Carl Henry Eckart (4 de mayo de 1902 – 23 de octubre de 1973) fue un físico, oceanógrafo físico, geofísico y administrador estadounidense. Fue uno de los creadores del teorema de Wigner-Eckart y también es conocido por las condiciones de Eckart en mecánica cuántica, [1] el teorema de Eckart-Young en álgebra lineal, [2] y su trabajo sobre termodinámica del no equilibrio y mecánica del medio continuo, incluido un tratamiento relativista [3] [4] [5] [6]
Eckart nació como hijo único en St. Louis, Missouri , en una familia conservadora de ascendencia alemana. [7] Comenzó la universidad en 1919 en la Universidad de Washington en St. Louis, donde recibió sus títulos de licenciatura y maestría con especialización en ingeniería. Sin embargo, debido a Arthur Holly Compton , un miembro de la facultad de física y más tarde canciller, Eckart se sintió influenciado para continuar su educación en física en Princeton, donde fue en 1923 con una beca de investigación de Edison Lamp Works. Eckart recibió su doctorado en 1925. [8] [9] [10]
Durante sus estudios de posgrado, Eckart fue coautor de un artículo con Karl Compton , [11] hermano de Arthur Compton sobre arcos de bajo voltaje, particularmente los fenómenos oscilatorios que surgen en la difusión de electrones contra campos de bajo voltaje. Continuó esta línea de trabajo después de recibir su doctorado en una beca del Consejo Nacional de Investigación en el Instituto de Tecnología de California (Caltech) durante el período de 1925 a 1927. [8] Max Born , director del Instituto de Física Teórica de la Universidad de Göttingen y codesarrollador de la formulación de mecánica matricial de la mecánica cuántica con Werner Heisenberg , [12] llegó a Caltech en el invierno de 1925 y dio una conferencia sobre su trabajo. La conferencia de Born le dio a Eckart el impulso para investigar el posible formalismo del operador general para la mecánica cuántica. Trabajando hasta principios de 1926, Eckart desarrolló el formalismo. Cuando en enero se publicó el primer artículo de Erwin Schrödinger [13] de la serie de cuatro [14] [15] [16] sobre la formulación de la mecánica ondulatoria de la mecánica cuántica, Eckart pronto se dio cuenta de que la formulación matricial y la formulación ondulatoria de la mecánica cuántica eran equivalentes; presentó su artículo [17] a las Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América para su publicación. Sin embargo, se comunicó el 31 de mayo de 1926, y el artículo de Schrödinger [18] sobre la equivalencia se recibió el 18 de marzo de 1926, lo que le dio crédito por la realización. [8] En 1927, Eckart recibió una beca Guggenheim para realizar estudios e investigaciones postdoctorales con Arnold Sommerfeld en la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich, uno de los tres centros principales para el desarrollo de la mecánica cuántica, siendo los otros Göttingen bajo Born y la Universidad de Copenhague bajo Niels Bohr . También en Múnich, simultáneamente con Eckart, estuvieron Rudolf Peierls y otros dos becarios Guggenheim, Edwin C. Kemble y William V. Houston . [19] [20] En Múnich, Eckart trabajó en el comportamiento mecánico cuántico de osciladores simples utilizando la ecuación de Schrödinger y en el cálculo de operadores relacionado con la formulación matricial de la mecánica cuántica. También aplicó su trabajo a la teoría de los electrones y la conductividad de los metales utilizando las estadísticas de Fermi, y fue coautor de un artículo[21] sobre el tema con Sommerfeld y William V. Houston . [8]
Al regresar a los Estados Unidos en 1928, Eckart fue nombrado profesor asistente en el departamento de física de la Universidad de Chicago , donde continuó su trabajo sobre mecánica cuántica durante otros 14 años. Cabe destacar un artículo en coautoría con Helmut Hönl , quien recibió su doctorado con Sommerfeld en 1926; el artículo, sobre los fundamentos de la mecánica cuántica, abordó el papel de la teoría de grupos en la dinámica cuántica en sistemas monoatómicos y las comparaciones de las teorías nucleares de Werner Heisenberg y Eugene Wigner . Durante este período, Eckart desarrolló su formulación del teorema de Wigner-Eckart , un vínculo entre los grupos de transformación de simetría aplicados a la ecuación de Schrödinger y las leyes de conservación de la energía, el momento y el momento angular. El teorema es particularmente útil en espectroscopia . Con FC Hoyt , Eckart tradujo [22] el libro de Heisenberg sobre los principios físicos de la mecánica cuántica. Durante el año académico 1934-1935, Eckart tomó un año sabático en el Instituto de Estudios Avanzados de Nueva Jersey , como también lo hizo en los años académicos 1952-1953 y 1960-1961. [8] [9] Durante este período publicó, junto con Gale Young , una demostración del teorema de Eckart-Young, que resuelve el problema de aproximación por mínimos cuadrados de una matriz dada por una matriz de rango inferior.
