Åpne hovedmenyen

Lars Onsager

norsk fysiker, ingeniør og professor
Lars Onsager
Onsager 1968.jpg
Født27. november 1903
Kristiania (Oslo)
Død5. oktober 1976 (72 år)
Coral Gables, Florida, USA
Gravlagt Grove Street Cemetery
Barn Erling Onsager
Utdannet ved Yale University, Norges tekniske høgskole (19201925)
Doktorgradsveileder Peter Debye
Beskjeftigelse
6 oppføringer
Fysiker, ingeniør, professor, kjemiker, teoretisk fysiker, universitetslærer
Nasjonalitet Norge, USA, Kongeriket Nederlandene
Medlem av
6 oppføringer
Royal Society (1975–), National Academy of Sciences, Kungliga Vetenskapsakademien, American Academy of Arts and Sciences, American Philosophical Society, American Physical Society
Utmerkelse
10 oppføringer
Nobelprisen i kjemi (1968), Rumfordmedaljen (1953), æresdoktor (1954), Lorentz-medaljen (1958), Willard Gibbs-prisen (1962), National Medal of Science (1968), Josiah Willard Gibbs Lectureship (1964), Rumford-prisen (1953), Wilbur Cross Medal (1972), Fellow of the American Physical Society
InstitusjonerETH Zürich
Johns Hopkins University
Brown University
Yale University
FagfeltFysikalsk kjemi
Doktorgrads-
studenter
Joseph L. McCauley
Akademisk graddoktor nauk i kjemi, doktor nauk i ingeniørvitenskap
Signatur
Lars Onsagers signatur

Nobel prize medal.svg
Nobelprisen i kjemi
1968

Lars Onsager (født 27. november 1903 i Kristiania, død 5. oktober 1976 i Coral Gables i Florida) var en norsk-amerikansk vitenskapsmann i fysikalsk kjemi. Han ble nominert flere ganger både til Nobelprisen i kjemi og fysikk.[1] I 1968 mottok han Nobelprisen i kjemi.

Innhold

UtdannelseRediger

Onsager begynte sine studier i kjemi ved NTH[2] i Trondheim allerede som 16-åring, og var ferdig utdannet sivilingeniør i 1925, før han hadde fylt 22.[3] Hans diplomoppgave[4] var innen eksperimentalfysikk. I løpet av studietiden fattet han også stor interesse for matematikk. Hans senere forskning og vitenskapelige resultater innen kjemi og fysikk, var «preget av stor matematisk virtuositet».[5]

Han fikk sin PhD-grad ved Yale University i 1935, etter at han hadde flyttet til USA. Avhandlingen hans, Solutions of the Mathieu equation of period 4n and certain related functions, var ren matematikk, og det var først etter at Yales' kjente matematiker Einar Hille uttalte at det ville være en ære å gi Onsager en doktorgrad i matematikk, at kjemikerne aksepterte den.[6][7]

Liv og virkeRediger

Etter avsluttede NTH-studier, reiste han til Zürich. Her møtte han Peter Debye ved Eidgenössische Technische Hochschule (ETH). Våren 1926 kom han tilbake til ETH, og arbeidet i nærmere to år som assistent for Debye. Mens han var i Zürich, organiserte han sine resultater når det gjaldt teori om elektrolytter, for publisering. Han utvidet sine fysikkunnskaper og knyttet bekjentskap med flere ledende fysikere.[8]

I 1928 flyttet han permanent til USA. Her arbeidet han først, vårsemesteret 1928, ved Johns Hopkins University i Baltimore, Maryland. Han var kjent som en fremragende teoretiker, men som en svært dårlig foreleser, og hans engasjement ved Johns Hopkins ble ikke fornyet.[6] Han fikk en stilling ved Brown UniversityRhode Island. Der ble han i fire år. Fra 1933 var Yale University hans faste arbeidsplass, frem til han ble pensjonist i 1972. Da flyttet han til University of Miami, Coral Gables, og ble der til sin død i 1976.

Han var gift med Margarethe, født Arledter. Erling Onsager er sønn av Lars og Margarethe.

