Лайман Спитцер-младший

Лайман Спитцер-младший (англ. Lyman Spitzer Jr.; 26 июня 1914, Толидо, Огайо — 31 марта 1997, Принстон, Нью-Джерси) — американский физик-теоретик, астрофизик и педагог. Один из пионеров управляемого термоядерного синтеза, основоположник физики плазмы как самостоятельной дисциплины. Наиболее известен как автор концепции космического телескопа, которая была реализована в проекте «Хаббл» (запущен в 1990 году), а также как основатель Принстонской лаборатории физики плазмы (PPPL). Член Национальной академии наук США (1952).

Биография

Ранние годы и образование

Лайман Спитцер-младший родился в семье Лаймана Спитцера-старшего, президента компании «Нэшнл Леджер энд Пейпер Компани», и Бланш Спитцер (урождённой Кертис). Детство провёл в Толидо, где окончил среднюю школу Скотта. В 1931 году поступил в Йельский университет, который окончил в 1935 году со степенью бакалавра искусств по физике. Затем продолжил обучение в Кембриджском университете (Англия) под руководством Артура Эддингтона и в Принстонском университете, где в 1938 году получил степень доктора философии (Ph.D.) за диссертацию «Спектры ионизированного гелия и их интерпретация».

Научная карьера

После защиты диссертации Спитцер работал в Гарвардском университете (1938–1939) и Йельском университете (1939–1942). Во время Второй мировой войны участвовал в разработке гидроакустических систем для ВМС США в Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса. В 1946 году вернулся в Принстон, где стал профессором астрономии и заведующим кафедрой. В 1947 году основал Принстонскую лабораторию физики плазмы (PPPL), которую возглавлял до 1961 года.

В 1951 году Спитцер предложил концепцию «стелларатора» — устройства для магнитного удержания плазмы с целью осуществления управляемого термоядерного синтеза. Эта работа заложила основы физики плазмы и термоядерной энергетики. В 1961 году он стал директором Принстонской обсерватории, а в 1979 году — почётным профессором.

Личная жизнь

Спитцер был женат на Дорин Кэнфилд (с 1940 года), у них родились четверо детей. Он увлекался альпинизмом и лыжами. Умер 31 марта 1997 года от сердечного приступа во время прогулки в Принстоне.

Научные достижения

Астрофизика и межзвёздная среда

Спитцер внёс фундаментальный вклад в понимание физики межзвёздной среды. В 1939 году он теоретически предсказал существование горячей межзвёздной плазмы (так называемая «горячая фаза»), которая была подтверждена наблюдениями спустя десятилетия. Он разработал теорию образования звёзд в молекулярных облаках, а также описал процессы охлаждения и нагрева межзвёздного газа. Его монография «Физика межзвёздной среды» (1978) стала классическим учебником.

Концепция космического телескопа

В 1946 году Спитцер опубликовал статью «Астрономические преимущества внеземной обсерватории», в которой впервые обосновал необходимость размещения телескопа за пределами земной атмосферы. Он указал, что атмосфера поглощает значительную часть электромагнитного излучения (особенно в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах) и искажает изображения из-за турбулентности. Спитцер активно лоббировал эту идею в НАСА, что привело к запуску телескопа «Хаббл» в 1990 году. В честь его заслуг в 2003 году был запущен космический телескоп «Спитцер», предназначенный для инфракрасных наблюдений.

Физика плазмы и термоядерный синтез

В 1951 году Спитцер предложил конструкцию «стелларатора» — тороидальной магнитной ловушки для удержания плазмы. В отличие от токамаков, стеллараторы не требуют индукционного тока в плазме, что делает их потенциально более стабильными для непрерывной работы. Под его руководством в Принстоне были построены несколько экспериментальных стеллараторов (модели A, B, C). Хотя в 1960-х годах приоритет перешёл к токамакам, стеллараторы вновь привлекли внимание в XXI веке (например, проект Wendelstein 7-X в Германии).

Основные публикации

• «Спектры ионизированного гелия» (1938) — диссертация.
• «Астрономические преимущества внеземной обсерватории» (1946) — статья, положившая начало космической астрономии.
• «Физика полностью ионизированного газа» (1956) — учебник по физике плазмы.
• «Диффузия звёзд в галактиках» (1968) — работа по динамике звёздных систем.
• «Физика межзвёздной среды» (1978) — монография.

Награды и признание

• Премия Генри Норриса Рассела (1953) — за вклад в астрофизику.
• Премия Энрико Ферми (1979) — за работы по термоядерному синтезу.
• Национальная научная медаль США (1979).
• Медаль Брюса (1973) — за выдающиеся достижения в астрономии.
• Премия Крафорда (1985) — совместно с Эдвином Солпитером за исследования межзвёздной среды.
• В честь Спитцера названы: астероид 2160 Спитцер, кратер на Луне, космический телескоп «Спитцер» (2003–2020), Принстонская лаборатория физики плазмы (с 1990 года носит его имя).

Критика и дискуссии

Основной критический момент в карьере Спитцера связан с его ролью в проекте «Хаббл». Некоторые историки науки отмечают, что реализация телескопа затянулась на десятилетия из-за бюрократических и финансовых проблем, а сама концепция Спитцера была лишь одной из многих, предложенных в 1940-х годах. Однако признаётся, что именно его настойчивость и авторитет сыграли ключевую роль в одобрении проекта Конгрессом США в 1977 году. В области термоядерного синтеза стеллараторы Спитцера долгое время считались менее перспективными, чем токамаки, однако современные исследования (например, Wendelstein 7-X) подтвердили их потенциал для стационарной работы.

Источники

• Spitzer, L. «Astronomical Advantages of an Extra-Terrestrial Observatory». — Astronomical Journal, 1946.
• Spitzer, L. «Physics of Fully Ionized Gases». — Interscience Publishers, 1956.
• Spitzer, L. «Physical Processes in the Interstellar Medium». — Wiley, 1978.
• Bahcall, J. N. «Lyman Spitzer Jr. (1914–1997)». — Biographical Memoirs of the National Academy of Sciences, 2000.
• «Lyman Spitzer: A Biographical Memoir» by A. G. W. Cameron. — National Academy of Sciences, 1999.