Sydney Chapman (matemático)

Sydney Chapman FRS (29 de enero de 1888 – 16 de junio 1970) fue un matemático y geofísico británico. Su trabajo sobre la teoría cinética de los gases, la física solar-terrestre y la capa de ozono de la Tierra ha inspirado una amplia gama de investigaciones durante muchas décadas.

Educación y primeros años de vida

Chapman nació en Eccles, cerca de Salford en Inglaterra y comenzó sus estudios avanzados en un instituto técnico, ahora la Universidad de Salford, en 1902. En 1904, a los 16 años, Chapman ingresó en la Universidad de Manchester. Compitió por una beca para la universidad ofrecida por su condado de origen y fue el último estudiante seleccionado. Chapman reflexionó más tarde: "A veces me pregunto qué habría pasado si hubiera llegado un lugar más abajo". Inicialmente estudió ingeniería en el departamento que dirigía Osborne Reynolds. A Chapman le enseñaron matemáticas Horace Lamb, el profesor de matemáticas de Beyer, y J. E. Littlewood, quien vino de Cambridge en el último año de Chapman en Manchester. Aunque se graduó en ingeniería, Chapman se había entusiasmado tanto con las matemáticas que permaneció un año más para obtener un título en matemáticas. Siguiendo la sugerencia de Lamb, Chapman solicitó una beca para el Trinity College de Cambridge. Al principio solo recibió una beca parcial como sizar (lo que significa que obtuvo apoyo financiero actuando como sirviente de otros estudiantes), pero a partir del segundo año recibió una beca completa. Se graduó como wrangler en 1910. Comenzó su investigación en matemáticas puras con G. H. Hardy, pero ese mismo año Sir Frank Dyson le pidió que fuera su asistente principal en el Observatorio Real de Greenwich.

Carrera e investigación

De 1914 a 1919, Chapman regresó a Cambridge como profesor de matemáticas y miembro del Trinity. Ocupó la Cátedra Beyer de Matemáticas Aplicadas en Manchester de 1919 a 1924, el mismo puesto que ocupó Lamb, y luego se trasladó al Imperial College de Londres. Durante la Segunda Guerra Mundial fue asesor científico adjunto del Consejo del Ejército.

En 1946, Chapman fue elegido miembro de la Cátedra Sedleian de Filosofía Natural en Oxford y fue nombrado miembro del Queen's College de Oxford. En 1953, al retirarse de Oxford, Chapman aprovechó oportunidades de investigación y docencia en todo el mundo, incluso en la Universidad de Alaska y la Universidad de Colorado, pero también en lugares tan lejanos como Estambul, El Cairo, Praga y Tokio. Como director científico asesor del Instituto Geofísico de la Universidad de Alaska de 1951 a 1970, pasó tres meses del año en Alaska, generalmente durante el invierno, para investigar las auroras. Gran parte del resto del año lo pasó en el Observatorio de Gran Altitud en Boulder, Colorado.

Los logros matemáticos más destacados de Chapman se produjeron en el campo de los procesos estocásticos (procesos aleatorios), especialmente los procesos de Markov. En su estudio de los procesos estocásticos markovianos y sus generalizaciones, Chapman y el ruso Andrey Kolmogorov desarrollaron de forma independiente el conjunto fundamental de ecuaciones en este campo, las ecuaciones de Chapman-Kolmogorov. A Chapman se le atribuye haber descubierto, en 1930, los mecanismos fotoquímicos que dan origen a la capa de ozono.

Chapman es reconocido como uno de los pioneros de la física solar-terrestre. Este interés surgió de sus primeros trabajos sobre la teoría cinética de los gases. Chapman estudió las tormentas magnéticas y las auroras, desarrollando teorías para explicar su relación con la interacción del campo magnético de la Tierra con el viento solar. Disputó y ridiculizó el trabajo de Kristian Birkeland y Hannes Alfvén, adoptando más tarde las teorías de Birkeland como propias. Chapman y su primer estudiante de posgrado, V. C. A. Ferraro, predijeron la presencia de la magnetosfera a principios de la década de 1930. También predijeron características de la magnetosfera que fueron confirmadas 30 años después por el satélite Explorer 12.

En 1940, Chapman y un colega alemán Julius Bartels publicaron un libro en dos volúmenes sobre geomagnetismo, que se convertiría en el libro de texto estándar para las próximas dos décadas. En 1946 Chapman acuñó el término: Aeronomy, que se utiliza hoy para describir el campo científico de la investigación de alta altitud en la interacción ambiente/espacio.

De 1951 a 1954, Chapman fue presidente de la Unión Internacional de Geodesia y Geofísica (IUGG).

Chapman fue presidente del Comité Especial para el Año Geofísico Internacional (IGY). La idea del IGY surgió de una discusión en 1950 entre Chapman y científicos como James Van Allen. El IGY se celebró en 1957-58 y dio como resultado grandes avances en campos como las ciencias de la Tierra y el espacio, además de conducir a los primeros lanzamientos de satélites.

Honores y premios

Chapman recibió muchos honores a lo largo de su carrera, incluido el Premio Smith en 1913, la elección como miembro de la Royal Society en 1919, el orador invitado de la ICM en 1924, el conferencista Bakerian de la Royal Society en 1931, la Royal Society. Medalla Real en 1934, Medalla De Morgan de la Sociedad Matemática de Londres en 1944. En 1949, recibió la Medalla de Oro de la Sociedad Astronómica Real y fue elegido miembro de la Sociedad Real de Edimburgo en 1953. En 1964, recibió el premio Medalla Copley de la Royal Society y en 1965 la Medalla de Oro Symons de la Real Sociedad Meteorológica. Fue elegido miembro de las Academias Nacionales de Ciencias de Estados Unidos, Noruega, Suecia y Finlandia. Se desempeñó como presidente de la Sociedad Matemática de Londres durante 1929-1931 y de la Real Sociedad Meteorológica de 1932-1933.

El cráter lunar Chapman lleva su nombre en su honor, al igual que el edificio Sydney Chapman en el campus de la Universidad de Alaska Fairbanks. Este edificio sirvió como la primera sede permanente del Instituto Geofísico de la Universidad de Alaska y ahora contiene el Departamento de Ciencias de la Computación y el Departamento de Matemáticas y Estadística. La Unión Geofísica Estadounidense organiza "Conferencias Chapman" que son pequeñas reuniones temáticas destinadas a fomentar la investigación innovadora en áreas clave. La Real Sociedad Astronómica fundó la Medalla Chapman en su memoria.

Vida personal

En 1970, Chapman murió en Boulder, Colorado, a la edad de 82 años.