En diciembre de 1938, Otto Hahn y Fritz Strassmann realizaron en Alemania un experimento que apuntaba hacia la fisión del uranio . Comunicaron sus resultados a su ex colega Lise Meitner , que había huido de Alemania a principios de año. En enero de 1939, Meitner y su sobrino Otto Frisch interpretaron correctamente los resultados experimentales como la fisión del uranio. La noticia del descubrimiento se difundió muy rápidamente. Con el potencial de fabricar un arma atómica basada en la fisión y la amenaza de guerra en Europa, esto causó ansiedad en muchos, Leó Szilárd por ejemplo, de que Alemania desarrollara un arma atómica. Como resultado de dos reuniones con Albert Einstein , la primera con Szilárd y Eugene Wigner y la segunda con Szilárd y Edward Teller , Einstein firmó la carta Einstein-Szilárd al presidente Franklin Delano Roosevelt (FDR) en agosto. La Segunda Guerra Mundial estalló en Europa en septiembre. La carta fue entregada a FDR en octubre por el economista y banquero Alexander Sachs . En respuesta a la carta, ese mes se formó el Comité del Uranio . El Comité se organizó en subsecciones por tema. La Subsección de Aspectos Teóricos, presidida por Enrico Fermi , estaba ubicada en la Universidad de Chicago, y Eckart era miembro de ella. [23] Sin embargo, en 1941, Eckart se retiró del Comité debido a sus sentimientos antibombas atómicas. [8] [9] También son notables durante este período sus artículos sobre la termodinámica de los procesos irreversibles.
Con la entrada de Estados Unidos en la Segunda Guerra Mundial en diciembre de 1941, la comunidad científica se vio incentivada a participar en el esfuerzo bélico. Los submarinos del Eje estaban cobrando un precio a los barcos aliados y la Marina estadounidense se estaba poniendo en contacto con científicos universitarios en relación con la detección óptica y acústica de submarinos. BO Knudsen, director de la recién formada División de Investigación de Guerra de la Universidad de California, y su asociado LP Delsasso se acercaron a Eckart en busca de ayuda. Eckart (profesor asociado) se tomó una licencia de la Universidad de Chicago para trabajar en el problema, comenzando así su estancia de 31 años en California. A partir de 1942, fue subdirector de la División de Investigación de Guerra y, finalmente, director, cargo que ocupó hasta 1946. [8] [9]
En 1946, Eckart renunció oficialmente a su puesto en la Universidad de Chicago para convertirse en profesor de geofísica en la Institución Scripps de Oceanografía de la Universidad de California, San Diego (UCSD), puesto que ocupó hasta 1971. En 1946 también se convirtió en el primer director del Laboratorio de Física Marina (MPL) de la Universidad de California. El MPL fue fundado por Eckart, Roger Revelle y el almirante Rawson Bennett para realizar investigaciones geofísicas de interés común para las comunidades académicas y navales. En 1948, el MPL se convirtió en parte integral de la Institución Scripps de Oceanografía, y Eckart sirvió como el cuarto director de Scripps hasta 1950. Eckart contribuyó a la geofísica vinculando ejercicios hidrodinámicos teóricos con propiedades físicas reales del agua. En las décadas siguientes realizó investigaciones sobre la estratificación térmica en el océano y las atmósferas, sobre las que escribió un libro, la transmisión del sonido en el mar, la turbulencia, las interacciones aire-mar, la generación y estructura de las olas superficiales e internas del océano. [8] [9]
Después de la Segunda Guerra Mundial, Eckart recopiló su trabajo y el trabajo de otros sobre detección submarina y lo publicó en un volumen clasificado titulado Principios y aplicaciones del sonido submarino , que se publicó por primera vez en 1946. Fue desclasificado en 1954 y reimpreso en 1968. Es una referencia estándar. [8]
Durante el período de 1957 a 1959, Eckart fue miembro del Consejo Asesor Editorial de la serie sobre matemáticas y mecánica aplicadas del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins . De 1959 a 1970, también fue consultor para empresas comerciales como General Dynamics Corporation y Rand Corporation . [9]
De 1965 a 1967, Eckart fue vicerrector de asuntos académicos en la UCSD. Luego sirvió en la Universidad de California, de 1967 a 1968, como representante suplente del Instituto de Análisis de Defensa , que estaba compuesto por 12 universidades miembro y funcionaba como una fuente independiente de estudios y asesoramiento para el Departamento de Defensa . [9]
Eckart contribuyó a la publicación póstuma de algunas obras del matemático John von Neumann . [9]
Eckart se casó con Edith Louise née Frazee en 1926; se divorciaron en 1948. En 1958, se casó con Klára Dán von Neumann , la viuda del matemático John von Neumann ; Klara murió en 1963 en un accidente de ahogamiento, oficialmente dictaminado como suicidio. [8] [9] El propio Eckart murió en La Jolla , California .
