John Werner Cahn (9 de enero de 1928 - 14 de marzo de 2016) fue un científico estadounidense y recibió la Medalla Nacional de Ciencias de 1998 . Nacido en Colonia , Weimar, Alemania , [1] fue profesor en el departamento de metalurgia del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) de 1964 a 1978. Desde 1977, ocupó un cargo en el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (anteriormente la Oficina Nacional de Normas). Cahn tuvo una profunda influencia en el curso de la investigación de materiales durante su carrera. Cahn , una de las principales autoridades en termodinámica , aplicó las leyes básicas de la termodinámica para describir y predecir una amplia gama de fenómenos físicos. [2]
Hans Werner Cahn nació en Colonia, Alemania, en una familia judía. [3] Su padre era un abogado antinazi y su madre una técnica de rayos X. [3]
Después de la Machtergreifung de 1933, el padre Cahn escapó del arresto sólo porque había sido advertido por un colega abogado. La familia huyó de Alemania y finalmente acabó en Amsterdam . Emigraron a Estados Unidos en 1939, donde Hans se convirtió en John. La mayor parte de su familia en Europa fue asesinada en el Holocausto . [3]
Los Cahn se establecieron en la ciudad de Nueva York . John Cahn se convirtió en ciudadano estadounidense en 1945. Sirviendo en el ejército de los Estados Unidos , estuvo destinado en Japón durante su ocupación por los aliados . [3]
Cahn recibió una licenciatura en química en 1949 de la Universidad de Michigan . Posteriormente obtuvo un doctorado en química física en 1953 de la Universidad de California en Berkeley . Su tesis doctoral se tituló "La oxidación de la hidracina marcada isotópicamente" y su director de tesis fue RE Powell.
En 1954, Cahn se unió al esfuerzo de investigación en metalurgia química en el laboratorio de General Electric en Schenectady , Nueva York, dirigido por David Turnbull . Turnbull había realizado un trabajo pionero sobre la cinética de la nucleación , y el grupo se centraba en comprender la termodinámica y la cinética de las transformaciones de fase en sólidos.
En 1964, Cahn se convirtió en profesor en el Departamento de Metalurgia (ahora Ciencia de Materiales) del Instituto de Tecnología de Massachusetts. Dejó el MIT en 1978. En 1969, Cahn inició una larga relación profesional con su estudiante de posgrado, Francis Larché, cuyo trabajo se centró en el efecto de la tensión mecánica en la termodinámica de los sólidos. El enfoque de Larche-Cahn es la piedra angular del tratamiento de la termodinámica de materiales tensionados. Buenos ejemplos de este fenómeno son las regiones cercanas a un precipitado coherente o el campo de tensiones alrededor de una dislocación.
En 1972, Cahn trabajó con David W. Hoffman para formular termodinámica basada en vectores para describir la termodinámica de interfaces, una formulación que es necesaria para tener en cuenta materiales anisotrópicos. Esto también se conoce como formulación de vector capilar de energías de interfaz. Las matemáticas de este tratamiento involucran el concepto de normas , aunque Cahn y Hoffman no eran conscientes de ello en ese momento.
En 1975, Cahn trabajó con su estudiante de posgrado Sam Allen en transiciones de fase en aleaciones de hierro, incluidas transiciones de orden-desorden. Este trabajo condujo a la ecuación de Allen-Cahn .
Desde 1984 fue profesor afiliado en la Universidad de Washington .
En 1957, Cahn trabajó con John E. Hilliard para desarrollar la ecuación de Cahn-Hilliard , que describe las fuerzas termodinámicas que impulsan la separación de fases en muchos sistemas, y desarrolló la teoría conjunta de la descomposición espinodal . [4] [5] [6] [7]
En la teoría del crecimiento de los cristales, Cahn concluyó que la característica distintiva es la capacidad de la superficie de alcanzar un estado de equilibrio en presencia de una fuerza impulsora termodinámica (normalmente en forma de grado de subenfriamiento). También concluyó que para cada superficie o interfaz en un medio cristalino, existe una fuerza impulsora crítica que, si se excede, permitirá que la superficie o interfaz avance normal a sí misma y, si no se excede, requerirá el mecanismo de crecimiento lateral. .
Por lo tanto, para fuerzas impulsoras suficientemente grandes, la interfaz puede moverse uniformemente sin el beneficio de un mecanismo de nucleación heterogéneo o de dislocación de tornillo. Lo que constituye una fuerza impulsora suficientemente grande depende de la difusión de la interfaz, de modo que para interfaces extremadamente difusas, esta fuerza impulsora crítica será tan pequeña que cualquier fuerza impulsora mensurable la excederá. Alternativamente, para interfaces agudas, la fuerza impulsora crítica será muy grande y la mayor parte del crecimiento se producirá mediante el mecanismo de paso lateral. [8] [9] [10] [11]
En 1977, Cahn publicó un tratamiento matemático sencillo de la termodinámica de la humectación : la interacción entre un líquido en contacto con una superficie sólida. Este artículo presentó una formulación simple para describir la transición de humectación : el punto en el que un líquido pasa de formar una gota sobre una superficie a extenderse uniformemente como una película líquida sobre la superficie. Esta teoría tuvo amplias implicaciones para muchas técnicas de procesamiento de materiales.