I 1945 fikk han amerikansk statsborgerskap.[6]

ForskningRediger

Mens han arbeidet ved Brown, utviklet han det som senere ble kjent som Onsagers resiprositetsrelasjoner i irreversibel termodynamikk.[6] Dette er også kalt Onsagerrelasjonene, og er, kort beskrevet, en statistisk analyse av diffusjon. Den første versjonen kom i 1929, mens det utvidede ligningssettet ble publisert i 1931. Relasjonene er knyttet til transportkoeffisienter som sier hvilke strømmer som oppstår som følge av krefter av forskjellig slag. Et velkjent eksempel på lineær transport er Ohms lov, I=U/R, der I er den elektriske strømmen, U er spenningen som driver strømmen, og 1/R transportkoeffisienten, der R er den elektriske motstand. Onsager-relasjonene dreier seg om koeffisientene som bestemmer krysskoblingen mellom forskjellige krefter og strømmer, for eksempel varmestrøm forårsaket av elektrisk spenning – og elektrisk strøm forårsaket av en temperaturdifferens. Når de lineære transportligningene skrives på en bestemt måte, vil koeffisientene utvise symmetrien Lik=Lki. Denne typen symmetri var kjent for en rekke kryss-koeffisienter, men den var ikke forstått. Det Onsager viste, var at symmetrien på makronivå er et direkte resultat av en symmetri på mikronivå. Dersom man studerer den mekaniske bevegelsen til et system av mange atomer eller molekyler vil, under de fleste forhold, de mekaniske ligningene ha samme form for beskrivelse av utviklingen bakover i tid som fremover. Det er denne symmetrien på molekylnivå mellom fortid og fremtid som Onsager viste fører direkte til symmetrien på makronivå til krysskoeffisientene i transport.

Betydningen av disse Onsagers såkalte resiprositetsrelasjoner ble ikke fullt ut forstått før etter krigen, men de ble fremhevet i begrunnelsen for hans Nobelpris i kjemi i 1968. Det som derimot førte til Onsager plutselige berømmelse utenfor fysikalsk kjemi, var hans eksakte løsning under krigen av Ising-modellen, først som en bemerkning i 1942, deretter publisert i 1944. Ising-modellen er den enklest tenkelige modell for et system med faseovergang (analogt faseovergangen mellom vann og is) som skyldes mikroskopiske vekselvirkninger: På et uendelig kvadratisk gitter er det et spinn (en liten magnetnål som kan ha to mulige orienteringer, «opp» eller «ned»). Mellom nabospinn er det en vekselvirkning som gjør det energetisk foretrukket at spinnene peker samme vei. Systemets totale magnetisering er summen av alle enkeltspinnene, med pluss for opp, minus for ned. Ved høye temperaturer er vekselvirkningen for svak til å disiplinere spinnene, de vil peke opp og ned slik at den totale magnetiseringen er null. Under en bestemt temperatur (den kritiske), får vekselvirkningen overtaket, da vil spinnene kollektivt foretrekke en av de to mulige orienteringene, og den totale, spontane magnetisering blir forskjellig fra null. Onsager løste Ising-modellen eksakt i null magnetfelt, og viste at varmekapasiteten divergerer logaritmisk ved kritisk temperatur. Dette var første gang en eksakt løsning ble funnet for et vekselvirkende mangepartikkel-system. Flere eksakte resultater for modellen ble utviklet av Onsager i samarbeid med Bruria Kaufmann i årene som fulgte.[6]

For løsningen av Ising-modellen (blant annet) ble Onsager nominert for Nobelprisen i fysikk.[5] Han hadde en imponerende rekke betydelige resultater på sin vitenskapelige merittliste. Da han fikk telefonen fra Stockholm om at han var blitt tildelt nobelprisen for "Onsager-teorien" var hans respons:«Onsager-teorien? Det kan være litt av hvert det. Hvilken gjelder det?»[9]

Vitenskapelige høydepunktRediger

Listen er hentet fra Hemmer & Hiis Hauge (1993), s. 103, der ikke annet er nevnt:

