Френсіс Саймон / Франц Ойген Симон: биография

У повоєнний час Саймон багато уваги приділяв суспільно- політичних питань, в 1948-1951 роках був науковим кореспондентом газетиThe Financial Times, співпрацював з Управлінням з атомної енергії (див.Atomic Energy Authority), був членом дослідницької ради Управління по електроенегіі (British Electricity Authority) і ради Лондонського королівського товариства, обіймав посаду голови комісії з дуже низьких температур Міжнародного союзу чистої та прикладної фізики (англ.IUPAP). Одночасно він налагоджував активну роботу по низькотемпературної фізики в Кларендонской лабораторії, розширюючи штат і обладнання свого відділу.

У 1956 році Саймон був обраний наступником Ліндемана (у той час вже лорда Черуелла) на посаді професора експериментальної філософії (Dr. Lee 's Professor of Experimental Philosophy) та директора Кларендонской лабораторії. Влітку він зліг через загострення коронарної хвороби серця, від якої став поступово одужувати. 1 жовтня 1956 Саймон вступив на посаду директора лабораторії, проте в кінці жовтня стався рецидив хвороби, і 31 жовтня він помер.

Наукова діяльність

Теплоємність і третій початок термодинаміки

Перші роботи Саймона (початку 1920-х років) були присвячені вивченню поведінки питомої теплоємності речовин при низьких температурах. Ця тематика тісно пов'язана з обгрунтуванням третього початку термодинаміки, що було сформульовано раніше керівником Саймона Вальтером Нернстом у формі так званої теплової теореми. Увага Саймона залучали в першу чергу різні аномалії (аномалії лямбда-типу, аномалії Шотткі та інші), які, здавалося, порушують необхідну за міру наближення до абсолютного нуля прагнення ентропії до одного й того ж межі незалежно від фазового стану речовини. Саймон вказав, що у всіх подібних випадках система не перебуває в стані внутрішньої рівноваги, і тому звичайні термодинамічні подання до неї незастосовні. Така ситуація виникає у разі аморфних речовин, різних сумішей і сплавів, що знаходяться у так званих метастабільних станах. Проведена робота дозволила Саймону дати нове формулювання третього початку термодинаміки і, як зазначає Ніколас Курті,

n

n

Той факт, що теплова теорема Нернста в наш час розглядається як третій початок термодинаміки, має те ж фундаментальне значення, що перше і друге початку, багато в чому обумовлено роботою і впливом Саймона.

n

n

Оригінальний текст(англ.)

n

n

The fact that the Nernst heat theorem is now regarded as the 3rd law of thermodynamics, equal in fundamental importance to the 1st and the 2nd laws, is largely due to Simon 's work and influence.

n

n

n

n

Результати Саймона в цій області знайшли і практичне застосування: проведений ним аналіз рівноваги графіт / алмаз був використаний фірмоюGeneral Electricдля успішного отримання штучних алмазів. Тим не менш, Саймон передбачав існування і реальних фундаментальних аномалій у поведінці теплоємності, пов'язаних з квантовими ефектами. Перша така аномалія була виявлена ??в 1929 році в твердому водні і пов'язана з існуванням двох його модифікацій - пара-і орто-водню (останній характеризується виродженням основного стану). У 1950-і роки Саймон повертався до вивчення властивостей орто-пара-систем.

Кріогеніка і сполучені дослідження

У 1926 році Саймон розробив метод адіабатичне десорбції для отримання рідкого гелію: з посудини з гелієм, адсорбованим вугіллям при температурі рідкого водню, відкачується газ, що дозволяє різко знизити температуру нижче критичної . У 1932 році він запропонував новий метод зріджування гелію - так званий експансіонний метод на основі його ізоентропійного розширення. Цей підхід виявився відносно простим і дешевим і дозволив інтенсифікувати проведення низькотемпературних досліджень у Кларендонской лабораторії та інших наукових центрах.