Marvin L. Cohen

Marvin Lou Cohen (nacido el 3 de marzo de 1935) es un físico teórico estadounidense-canadiense. Es profesor de física en la Universidad de California, Berkeley. Cohen es un destacado experto en el campo de la física de la materia condensada. Es ampliamente conocido por su trabajo seminal sobre la estructura electrónica de los sólidos.

Cohen nació en Montreal, Quebec, Canadá. Sus padres, Elmo y Molly (Zaritsky) Cohen, nacieron en Montreal y sus abuelos, todos de ascendencia judía, emigraron a Canadá desde los estados bálticos y Rusia. Él, junto con sus padres y su hermano menor, Gordon, se mudaron a San Francisco, California, en 1947, donde asistió a la Roosevelt Junior High School y a la George Washington High School. Se naturalizó ciudadano estadounidense en noviembre de 1953.

Asistió a la Universidad de California, Berkeley, donde obtuvo una licenciatura en física en 1957 y a la Universidad de Chicago, donde obtuvo una maestría en física en 1958 y un doctorado en física que completó en 1963 y le fue otorgado en 1964. Su director de tesis doctoral fue James C. Phillips.

De 1963 a 1964, Cohen fue miembro del personal técnico con un puesto postdoctoral en el grupo de física teórica de los Laboratorios Bell, Murray Hill, Nueva Jersey, donde sus mentores fueron principalmente Philip W. Anderson y Conyers Herring. Se incorporó a la facultad de la Universidad de California, Berkeley en 1964 (profesor adjunto de física 1964-66; profesor asociado 1966-69; profesor 1969-1995; profesor universitario 1995-presente; profesor de la escuela de posgrado, 2010-presente). Supervisó aproximadamente cincuenta estudiantes de posgrado y cincuenta investigadores postdoctorales desde 1964. Fue presidente de la Sociedad Estadounidense de Física en 2005.

Marvin Cohen está casado con Suzy Locke Cohen, asesora de arte. Cohen y su difunta esposa Merrill Leigh Gardner Cohen (fallecida en 1994) tuvieron un hijo y una hija. Él tiene tres nietos. Cohen toca el clarinete desde los 13 años.

Uno de los avances más influyentes y de mayor alcance en el estudio de la física de los materiales en los últimos cincuenta años es el uso de herramientas computacionales para explicar y predecir las propiedades de los materiales. Marvin Cohen ha sido reconocido por su creación de modelos físicos y métodos computacionales y aplicaciones que hicieron posible una gran parte de estos avances. Este enfoque se conoce a menudo como el "modelo estándar" para calcular las propiedades de los sólidos, y este trabajo jugó un papel importante en la creación y el desarrollo del campo de la física computacional. Las predicciones exitosas de nuevos materiales y propiedades de los materiales han llevado a nuevos conocimientos en la ciencia fundamental, la producción de materiales útiles y las manipulaciones creativas de materiales conocidos. Una herramienta esencial y estándar es la disponibilidad de estructuras de bandas electrónicas precisas para materiales que van desde la cerámica hasta los metales, y los modelos y métodos mencionados anteriormente han hecho que el uso de estructuras de bandas electrónicas y cálculos relacionados sea omnipresente en la física de la materia condensada pura y aplicada.

A mediados de los años 60, se hizo posible utilizar pseudopotenciales para calcular con precisión las estructuras de bandas de 14 semiconductores en una época en la que se sabía poco sobre su estructura electrónica. Este avance fue revolucionario, ya que explicó las propiedades ópticas de los semiconductores en el rango visible y ultravioleta y condujo a las primeras imágenes de la densidad electrónica y los enlaces en semiconductores. Estos resultados se confirmaron posteriormente experimentalmente. Este trabajo también condujo a la creación del campo de los cálculos de superficie de la estructura electrónica mediante la invención de la supercelda. A esto le siguió el desarrollo de un esquema de energía total que inició una nueva era de predicciones de principios básicos de las propiedades estructurales, vibracionales y de alta presión de los sólidos utilizando solo números atómicos y masas atómicas como entrada.