  • 1926 Elektrolytters termodynamikk
  • 1927 Elektrolytters transportegenskaper
  • 1931 Resiprositetsrelasjoner for irreversible prosesser
  • 1936 Onsagerformelen for dielektrisitetskoeffisienten
  • 1938 Rekombinasjonssannsynlighet for ioner
  • 1944 løsning av den todimensjonale Isingmodellen
  • 1949 Den spontane magnetisering for Isingmodellen
  • 1949 Virvelkvantisering
  • 1949 Teori for flytende krystaller
  • 1952 Teori for de Haas–van Alphen-effekten
  • 1953 Machlup–Onsagers fluktuasjonsteori
  • 1956 Langtrekkende orden i superfluider

Utmerkelser (utvalg)Rediger

  • 1947 – æresmedlem i Norsk kjemisk selskap
  • 1953 – Rumford Medal fra American Academy of Arts and Sciences
  • 1958 – The Lorentz Medal fra The Royal Netherlands Academy of Sciences
  • 1960 – æresdoktor ved Norges tekniske høgskole
  • 1962 – The Lewis Medal, fra American Chemical Society, California Section
  • 1965 – The Peter Debye Award i fysikalsk kjemi fra The American Chemical Society
  • 1969 – National Science Medal
  • 1969 – æresmedlem av The Bunsen Society for fysikalsk kjemi

Arven etter OnsagerRediger

Etter Onsagers bortgang donerte familien hans nobeldiplom og æresbevisninger, vitenskapelige arbeider og noen av hans forskningsrelaterte eiendeler til NTH, som var hans Alma mater. Dette Lars Onsager-arkivet inneholder Onsagers samlede arbeidsnotater, bilder, illustrasjoner og forskningsresultater, og er i dag organisert som et eget arkiv ved NTNU UB Dorabiblioteket. Det er åpent for alle som er interessert i Lars Onsagers arbeider, og det meste av hans arbeider kan brukes fritt innen forskning og undervisning. Mye av arkivet er digitalisert og tilgjengelig via Arkivportalen. Der finnes et komplett register over materialet, også det som ikke er digitalisert.[10]

NTH etablerte i 1993 Lars Onsagers professorat og Lars Onsager-forelesningen.

ReferanserRediger

  1. ^ Midling, Anne Sliper (27. juli 2010). «Arkiverte genistreker». forskning.no (norsk). Besøkt 27. november 2018. «Onsager ble nominert mange ganger til Nobelprisen i både kjemi og fysikk.» 
  2. ^ NTH er fra 1996 integrert i Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU)  
  3. ^ «Viten.no: Lars Onsager». www.viten.no (norsk). Besøkt 27. november 2018. 
  4. ^ tilsvarer masteroppgave
  5. ^ a b Hemmer, Per Chr.; Hauge, Eivind Hiis (1993). «Lars Onsager – en stor fysiker og kjemiker» (PDF). Fra fysikkens verden (4): 100–103. 
  6. ^ a b c d e Hemmer, Per Chr. (2003). «Lars Onsager – 100 år» (PDF). Fra fysikkens verden (4): 99–102. 
  7. ^ Avhandlingen ble publisert første gang i The Collected Works of Lars Onsager, with commentary (P.C. Hemmer, H. Holden and S. Kjelstrup Ratkje, Eds.), World Scientific, Singapore, 1996.
  8. ^ «The Nobel Prize in Chemistry 1968». NobelPrize.org (engelsk). Besøkt 11. desember 2018. 
  9. ^ Svenska Dagbladet, 31. oktober 1968.
  10. ^ «Tek-0005 Lars Onsager». NTNU/Arkivportalen. 3. juli 2018. Besøkt 27. november 2018. 

LitteraturRediger

  • Per Chr. Hemmer, Helge Holden og Signe Kjelstrup Ratkje (Eds.): The Collected Works of Lars Onsager (with Commentary). World Scientific Series in 20th Century Physics – Vol. 17 (World Scientific, Singapore 1996) ISBN 981-02-2563-6
  • Martin H. Krieger: Constitutions of matter : mathematically modelling the most everyday of physical phenomena. University of Chicago Press 1996. ISBN 0-226-45304-9 Inneholder en detaljert pedagogisk diskusjon av Onsagers løsning av faseovergang til 2-D Ising model.

Eksterne lenkerRediger