Берни Джулиан Алдер ( англ. Berni Julian Alder ; 9 сентября 1925 , Дуйсбург , Свободное государство Пруссия — 7 сентября 2020 ) — американский физик, специалист по статистической механике, пионер метода молекулярной динамики . Сотрудник Ливерморской национальной лаборатории , член Национальной академии наук (1970). Удостоен Национальной научной медали (2009) .

Биография

Хотя Алдер родился в Германии, он был гражданином Швейцарии. В 1932 году его семья переехала в Цюрих. В 1941 году Алдер покинул Швейцарию, оказавшись в конце концов в США. В 18 лет он поступил на службу в Военно-морские силы США. Окончил Калифорнийский университет в Беркли со степенями бакалавра химии (1947) и магистра химической инженерии (1948). В 1951 году в Калифорнийском технологическом институте получил степень доктора философии по химии (научный руководитель — Джон Кирквуд ), после чего преподавал в альма-матер в Беркли. С 1953 года работал консультантом, а с 1955 года являлся сотрудником Ливерморской национальной лаборатории . В 1963 году участвовал в создании факультета прикладных наук Калифорнийского университета в Дейвисе . Был одним из основателей и редактором журнала Journal of Computational Physics .

Научная деятельность

Научные работы Алдера посвящены статистической механике и вычислительной физике , в особенности развитию методов компьютерного моделирования применительно к задаче о строении и динамике атомов и молекул. Этой проблемой он заинтересовался ещё во время работы над диссертацией, когда начал использовать механические счётные машины для расчёта движения молекул друг относительно друга в жидкостях и твёрдых телах. Представив молекулы твёрдыми шариками, Алдер совместно со разработал один из ранних алгоритмов Монте-Карло для расчёта свойств системы таких шариков.

В середине 1950-х годов, получив доступ к новым электронным компьютерам Ливерморской национальной лаборатории, Алдер вернулся к задаче о свойствах системы шариков и вместе с Томасом Уэйнрайтом ( англ. Thomas Wainwright ) разработал ряд алгоритмов для описания таких систем. В частности, они предложили метод молекулярной динамики , который позволяет следить за изменением состояния системы в результате столкновений между шариками. В последующие годы этот метод нашёл множество применений в различных областях науки. С помощью этого подхода Алдер и Уэйнрайт получили несколько важных результатов в статистической механике. В 1957 году они продемонстрировали переход системы шариков из жидкого в твёрдое состояние, что свидетельствовало об энтропийном характере этого явления. Другими словами, поскольку между шариками нет никаких взаимодействий, затвердевание системы определяется не минимизацией её энергии, а максимизацией энтропии . В 1970 году учёные показали, что флуктуации в системе шариков затухают гораздо дольше, чем считалось ранее. Этот факт играет важную роль в микроскопическом описании процесса установления термодинамического равновесия в жидкостях.

В дальнейшем Алдер расширял метод молекулярной динамики, в том числе для учёта взаимодействия между молекулами, которое должно описываться законами квантовой механики . Им было получено решение квантовой задачи для некоторых важных случаев. В частности, в 1980 году Алдер совместно с промоделировал однородную систему электронов, что стало отправным пунктом для многих последующих исследований микроскопических свойств конденсированных сред.

Награды и отличия

• Стипендия Гуггенхайма (1954)
• (1985)
• Медаль Больцмана (2001)
• Член Американской академии искусств и наук (2008)
• Национальная научная медаль (2009)

Избранные публикации

Примечания

Литература

• Ceperley D. Berni Alder (1925–2020) // Nature . — 2020. — Vol. 586. — P. 356. — doi : .

Ссылки

• на сайте Lawrence Livermore National Laboratory
• Stark A.M. // Lawrence Livermore National Laboratory. — 2015.