En el campo de la superconductividad, se han logrado avances en la predicción de la superconductividad en semiconductores dopados, la predicción del primer óxido superconductor y la confirmación de la existencia propuesta ab initio de dos nuevas fases de alta presión de silicio y sus propiedades, incluida la predicción exitosa de sus propiedades superconductoras.

En el área de las nanoestructuras, se demostró que los métodos utilizados para calcular las propiedades de volumen y superficie eran aplicables para estudios de materiales a escala nanométrica, como el C60, los nanotubos de carbono y otras estructuras de baja dimensión. Estos estudios llevaron a la predicción exitosa de la existencia del nanotubo de nitruro de boro y sus propiedades. Se realizaron estudios fundamentales que explicaron y predijeron las propiedades de las nanocintas de grafeno y sus brechas de energía, y se calcularon las propiedades de los sistemas en capas de grafeno y láminas de BN, lo que sugirió un camino para la fabricación de materiales electrónicos útiles. Se realizaron los primeros estudios teóricos y experimentales de las propiedades electrónicas y vibracionales de cadenas aisladas unidimensionales, y se determinó la física subyacente para controlar el tamaño y la forma de los nanoporos 2D con aplicaciones para la secuenciación de ADN, el tamizado y la emisión cuántica. Otra contribución a la nanociencia fue un estudio importante de la física de los cúmulos metálicos utilizando energías electrónicas para explicar sus abundancias de tamaño, conocidas como "números mágicos".

Los métodos desarrollados para los estudios anteriores son numerosos. Algunos ejemplos incluyen el método pseudopotencial empírico, los pseudopotenciales ab initio, las superceldas para superficies y configuraciones localizadas, un método para calcular la energía total de los sólidos, la creación de una fórmula empírica utilizada para obtener los módulos volumétricos de muchos semiconductores y aislantes, y el desarrollo de un método para calcular las interacciones electrón-fonón utilizando funciones de Wannier. Estos enfoques y otros desarrollados inicialmente para esta investigación se utilizan ahora en todo el mundo.

• Alfred P. Sloan Fellow, 1965-67.
• Miembro electo de la Sociedad Física Americana (APS), 1969.
• Guggenheim Fellow, 1978–79, 1990–91.
• Oliver E. Buckley Condensed Matter Prize by the APS, 1979.
• Elegido a la Academia Nacional de Ciencias, 1980.
• Premio del Departamento de Energía de EE.UU. por el logro destacado en Física del Estado sólido, 1981, 1990.
• Elegido a la Academia Americana de Artes y Ciencias, 1993.
• Julius Edgar Lilienfeld Premio del APS, 1994.
• Premio Destacado de Rendimiento, Lawrence Berkeley National Laboratory, 1995.
• Profesor de Investigación de la Facultad, Universidad de California, Berkeley, 1996–97.
• Elegido Fellow, American Association for the Advancement of Science,1997.
• 2001 National Medal of Science (Presidential award, 2002).
• Miembro electo, American Philosophical Society, 2003.
• Premio (con Steven Gwon Sheng Louie) del Instituto de Previsión de 2003 Richard P. Feynman Premio en Nanotecnología.
• Doctorado Honoris Causa, Universidad de Montreal, 2005.
• Premio Technology Pioneer del Foro Económico Mundial, 2007.
• Berkeley Citation, University of California, 2011.
• Premio Dickson en Ciencia, 2012.
• Doctor en Ciencias Honoris Causa, Hong Kong University of Science and Technology, 2013.
• Doctor en Ciencias Honoris Causa, Weizmann Institute of Science, 2014.
• Premio Von Hippel de la Sociedad de Investigación de Materiales, 2014.
• Thomson Reuters Citation Laureate, 2016.
• Benjamin Franklin Medalla en Física 2017.

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• Marvin L. Cohen Research Group
• Perfil de la Facultad de Marvin L. Cohen
• Trascripción de la historia oral con Marvin Cohen el 7 de abril de 2020, American Institute of Physics, Niels Bohr Library & Archives
• 2017 BENJAMIN FRANKLIN MEDAL
• 2014 MRS VON HIPPEL AWARD
• 2013 OPPENHEIMER LECTURE
• 2011 DICKSON PRIZE LECTURE
• 2001 NATIONAL MEDAL OF SCIENCE
• Cohen Legacy Entrevista Video.