Gerald Dennis Mahan (nacido el 24 de noviembre de 1937, fallecido el 21 de noviembre de 2021, a los 83 años) fue un físico de materia condensada estadounidense , con intereses de investigación específicos en el transporte y las propiedades ópticas de los materiales y los dispositivos de estado sólido . Fue miembro de la Sociedad Estadounidense de Física . [1]
Mahan obtuvo una licenciatura en física en 1959 en la Universidad de Harvard y un doctorado en física en la Universidad de California, Berkeley en 1964.
Mahan trabajó en el Laboratorio de Investigación de General Electric (1963-1967) y fue profesor de física en la Universidad de Oregón (1967-1973), la Universidad de Indiana (1973-1984), la Universidad de Tennessee (1984-2001) y la Universidad Estatal de Pensilvania (2001-actualidad). También trabajó en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (1984-2001).
Nacido en Portland, Oregón, Mahan se graduó como alumno destacado en la Franklin High School . Estudió física en la Universidad de Harvard y se graduó magna cum laude en 1959. En 1964, bajo la tutela de John Hopfield en la Universidad de California, Berkeley, recibió su doctorado en física por explicar la dispersión lineal en excitaciones. Tras su graduación, se convirtió en científico investigador en el Laboratorio de Investigación Corporativa de General Electric. Trabajó a tiempo completo para General Electric hasta 1967 y luego pasó otros 28 años trabajando para ellos a tiempo parcial (una de las relaciones continuas a tiempo parcial más largas en la historia de la investigación de GE). Mientras estuvo en GE, fue pionero en la aplicación de técnicas matemáticas desarrolladas por tres rusos ( Abrikosov , Gorkov y Dzyaloshinskii ) para adaptar las funciones de Green a la física teórica del estado sólido. Las soluciones que utilizaban este método desafiaban la sabiduría convencional. La teoría del borde de rayos X era parte de este trabajo. Los resultados producidos utilizando este método, aunque controvertidos en su momento, fueron apoyados casi universalmente por resultados experimentales posteriores y finalmente se aceptaron como técnicas matemáticas fundamentales. Charles Duke trabajó en estrecha colaboración con Mahan mientras ambos estaban en GE y aprendió y aplicó estas técnicas que condujeron a descubrimientos en la tunelización de electrones a través de diodos semiconductores. En una entrevista se le cita diciendo que "básicamente, Gerry me enseñó física del estado sólido". [2]
En 1967, Mahan se convirtió en profesor de física en la Universidad de Oregón. Mientras estuvo en Oregón, continuó su trabajo sobre el límite de los rayos X y lo amplió para incluir la ciencia de superficies y la teoría microscópica de los dieléctricos. Obtuvo una beca de investigación de la Fundación Alfred Sloan y pasó 1970 trabajando en el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge, Inglaterra. Mahan se convirtió en profesor en la Universidad de Indiana en 1973. Durante su permanencia en Indiana, amplió sus áreas de trabajo para incluir varistores, lo que hizo en conjunto con colegas de GE. Desarrolló modelos matemáticos que explicaban cómo funcionan los varistores (son dispositivos extremadamente no lineales) lo que llevó a mejoras sustanciales en su eficacia. Trabajó en estrecha colaboración con Lloyd Chase y realizó la primera dispersión Raman de beta-alúmina que se utiliza para fabricar baterías de estado sólido de alta densidad. Continuó expandiendo sus áreas de interés y co-inventó la aproximación de densidad local dependiente del tiempo (TDLDA) que se basó en el trabajo de Walter Kohn inventando la aproximación de densidad local (LDA). Más tarde escribió un libro sobre el tema con Kumble Subbaswammy (un ex estudiante de doctorado) titulado Local Density Theory of Polarizability . Subbaswammy es actualmente el Canciller de la Universidad de Massachusetts en Amherst. Mahan estaba comprometido con el desarrollo del talento científico y tuvo varios estudiantes de posdoctorado mientras estaba en Indiana. Estos incluyeron a Steven Girvin (posdoctorado durante 2 años de 1977 a 1978), Wilfried Haensch (posdoctorado durante 2 años de 1981 a 1982), [3] William Pardee, Ji-Wie Wu, Mats Jonson y Petter Minnhagen. Steven Girvin, quien, al igual que Mahan, recibió su doctorado bajo la dirección de John Hopfield, ganó en 2007 el Premio Oliver E. Buckley de la Sociedad Estadounidense de Física y es profesor de Física Eugene Higgins en la Universidad de Yale. [4] Wilfried Haensch realizó un trabajo pionero con Mahan explicando el problema de la "resistencia a la corriente" en semiconductores y un trabajo independiente con Mahan utilizando nuevos métodos analíticos para explicar la ecuación cuántica de Bolzmann (QBE) , que describe el transporte de electricidad en calor y sólidos. Durante su permanencia en Indiana, fue invitado por Stig Lundqvist de la Universidad de Chalmers y el Instituto Niels Bohr a pasar un año sabático trabajando en Chalmers en Gotemburgo, Suecia.. Esto fomentó una larga colaboración con Chalmers y la física sueca. En 1984, la Universidad de Tennessee y el Laboratorio Nacional de Oak Ridge crearon un programa conjunto de Científicos Distinguidos para aumentar la calidad y el perfil de la ciencia en Tennessee. Mahan fue reclutado como el primer miembro de ese programa y se mudó a Tennessee. Continuó su investigación, pero pasó gran parte de su tiempo como gerente de investigación. Durante el mandato de Lamar Alexander como presidente de la Universidad de Tennessee, reclutó a Mahan para enseñar física a estudiantes de primer año, lo que hizo durante diez años. En ese momento, no había muchos miembros de la Academia Nacional de Ciencias que enseñaran física a estudiantes de primer año. En 2001, Mahan fue reclutado para unirse a la facultad de la Universidad Estatal de Pensilvania como profesor distinguido. Amplió sus áreas de especialización para incluir termoelectricidad y sistemas de transporte térmico en nanotubos. Trabajó con Peter Eklund en propiedades vibracionales de nanotubos de carbono y nanocables de silicio. Se retiró de Penn State en 2016 y se desempeñó como profesor adjunto en el Instituto Tecnológico de Massachusetts desde 2016 hasta 2020.
Mahan fue reconocido por su trabajo pionero. Fue elegido miembro de la Sociedad Estadounidense de Física (1974), miembro de la Academia Nacional de Ciencias (1995), de la Academia Estadounidense de las Artes y las Ciencias (2005), miembro extranjero de la Sociedad Real de las Artes y las Ciencias de Gotemburgo (Suecia) (2008) y profesor Erasmus Mundas de la Unión Europea (2011). En 2016 recibió un doctorado honorario de la Universidad Chalmers de Gotemburgo (Suecia).
Más adelante en su carrera, Mahan se desempeñó como líder de organizaciones científicas tanto en los Estados Unidos como a nivel mundial. Se desempeñó como consejero general (junta directiva) de la American Physical Society . Se desempeñó como secretario (director) de la Sección III de la Academia Nacional de Ciencias . La Sección III incluye Matemáticas Aplicadas, Ciencias de la Computación, Ingeniería y Ciencias Físicas Aplicadas. También se desempeñó como secretario de la Sección 33 (Ciencia Física Aplicada). Se desempeñó como el primer presidente del Centro Internacional de Física de la Materia Condensada (ICCMP) en Brasilia, Brasil . En su papel como presidente del ICCMP, viajó incansablemente para fomentar la colaboración entre físicos sudamericanos y estadounidenses y europeos.
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