ed., in American Journal of Physics, vol. 66, n. 2, 1º febbraio 1998, pp. 164–167, DOI:10.1119/1.19071. URL consultato il 10 marzo 2022.
  11. ^ (EN) John Simon Guggenheim Foundation | Herbert B. Callen, su gf.org. URL consultato il 10 marzo 2022.
  12. ^ (EN) Herbert B. Callen, su The Franklin Institute, 15 gennaio 2014. URL consultato il 10 marzo 2022.

Collegamenti esterni

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