En 1982, Dan Shechtman observó una nueva estructura cristalina con características desconcertantes. Cahn contribuyó a la teoría de cómo una estructura de este tipo podría ser termodinámicamente estable y se convirtió en coautor del artículo fundamental que introdujo los cuasicristales .
En 2004, Cahn y Bendersky presentaron evidencia de que se puede cultivar una "fase metálica isotrópica no cristalina" (denominada "vidrio q") a partir de la masa fundida. Esta es la "fase primaria" que se forma en el sistema Al-Fe-Si durante el enfriamiento rápido. La evidencia experimental indica que esta fase se forma mediante una transición de primer orden. Las imágenes TEM muestran que el vidrio q se nuclea a partir de la masa fundida como partículas discretas, que crecen esféricamente con una tasa de crecimiento uniforme en todas las direcciones. El patrón de difracción muestra que se trata de una fase vítrea isotrópica. Sin embargo, existe una barrera de nucleación, lo que implica una discontinuidad interfacial (o superficie interna) entre el vidrio y la masa fundida. [12]
Al jubilarse, Cahn aceptó un puesto en la Universidad de Washington como profesor afiliado en los Departamentos de Ciencia de Materiales e Ingeniería y Física.
Tuvo tres hijos y seis nietos. Cuando se jubiló, vivió en Seattle , Washington, con su esposa, Anne Hessing Cahn . [3] Murió de leucemia en Seattle el 14 de marzo de 2016. [13]
2011 Premio Kyoto, Fundación Inamori
2002 Premio Bower , Instituto Franklin
2001 Medalla Emil Heyn, Sociedad Metalúrgica Alemana
2001 Miembro honorario vitalicio de la Sociedad Estadounidense de Cerámica
1999 Profesor Bakhuys Roozeboon y medalla de oro, Academia de Ciencias de los Países Bajos
1998 Medalla Nacional de Ciencias [14]
1998 Miembro, Academia Nacional de Ingeniería
1998 Profesor distinguido de GE en ciencia de materiales en RPI
'69 y '98 Profesor MacDonald, Sociedad Metalúrgica Canadiense
1996 Doctor Honoris Causis, Universidad de Évry, Francia
1995 Premio Harvey , Technion .
1994 Medalla Rockwell; Salón de la Fama de Ingeniería, Ciencia y Tecnología, y Medalla, Instituto Tecnológico Internacional.
1994 Medalla de Oro, Miembro Honorario, Instituto Japonés de Metales.
1993 Conferencia sobre Inland Steel, Universidad Northwestern.
1993 Premio Hume-Rothery, TMS.
1993 Profesor Cyril Stanley Smith, Universidad de Chicago.
1992 Miembro honorario, MRS-India.
1991 Premio Michelson-Morley , Universidad Case Western. [15]
1990 Licenciado Honoris Causa. D., Universidad del Noroeste; Profesor Hilliard.
1989 Premio Sauveur, ASM Internacional.
1987 Profesor Distinguido de Física, Universidad de Boston.
1986 Premio Stratton, Oficina Nacional de Normas.
1985 Premio Von Hippel, Sociedad de Investigación de Materiales.
1984 Medalla de Oro, Departamento de Comercio de Estados Unidos.
1983 Profesor distinguido, Universidad de Connecticut.
1982 Profesor Golick, Universidad de Missouri, Rolla, MO.
1981 Miembro de la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia.
1981 Premio Dickson, Universidad Carnegie-Mellon.
1980 Profesor honorario, Universidad Jiao Tong, Shanghai, China.
1979 Profesor Van Horn, Universidad Case-Western.
1978 Profesor Dorn, Universidad Northwestern.
1977 Medalla de Oro Acta Metalúrgica.
1974 Miembro de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias .
1973 Miembro, Academia Nacional de Ciencias .
1968 Profesor del Instituto de Metales, AIME.
1966 Premio SB Meyer, Sociedad Estadounidense de Cerámica.
1960–61 Beca Guggenheim realizada en el Laboratorio Goldsmith de la Universidad de Cambridge.
1951 Beca de tintes y sustancias químicas aliadas en la Universidad de California, Berkeley.
{{cite web}}: Mantenimiento CS1: copia archivada como título ( enlace )