Чарльз Киттель

Чарльз Киттель (англ. Charles Kittel; 18 июля 1916, Нью-Йорк — 15 мая 2019, Ла-Холья, Калифорния) — американский физик, специалист в области физики твёрдого тела. Наиболее известен как автор фундаментального учебника «Введение в физику твёрдого тела» (англ. Introduction to Solid State Physics), который на протяжении десятилетий остаётся одним из основных пособий по данной дисциплине во всём мире.

Биография

Чарльз Киттель родился в Нью-Йорке в семье еврейских иммигрантов. Его отец, Джозеф Киттель, был инженером-электриком, мать, Элизабет Киттель, — домохозяйкой. Детство провёл в Нью-Йорке и Лос-Анджелесе.

В 1934 году поступил в Калифорнийский технологический институт (Калтех), где в 1938 году получил степень бакалавра наук. Затем продолжил обучение в Кембриджском университете (Великобритания), где в 1940 году получил степень магистра. В 1941 году защитил докторскую диссертацию (Ph.D.) в Висконсинском университете в Мадисоне под руководством Грегори Брейта. Тема диссертации была связана с теорией ядерного магнитного резонанса.

Во время Второй мировой войны Киттель работал в Военно-морском артиллерийском центре (Naval Ordnance Laboratory) в Вашингтоне, округ Колумбия, где занимался разработкой магнитных мин и торпед. После войны, в 1945 году, перешёл в Массачусетский технологический институт (MIT), где работал в Лаборатории по исследованию металлов.

В 1951 году Киттель переехал в Калифорнийский университет в Беркли, где стал профессором физики. В Беркли он проработал до выхода на пенсию в 1978 году, после чего оставался почётным профессором. В этот период он активно занимался исследованиями в области магнетизма, сверхпроводимости, ферромагнитного резонанса и физики полупроводников.

Чарльз Киттель скончался 15 мая 2019 года в Ла-Холье, Калифорния, на 103-м году жизни.

Научная деятельность

Основные научные работы Киттеля относятся к физике твёрдого тела, в частности к теории магнетизма, сверхпроводимости и ферромагнитного резонанса. Он внёс значительный вклад в понимание природы магнитных доменов, спиновых волн и эффекта Керра.

Магнетизм и ферромагнитный резонанс

Киттель разработал теорию ферромагнитного резонанса, которая описывает поглощение электромагнитного излучения ферромагнитными материалами. Он также ввёл понятие «киттелевского предела» для ширины линии ферромагнитного резонанса.

Сверхпроводимость

В 1950-х годах Киттель совместно с Джоном Бардином и Леоном Купером работал над теорией сверхпроводимости, однако его вклад в эту область был менее значительным, чем у Бардина, Купера и Шриффера (теория БКШ). Тем не менее, Киттель опубликовал несколько важных работ по теории сверхпроводящих состояний.

Спиновые волны

Киттель внёс вклад в теорию спиновых волн — коллективных колебаний магнитных моментов в твёрдых телах. Он предсказал существование так называемых «магнонов» — квазичастиц, соответствующих квантам спиновых волн.

Учебник «Введение в физику твёрдого тела»

Наибольшую известность Киттелю принёс учебник «Введение в физику твёрдого тела» (первое издание вышло в 1953 году). Книга выдержала восемь изданий на английском языке (последнее — в 2005 году) и была переведена на многие языки мира, включая русский. Учебник охватывает широкий круг тем: кристаллическую структуру, дифракцию рентгеновских лучей, колебания решётки, электронные свойства металлов, полупроводников, магнетизм, сверхпроводимость, диэлектрические свойства и дефекты кристаллов.

Характерной особенностью учебника является сочетание строгой физической теории с доступным изложением и большим количеством иллюстраций и задач. Книга стала стандартным пособием для студентов старших курсов и аспирантов, изучающих физику твёрдого тела.

Награды и признание

• Член Национальной академии наук США (1957).
• Член Американской академии искусств и наук (1959).
• Премия Оливера Бакли (1963) — за вклад в физику твёрдого тела.
• Медаль Эрстеда (1972) — за выдающиеся достижения в преподавании физики.
• Почётный доктор ряда университетов, включая Калифорнийский университет в Беркли и Технион (Израиль).

Основные труды

• Introduction to Solid State Physics (1st ed. 1953, 8th ed. 2005). — На русском: Введение в физику твёрдого тела (М.: Наука, 1978; последнее русское издание — М.: Лань, 2007).
• Thermal Physics (совместно с Х. Кромером, 1980). — На русском: Термодинамика. Статистическая физика (М.: Мир, 1983).
• Quantum Theory of Solids (совместно с К. Шенноном, 1963). — На русском: Квантовая теория твёрдых тел (М.: Наука, 1967).
• Elementary Statistical Physics (1958). — На русском: Элементарная статистическая физика (М.: ИЛ, 1960).

Интересные факты

• Киттель был одним из первых физиков, кто систематически использовал метод вторичного квантования для описания коллективных возбуждений в твёрдых телах.
• В 1960-х годах он активно участвовал в дискуссиях о природе высокотемпературной сверхпроводимости, хотя его прогнозы в этой области не всегда подтверждались.
• Киттель был известен своим строгим стилем преподавания и требовательностью к студентам, что, однако, не мешало его популярности как лектора.
• В 2016 году, в возрасте 100 лет, он дал интервью, в котором рассказал о своей жизни и работе.

Источники

• Charles Kittel. Biographical Memoirs — National Academy of Sciences, 2020.
• Kittel, Charles. Introduction to Solid State Physics — 8th ed., Wiley, 2005.
• Kittel, Charles. Thermal Physics — 2nd ed., W. H. Freeman, 1980.
• Kittel, Charles. Quantum Theory of Solids — 2nd ed., Wiley, 1987.
• Kittel, Charles. Elementary Statistical Physics — Wiley, 1958.
• Nobel Prize in Physics 1972 — John Bardeen, Leon N. Cooper, J. Robert Schrieffer (упоминается вклад Киттеля в теорию сверхпроводимости).
• Physics Today — некролог Чарльзу Киттелю, май 2019.