Hannes Alfvén

Hannes Olof Gösta Alfvén (sueco: [alˈveːn]; 30 de mayo de 1908 - 2 de abril de 1995) fue un ingeniero eléctrico sueco, físico de plasma y ganador del Premio Nobel de Física de 1970 por su trabajo sobre magnetohidrodinámica (MHD). Describió la clase de ondas MHD ahora conocidas como ondas Alfvén. Originalmente se formó como ingeniero de energía eléctrica y luego pasó a la investigación y la enseñanza en los campos de la física del plasma y la ingeniería eléctrica. Alfvén hizo muchas contribuciones a la física del plasma, incluidas las teorías que describen el comportamiento de las auroras, los cinturones de radiación de Van Allen, el efecto de las tormentas magnéticas en el campo magnético de la Tierra, la magnetosfera terrestre y la dinámica de los plasmas en la Vía Láctea. galaxia.

Educación

Alfvén obtuvo su doctorado en la Universidad de Uppsala en 1934. Su tesis se tituló "Investigaciones de ondas electromagnéticas de alta frecuencia".

Primeros años

En 1934, Alfvén enseñó física tanto en la Universidad de Uppsala como en el Instituto Nobel de Física (más tarde rebautizado como Instituto de Física Manne Siegbahn) en Estocolmo, Suecia. En 1940, se convirtió en profesor de teoría electromagnética y mediciones eléctricas en el Instituto Real de Tecnología de Estocolmo. En 1945, adquirió el cargo no designado de Cátedra de Electrónica. Su título se cambió a Presidente de Física de Plasma en 1963. De 1954 a 1955, Alfvén fue becario Fulbright en la Universidad de Maryland, College Park. En 1967, después de dejar Suecia y pasar un tiempo en la Unión Soviética, se mudó a los Estados Unidos. Alfvén trabajó en los departamentos de ingeniería eléctrica de la Universidad de California, San Diego y la Universidad del Sur de California.

Años posteriores

En 1991, Alfvén se jubiló como profesor de ingeniería eléctrica en la Universidad de California en San Diego y como profesor de física del plasma en el Instituto Real de Tecnología de Estocolmo.

Alfvén pasó su vida adulta alternando entre California y Suecia. Murió a la edad de 86 años.

Investigación

En 1937, Alfvén argumentó que si el plasma impregnaba el universo, podría transportar corrientes eléctricas capaces de generar un campo magnético galáctico. Luego de ganar el Premio Nobel por sus trabajos en magnetohidrodinámica, enfatizó que:

Para entender los fenómenos en una determinada región plasmática, es necesario mapear no sólo el campo magnético sino también el campo eléctrico y las corrientes eléctricas. El espacio está lleno de una red de corrientes que transfieren energía e impulso a grandes o muy grandes distancias. Las corrientes suelen pellizcar a corrientes filamentarias o superficiales. Es probable que este último dé espacio, como también espacio interestelar e intergaláctico, una estructura celular.

Su trabajo teórico sobre las corrientes eléctricas alineadas con el campo en la aurora (basado en un trabajo anterior de Kristian Birkeland) se confirmó en 1967; estas corrientes ahora se conocen como corrientes de Birkeland.

El trabajo de Alfvén fue cuestionado durante muchos años por el científico principal en física espacial, el matemático y geofísico británico Sydney Chapman. Muchos físicos consideraban a Alfvén como una persona con opiniones poco ortodoxas en el campo, y R. H. Stuewer señaló que "... siguió siendo un extraño amargado, ganando poco respeto de otros científicos incluso después de recibir el Premio Nobel...& #34; y a menudo se vio obligado a publicar sus artículos en revistas oscuras. Alfvén recordó:

Cuando describo [los fenómenos del plasma] según este formalismo, la mayoría de los árbitros no entienden lo que digo y rechazan mis papeles. Con el sistema de árbitros que hoy rige la ciencia estadounidense, esto significa que mis papeles son raramente aceptados por las principales revistas estadounidenses.

Alfvén desempeñó un papel central en el desarrollo de:

• Física plasma
• Vigas de partículas cargadas
• Medio interplanetario
• Física Magnetosférica
• Magnetohidrodinámica
• Investigación de fenómenos solares (como el viento solar)
• Aurorae science

En 1939, Alfvén propuso la teoría de las tormentas magnéticas y las auroras y la teoría de la dinámica del plasma en la magnetosfera terrestre. Este fue el artículo rechazado por la revista estadounidense Terrestrial Magnetism and Atmospheric Electricity.

