Кирилл Толпыго - Kirill Tolpygo

Кирилл Борисович Толпыго (русский: Кирилл Борисович Толпыго; украинец: Кирило Борисович Толпиго; 3 мая 1916 - 13 мая 1994), также известный как К. Б. Толпыго, был советским физиком и член-корреспондент из Национальная академия наук Украины. Он получил признание за свои работы по конденсированное вещество теория; теория фонон спектры в кристаллы; электронная структура и дефекты в изоляторы и полупроводники; и биофизика Создал кафедры теоретической физики и кафедры биофизики в г. Донецкий национальный университет.[1] Толпыго был учителем, наставником и научным руководителем аспирантов. Толпыго был награжден Орден Великой Отечественной войны (2-я степень).

Ранние годы

Толпыго родился в Первая мировая война в Киев, Украина, то часть Российская империя. Его отец, Борис Николаевич Толпыго (1889 - 1958), был юристом, получившим Орден Святого Станислава за заслуги перед российской армией во время Первой мировой войны Мать Толпыго, Татьяна Борисовна Букреева (1889 - 1992), была дочерью Борис Яковлевич Букреев, математик и геометр Киевский университет (Университет Святого Владимира, Киев).[2] В 1923 году отец Толпыго был арестован Чека, за предполагаемую «контрреволюционную» деятельность.[3] Благодаря вмешательству таких лиц, как Раймон Пуанкаре, Президент Франции, он избежал казни и был приговорен к 10 годам каторжных работ.[4] В 1947 году отца Толпыго снова посадили в тюрьму. Он вернулся в Киев незадолго до смерти в 1957 году. Таким образом, Толпыго вырос в семье своего деда, Бориса Юрьевича Букреева.

Образование

Жизнь Толпыго осложнялась тем, что он был сыном политического заключенного. Тем не менее ему разрешили войти Киевский университет. После окончания физико-математического факультета в 1939 году поступил в аспирантуру Институт Физики из Академия наук Украинской ССР и начал свои исследования в области теоретической физики. Его научным руководителем был Соломон Исаакович Пекар, создатель теории поляроны.[5][6]

Военная служба

В ноябре 1939 г. Толпыго был призван в армию. Красная армия и служил в артиллерийском отделении во время Вторая Мировая Война с 1941 по 1945 год. Был ранен во время Ельня наступление в 1941 году. Вернулся в Киев в 1945 году, когда всех физиков отозвали с действующей службы для работы на Атомная бомба и другие проекты, а также восстановить университеты и исследовательские институты, разрушенные во время войны.

Научная карьера

Вернувшись в Киев, Толпыго возобновил работу над кандидатской диссертацией и помог в восстановлении университета. С 1945 по 1966 год Толпыго преподавал теоретическую физику в Киевский Государственный Университет. Один из его учеников был Эммануэль Рашба, который стал выдающимся физиком-теоретиком и в значительной степени приписал свой успех руководству и поддержке Толпыго.[7] С 1963 г. Толпыго был профессором физики, а с 1960 по 1966 г. - заведующим кафедрой теоретической физики. Параллельно с 1948 по 1960 год он работал старшим научным сотрудником Института физики АН СССР. УССР, Киев. Он получил свой Кандидат наук (PhD) в 1949 году и его Доктор наук в 1962 году. В 1965 году он был избран Член-корреспондент Академии наук УССР.

В 1966 году Толпыго переехал с семьей из Киева в Донецк, Украина. С 1966 по 1988 год работал заведующим кафедрой теоретической физики Донецкого физико-технического института (ДонПТИ) АН УССР и одновременно был профессором и заведующим кафедрой теоретической физики Донецкого государственного университета.

Поддержка диссидентов

Толпыго присоединился к движению "Шестидесятники "(шестидезиатники) и подписали письмо к советским властям в поддержку диссидентов. Александр Гинзбург и Юрий Галансков. В результате его положение в Киевском университете оказалось под угрозой. В то время академик Александр Александрович Галкин организовывал новый научный центр в Донецке, Украина. Его целью была децентрализация научных исследований и продвижение науки и технологий в региональной Украине.[8] Галкин убедил Толпыго присоединиться к нему в Донецке и создать там новую школу теоретической физики, далекую от политической критики.

