David Mathias Dennison (26 de abril de 1900 en Oberlin, Ohio - 3 de abril de 1976) [1] fue un físico estadounidense que hizo contribuciones a la mecánica cuántica , la espectroscopia y la física de la estructura molecular. [2]
En 1917, Dennison ingresó al Swarthmore College , donde se graduó en 1921. Luego fue a la Universidad de Michigan , en Ann Arbor , para realizar estudios de posgrado en física con Walter F. Colby y Oskar Klein . Klein, ya asociado con la teoría de Kaluza-Klein (1921), se unió a la facultad de Michigan en 1922, después de una estadía de seis años en el Instituto de Física Teórica, bajo la dirección de Niels Bohr , en la Universidad de Copenhague . [3] Fue a través de Klein que Dennison escuchó y aprendió mucho sobre la física teórica actual que se estaba desarrollando en Europa, lo que creó en él un anhelo de ir a Copenhague para estudiar más. La tesis de Dennison fue sobre la estructura molecular y el espectro infrarrojo de la molécula de metano, [4] y recibió su doctorado en 1924. [5] [6] [7]
De 1924 a 1926, Dennison tuvo una beca del International Education Board (IEB) para realizar estudios de posgrado e investigación en Europa. Al final de ese tiempo, Harrison McAllister Randall , presidente del departamento de física de la Universidad de Michigan, había organizado que Dennison permaneciera en Europa un año más con una beca de la Universidad de Michigan. Dennison llegó al Instituto de Física Teórica de la Universidad de Copenhague en octubre de 1924. [8] Durante sus tres años en Europa, realizó principalmente investigación postdoctoral en Copenhague, donde tuvo asociaciones con otros físicos visitantes que trabajaban allí, como Paul Dirac , Samuel Abraham Goudsmit , Werner Heisenberg , Walter Heitler , Ralph H. Fowler , Friedrich Hund , Hendrik Anthony Kramers , Yoshio Nishina , Wolfgang Pauli y George Eugene Uhlenbeck . En la segunda mitad de 1925, Heisenberg y Max Born publicaron su formulación de mecánica matricial de la mecánica cuántica . En el otoño de 1926 fue a la Universidad de Zúrich para estudiar y trabajar con Erwin Schrödinger , quien a principios de año había publicado sus artículos sobre su formulación de mecánica ondulatoria de la mecánica cuántica. A principios de la primavera de 1927, Dennison regresó a Copenhague y, a fines de la primavera, fue a la Universidad de Cambridge para trabajar con Ralph Fowler durante seis semanas; allí estaban en ese momento Ernest Rutherford , Nevill Francis Mott , Pyotr Kapitsa , Patrick Blackett y John Cockcroft . Las últimas semanas de su beca las pasó en la Universidad de Leiden con Paul Ehrenfest . [6] [7]
En 1925, George Eugene Uhlenbeck y Samuel Abraham Goudsmit propusieron el espín , y Wolfgang Pauli propuso el principio de exclusión de Pauli . En 1926, Enrico Fermi y Paul Dirac introdujeron la estadística de Fermi-Dirac . Mientras estaba en Cambridge, Dennison utilizó cálculos de mecánica cuántica sobre el hidrógeno molecular para demostrar que los protones , como los electrones , estaban sujetos a la estadística de Fermi-Dirac, o tenían espín ½ , y por lo tanto obedecían al principio de exclusión de Pauli . [9] [10]
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En 1927, tras el regreso de Dennison de Europa, comenzó su carrera de por vida en la Universidad de Michigan hasta 1976. [11] Otto Laporte había llegado a Michigan en 1926, y George Uhlenbeck y Samuel Goudsmit llegaron en 1927. Estos cuatro hombres formaban un equipo que durante muchos años desarrollaba la física teórica, incluida la mecánica cuántica. Habían sido llevados allí por el presidente del departamento de física, Harrison McAllister Randall, para desarrollar las capacidades teóricas del departamento. [7] [12]
Dennison fue alumno de Niels Bohr y conoció a Hans Bethe , Wolfgang Pauli y Enrico Fermi antes de que se hicieran mundialmente famosos. [13] La mayor parte del trabajo de Dennison fue sobre la estructura molecular. Tras el descubrimiento del espín del electrón en 1925 por George Uhlenbeck y Samuel Goudsmit, el calor específico del hidrógeno era uno de los principales problemas sin resolver. Dennison resolvió este problema en 1927 postulando que el espín de los protones no cambia con frecuencia durante las mediciones. Esta nueva teoría coincidía precisamente con los experimentos dado que el espín del protón era 1/2. [14] En 1932 Dennison y Uhlenbeck resolvieron el problema del "paraguas invertido" de dos mínimos para la posición del nitrógeno en el amoníaco. Este resultado predijo la absorción en longitudes de onda de microondas, lo que inspiró a Neal Williams a construir un espectrógrafo de microondas molecular, uno de los primeros construidos. Durante la Segunda Guerra Mundial, Dennison recibió una mención de la Marina de los EE. UU. por su trabajo con la espoleta de proximidad de radio VT. [13] Después de la guerra, Dennison volvió a trabajar en la estructura molecular, así como en el diseño del nuevo sincrotrón en Michigan. Con Theodore H. Berlin , desarrolló la teoría de órbitas estables en un sincrotrón con secciones rectas, una característica que pronto se convirtió en estándar en la mayoría de los sincrotrones grandes. [14]
El edificio David M. Dennison en el campus de la Universidad de Michigan fue nombrado originalmente en su honor, pero fue remodelado y renombrado como el edificio Weiser en 2017 debido a una gran donación en efectivo de Ron Weiser . [15] El Colloquium Hall del Departamento de Física ahora lleva el nombre de Dennison. Dennison Reef , en Crystal Sound , Antártida, también recibe su nombre en su honor. [16]