Las aplicaciones de la investigación de Alfvén en ciencia espacial incluyen:

• Teoría del cinturón de radiación Van Allen
• Reducción del campo magnético de la Tierra durante tormentas magnéticas
• Magnetosphere (protective plasma covering the Earth)
• Formación de colas de cometa
• Formación del Sistema Solar
• Dinámica de plasmas en la galaxia
• cosmología física

Los puntos de vista de Alfvén siguieron los del fundador de la física magnetosférica, Kristian Birkeland. A finales del siglo XIX, Birkeland propuso (respaldado por una gran cantidad de datos) que las corrientes eléctricas que fluyen a lo largo de los campos magnéticos de la Tierra hacia la atmósfera causaron las auroras y las perturbaciones magnéticas polares.

Las áreas de tecnología que se benefician de las contribuciones de Alfvén incluyen:

• Aceleradores de partículas
• Fusión termonuclear controlada
• Vuelo Hypersonic
• Propulsión de cohetes
• Frenado de vehículos espaciales

Contribuciones a la astrofísica:

• Campo magnético galáctico (1937)
• Radiación sincrotrón no térmica identificada de fuentes astronómicas (1950)

Las ondas de Alfvén (oscilaciones de plasma hidromagnético de baja frecuencia) reciben su nombre en su honor y se propagan a la velocidad de Alfvén. Muchas de sus teorías sobre el sistema solar se verificaron hasta la década de 1980 a través de mediciones externas de magnetosferas cometarias y planetarias. Sin embargo, el propio Alfvén señaló que los libros de texto de astrofísica representaban mal los fenómenos de plasma conocidos:

Se realiza un estudio de cómo un número de libros de texto más utilizados en la astrofísica tratan conceptos importantes como capas dobles, velocidad crítica, efectos de pellizco y circuitos. Se encuentra que los estudiantes que utilizan estos libros de texto siguen siendo esencialmente ignorantes de la existencia de estos conceptos, a pesar de que algunos de ellos han sido bien conocidos durante medio siglo (por ejemplo, capas dobles, Langmuir, 1929; efecto de pellizco, Bennet, 1934).

Alfvén informó que de 17 de los libros de texto de astrofísica más usados, ninguno menciona el efecto pinch, ninguno menciona la velocidad crítica de ionización, solo dos mencionan circuitos y tres mencionan capas dobles.

Alfvén creía que el problema con el Big Bang era que los astrofísicos intentaban extrapolar el origen del universo a partir de teorías matemáticas desarrolladas en la pizarra, en lugar de partir de fenómenos observables conocidos. También consideró que el Big Bang era un mito ideado para explicar la creación. Alfvén y sus colegas propusieron el modelo de Alfvén-Klein como una teoría cosmológica alternativa a las cosmologías de la teoría del Big Bang y del estado estacionario.

Vida privada

Alfvén estuvo casado durante 67 años con su esposa Kerstin (1910–1992). Criaron cinco hijos, un niño y cuatro niñas. Su hijo se convirtió en médico, mientras que una hija se convirtió en escritora y otra en abogada en Suecia. La escritora fue Inger Alfvén y es muy conocida por su trabajo en Suecia. El compositor Hugo Alfvén era tío de Hannes Alfvén.

Alfvén estudió historia de la ciencia, filosofía oriental y religión. Sobre sus puntos de vista religiosos, Alfven era irreligioso y crítico con la religión. Hablaba sueco, inglés, alemán, francés y ruso, y algo de español y chino. Expresó gran preocupación por las dificultades de la gestión permanente de residuos radiactivos de alto nivel." Alfvén también estaba interesado en problemas de cosmología y todos los aspectos de la física de las auroras, y utilizó el conocido libro de Schröder sobre las auroras, Das Phänomen des Polarlichts. Las cartas de Alfvén, Treder y Schröder se publicaron con motivo del 70 cumpleaños de Treder. Schröder discutió en detalle las relaciones entre Hans-Jürgen Treder, Hannes Alfvén y Wilfried Schröder en sus publicaciones.

Alfvén murió el 2 de abril de 1995 en Djursholm a la edad de 86 años.

Premios y distinciones

El Premio Hannes Alfvén, otorgado anualmente por la Sociedad Europea de Física por contribuciones destacadas en la física del plasma, lleva su nombre. El asteroide 1778 Alfvén lleva su nombre en su honor.

Premios

Alfvén fue uno de los pocos científicos que fue miembro extranjero de las Academias de Ciencias de los Estados Unidos y la Unión Soviética.

Bibliografía seleccionada

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