Более поздняя жизнь

С 1988 г. до своей смерти в 1994 г. Толпыго работал главным научным сотрудником ДонПТИ и продолжал преподавать физику в университете. Толпыго тоже любил музыку. Он регулярно занимался игрой на фортепиано. В Бетховен Сонаты для фортепиано были среди его любимых. В последние годы жизни Толпыго заинтересовался экология и защита окружающей среды.

Семейная жизнь

У Толпыго было четверо детей: Алексей (математик, шахматист, политический писатель) и Наталья (музыкант, преподаватель фортепиано) от первого брака в 1946 году с Оксаной Федоровной Томасевич, физиком-теоретиком, Сергеем (физиком конденсированного состояния) и Владимиром. (материаловед), от второго брака в 1959 г. с Каплуновой Еленой Исааковной Толпыго, тоже физиком.

Научная работа

Динамика кристаллической решетки и поляритоны

Между 1949 и 1956 годами Толпыго построил квантово-механическую теорию кристаллическая решетка динамика. Он включал деформацию электронных оболочек ионы и эффекты замедления.[9][10] В теории динамики кристаллической решетки эта модель теперь известна как Толпыго модель, модель деформируемых ионов или «оболочечная модель».[11][12] В 1950 году он предсказал связанные состояния фотоны и оптический фононы в ионном кристаллы, теперь известная как решетка поляритоны.[9] Год спустя такой же результат независимо получил Кун Хуанг используя другой метод. Впоследствии эти смешанные состояния были исследованы экспериментально. С.И. Пекар предложил называть эти состояния легкими экситонами. Однако это название не прижилось и срок поляритоны предложенный Хопфилдом.

Позже Толпыго обобщил свою теорию для описания гомополярных кристаллов (Si, Ge, алмаз и др.), Криокристаллов благородных газов и молекулярные кристаллы путем введения дальнодействующих Кулоновские взаимодействия в динамике их решетки.[13][14][15][16] На этой основе он разработал микроскопическую теорию оптических и упругих свойств кристаллов. Предсказан ряд новых эффектов, например генерация электрического поля (электромагнитной волны) в кристалле за счет неоднородной деформации (волны). Этот эффект теперь известен как флексоэлектрический эффект. В 1961 году Толпыго предсказал генерацию звука движущимися носителями тока, теперь хорошо известный эффект в акусто-электроника. Толпыго применил свою теорию деформируемых ионов для изучения локализованных состояний малого радиуса электронов в твердых телах. Эта теория объясняла взаимодействие электроны с фононы всех ветвей и длин волн, и был применен к теории поляритоны, F-центры, и экситоны в кристаллах галогенидов щелочных металлов.

Кинетические явления в полупроводниках

Толпыго также работал над кинетическими явлениями в полупроводники и их феноменологическая теория: теория диффузии биполярных носителей заряда,[17][18][19][20] теория тепловое излучение,[21][22][23] фотоэлектрический эффект,[24] p-n переходы,[25][26] теория термического ректификации,[27] поверхностные явления и др.

Многоэлектронная теория

Толпыго также работал над «многоэлектронной» теорией кристаллов: разработкой эффективного метода учета электронных корреляций в ленточная теория; обоснование квазимолекулярной модели валентных кристаллов; и теория их оптического поглощения на основе модели метастабильных Экситоны Френкеля. Он разработал теорию образования дефектов при собственном оптическом поглощении; микроскопическая теория оптического поглощения кристаллами; и микроскопическая теория Черенковское излучение как результат генерации легких экситонов (поляритоны ) полем движущегося релятивистского электрона.[28][29][30][31][32]

Биофизика

В добавление к физика конденсированного состояния, Толпыго также интересовались биофизика. Он предложил оригинальную микроскопическую теорию сокращения мышц, основанную на идее, что энергия разложения аденозинтрифосфат (АТФ) молекула переносится по цепочкам водородные связи между актин и миозин полимеры вызывая их взаимное движение.[33] Эта теория позволила ему объяснить экспериментальные особенности сокращение мышц, например, отношение напряжения к скорости, как описано Модель мышц Хилла. Он также изучал механизмы мутации[34] и исследовали безызлучательные возбуждения протоны в водородные связи в ДНК. Он предсказал новое квазичастица - протонный экситон - и исследовал его свойства.[35]

Рекомендации

  1. ^ Толпыго К. Б. [1] Вестник Академии Наук Украинской РСР, Киев, май 1986 г., № 4, с. 5 стр. 108
  2. ^ "Букреев" History.mcs.st-and.ac.uk. по состоянию на 3 апреля 2012 г.
  3. ^ Голинков Д. Л. "Крах вражеского подполья (Из истории борьбы с контрреволузией в Советской России в 1917–1924 гг." Москва, Издательство политической литературы, 1971, с.330-340.
  4. ^ Голинков Д. Л. Крушение антисоветского подполья в СССР, Книга 2, Москва, Политиздат, 1978, с. 180–186.
  5. ^ Пекар С. И. "Untersuchung uber die Elektronentheorie der Kristalle" Akademie Verlag, Берлин (1954).
  6. ^ Пекар С. И. «Исследования по электронной теории кристаллов». Комиссия по атомной энергии США, Вашингтон, округ Колумбия (1963 год).
  7. ^ Рашба Е. «Кирилл Борисович Толпыго: учитель, научный руководитель, ученый» Физика низких температур / Физика низких температур, 2016, т. 42, № 5, с. http://nrs.harvard.edu/urn-3:HUL.InstRepos:27733691
  8. ^ Криворучко Д. В. «Донецкий физико-технический институт - история» Donphti.ac.donetsk.ua, по состоянию на 3 апреля 2012 г.
  9. ^ а б Толпыго К. Б. «Физические свойства решетки каменной соли, состоящей из деформируемых ионов».[постоянная мертвая ссылка ] Ж.Экс.Теор.Физ. т.20, № 6. С. 497–509 (1950). Английский перевод: Ukrainian Journal of Physics, v.53, специальный выпуск (2008)
  10. ^ Толпыго К. Б. «Современное состояние теории поляризации идеальных ионных и валентных кристаллов». Успехи физических наук, т. 74, вып. 2. С. 269–288 (1961).
  11. ^ Упадхьяй Г. К. «Физика твердого тела (динамика решетки ионных твердых тел)», Laxmi Publication Ltd, Нью-Дели, 1-е издание: 2008 г., стр. 37.
  12. ^ Каплан Х. и Салливан Дж. Дж. "Колебания решетки кристаллов структуры цинковой обманки". Phys. Ред. 130, 120–129 (1963).
  13. ^ Толпыго К. Б. «Дальнодействующие силы и уравнения динамики для униполярных кристаллов типа алмаза». Советская физика - твердое тело, т. 3, вып. 3. С. 685–693 (1961).
  14. ^ Машкевич В. С., Толпыго К. Б. «Электрические, оптические и упругие свойства кристаллов алмаза». Советская физика в ЖЭТФ, т. 5, вып. 3. С. 435–439 (1957).
  15. ^ Толпыго К. Б. «Оптические, упругие и пьезоэлектрические свойства ионных и валентных кристаллов с решеткой типа ZnS». Советская физика - твердое тело, т. 2, вып. 10. С. 2367–2376 (1961).
  16. ^ Толпыго, К.Б. (1963). «Длинноволновые колебания кристаллов алмаза, включая дальнодействующие силы». Советская физика - твердое тело. 4 (7): 1297–1305.
  17. ^ Рашба Э. И. и Толпыго К. Б. «Статические вольт-амперные характеристики барьера, образующегося на границах электронных и дырочных полупроводников в обратном направлении». Журнал технической физики, т. 25, вып. 7. С. 1335–1338 (1955).
  18. ^ Толпыго, К.Б .; Заслваская, И. (1955). «Биполярная диффузия в полупроводниках при больших токах». Журнал технической физики.. 25 (6): 955–977.
  19. ^ Рашба Э. И., Толпыго К. Б. «Биполярная диффузия носителей тока при наличии глубоких ловушек». Ж. Экс. Теор. Физ. v.31, нет. 2. С. 273–277 (1956).
  20. ^ Рашба Э. И., Толпыго К. Б. «Постоянная вольт-амперная характеристика плоского выпрямителя с большими токами». Советская физика - Техническая физика. т.1, нет. 7. С. 1388–1395 (1956).
  21. ^ Толпыго, К.Б. (1949). «О термоэлектронной эмиссии из тонких полупроводниковых пленок». Журнал Технической Физики. 19 (11): 1301–1311.
  22. ^ Morgulis, N.D .; Толпыго, К.Б. (1953). «Применение поляронных представлений к теории термоэлектронной эмиссии полярных полупроводников». Журнал экспериментальной и теоретической физики (Сов. ЖЭТФ). 25 (6): 718–722.
  23. ^ Толпыго, К.Б. (1953). «К механизму затухания термоэлектронной эмиссии оксидного катода, работающего в импульсном режиме». Журнал экспериментальной и теоретической физики (Сов. ЖЭТФ). 24 (4): 478–485.
  24. ^ Толпыго, К.Б. (1953). «Фотовольтаический эффект в полупроводнике с фотопроводимостью одного знака». Журнал экспериментальной и теоретической физики (Сов. ЖЭТФ). 23 (3): 340–348.
  25. ^ Толпыго, К.Б. (1956). «Эмиссионная способность резкого p-n-перехода и его влияние на проводимость полупроводника». Советская физика - техническая физика. 1 (2): 287–305.
  26. ^ Толпыго, К.Б. (1957). «Изменение коэффициента излучения p-n-перехода в зависимости от его структуры и условий эксплуатации». Советская физика - техническая физика. 2 (5): 809–822.
  27. ^ Толпыго, К.Б .; Цидилкоский И.М. (1952). «Теория термического выпрямления. I Термо-ректификационный эффект». Журнал технической физики. 22 (9): 1442–1454.
  28. ^ Толпыго Э. И. и др. «Безызлучательная оже-рекомбинация электронов на донорно-акцепторных парах». Советская физика полупроводников - СССР, т. 8, № 3, с. 326–328 (1974)
  29. ^ Тележкин В.А., Толпыго К.Б. «Теория электронной структуры радиационных дефектов в полупроводниках (Обзор)». Советская физика полупроводников - СССР, т. 16, вып. 8. С. 857–875 (1982).
  30. ^ Латынин С.Л., Толпыго К.Б. «Микроскопическая теория распространения света в полубесконечном кристалле». Физика Твердого Тела, т. 30, вып. 4. С. 1191–1193 (1988).
  31. ^ Толпыго К. Б. «Микроскопическая теория черенковского излучения». Украинский физический журнал. v. 32, нет. 8. С. 1190–1198 (1987).
  32. ^ Коваленко Л. А., Толпыго К. Б. «Черенковское излучение с субрелятивистскими скоростями». Физика Твердого Тела, т. 32, вып. 9. С. 2800–2804 (1990).
  33. ^ Толпыго К. Б. «Возможная роль водородных связей в конформационных изменениях биополимеров и осуществлении их макроскопических смещений». Studia Biophysica, т. 69, вып. 1. С. 35–51 (1978).
  34. ^ Толпыго К. Б. «Точное решение проблемы размножения клеток при наличии мутагенного фактора». Доклады Академии Наук СССР, т. 183, вып. 5 шт. 1209 (1968).
  35. ^ К.Б. Толпыго (1993). «Распространение возбуждений и изменений в атомных колебаниях в полигуанин-цитозине из-за возбуждений водородных связей». Журнал молекулярной структуры. 299 (1–2): 185–190. Bibcode:1993JMoSt.299..185T. Дои:10.1016/0022-2860(93)80293-5.