Walter Kohn oli itävaltalaissyntyinen yhdysvaltalainen teoreettinen fyysikko ja teoreetikko, joka voitti Nobelin kemian palkinnon vuonna 1998 kehittämästään tiheysfunktionaalista teoriaa. Hän jakoi palkinnon John Poplelle, joka suoritti itsenäisesti laskennallista työtä kvantimekaniikassa. Kohnin tiheysfunktionaalinen teoria auttoi sisällyttämään kvanttimekaaniset vaikutukset elektroniseen tiheyteen. Lisäksi hänen teoriansa johti siihen, että ikivanha usko laskea jokaisen elektronin liikettä epäonnistui. Sen sijaan hän osoitti, että voitaisiin tarkastella elektronien keskimääräistä tiheyttä tilassa. Tämä antoi tiedemaailmalle paremman ymmärryksen ja uuden käsityksen kemiallisia rakenteita ja reaktioita koskevista laskelmista. Se yksinkertaisti myös laskentaa, jota tarvitaan molekyylien atomien välisten elektronien sitoutumisen ymmärtämiseksi. Kohnille tehtiin hänen elämänsä aikana lukuisia palkintoja ja kunniaosoituksia hänen huomattavasta panoksestaan tieteeseen. Hän oli lukuisten arvostettujen tieteellisten instituutioiden ja yhteisöjen jäsen.
Lapsuus ja varhainen elämä
Walter Kohn syntyi 9. maaliskuuta 1923 Wienissä, Itävallassa, Salomonille ja Gittel Kohnille. Hänen varhaisin muisto lapsuudestaan oli Itävallan natsihallinnon alistama.
Kohn sai varhaiskasvatuksensa julkisesta ala-asteesta. Myöhemmin hän ilmoittautui Akademischen lukiossa, missä hän kehitti kiinnostusta latinaksi ja kreikkaksi.
Vuonna 1938, kun Hitlerin Saksa liittyi Itävaltaan, Kohnsit tuhoutuivat taloudellisesti ja sosiaalisesti. Heidän perheyrityksensä takavarikoitiin ja heidät riistettiin vapaudesta. Nuori Kohn karkotettiin koulustaan. Myöhemmin hän tuli juutalaiseen kouluun, jossa hän kehitti kiinnostustaan matematiikkaan ja luonnontieteiden pariin.
Toisen maailmansodan aikana Kohn kuljetettiin Englantiin kuuluisassa Kindertransport-pelastusoperaatiossa, hänen vanhempansa eivät pystyneet poistumaan Itävallasta. Hänet vietiin ensin Englantiin, missä hän oleskeli Hauffien kanssa, joilla oli liikesuhde vanhempien Kohnien kanssa. Koska hänellä oli Saksan kansalaisuus, britit lähettivät hänet Kanadaan. Kanadassa huoltajana toimi tohtori Bruno Mendel.
Lopulta hän asettui leirille Trois-Rivieresiin, joka oli tarkoitettu saksalaisille internoiduille ja pakolaisille, Kanadassa. Kohn on suorittanut lukion opinnot leirin koulutustiloista. Akateemisesti kirkas, hän läpäisi McGill University -opiskelijakokeen ja matematiikan, fysiikan ja kemian tentit vanhempana ylioppilastutkijana.
Kohn sai onnistuneen pääsyn Toronton yliopistoon. Koska hänellä ei ollut pääsyä kemian rakennukseen, hän valitsi sen sijaan fysiikan ja matematiikan. Vuonna 1945 hän valmistui suoritetun matematiikan kandidaatiksi (BA) ja vuotta myöhemmin hänelle annettiin aineen maisteri.
Saatuaan Lehmann-apurahan Kohn aloitti arvostetun Harvardin yliopiston. Julian Schwingerin ohjauksessa hän työskenteli opinnäytessään Greenin funktionvariaatiomenetelmällä kolmen ruumiin sirontaongelmasta. Vuonna 1948 Kohn saavutti menestyksen etsimällä alkeisformulaatio hajotuksen variaatioperiaatteelle. Samana vuonna hän sai tohtorin tutkinnon fysiikassa.
Ura
Tohtorintutkintonsa suoritettuaan Kohn pysyi Harvardissa tutkijana ja opettajana. Kahden vuoden ajan hän jakoi toimiston Sidney Borowitzin kanssa ja auttoi Schwingeriä hänen työssään kvantielektrodynamiikasta ja syntyvästä kenttäteoriasta voimakkaiden vuorovaikutusten välillä nukleonien ja mesonien välillä.
Harvardissa ollessaan hän kuului myös Van Vleckin ja alalajiin, solid state fizics. Kohn edes väliaikaisesti johti Vleckin asemaa fysikaalisena kiinteän olomuodon opettajana viimeksi mainitun poissa ollessa. Työ antoi hänelle mahdollisuuden laajentaa tietämistään uudella fysiikan areenalla, joka oli hänelle suhteellisen vähemmän tunnettu.
Vuonna 1950 hän sai apurahan Kööpenhaminan kansallisessa tutkimusneuvostossa. Samanaikaisesti hän sai työpaikan Carnegie Institute of Technology. Pyydessään poissaololomaa hän täytti apurahansa Kööpenhaminassa. Kööpenhaminassa hän kääntyi solid state -fysiikkaan. Hän toimi aiheen varaopettajana ja teki tutkimusta aiheesta yhdessä Res Jostin kanssa.
Vuonna 1952 hän muutti Carnegie Institute of Technology. Carnegiessä hän teki suuren osan perustavanlaatuisesta työstään monisirontaisella kaistarakennetyöllä, joka tunnetaan nykyään KKR-menetelmänä. Muita hänen tekemiään töitä ovat kuva metallisesta Fermi-pinnasta fononispektrissä, Wannier-toimintojen eksponentiaalinen sijainti ja eristystilan luonne.
Vuonna 1953 Van Vleckin tuella hän saavutti kesätyön Bell Labsissa W. Shockleyn avustajana. Hänen projektinsa koski Si: n ja Ge: n säteilyvaurioita energialähteisillä elektronilla, jotka ovat kriittisiä tuolloin äskettäin kehitettyjen puolijohdelaitteiden käytölle ulkoavaruuden sovelluksissa. Bell Labsista, joka on johtava kiinteiden olosuhteiden fysiikan tutkimuksen keskus, tuli Kohnin kesäkoti, josta hän palasi vuosittain vuoteen 1966 asti.
Kohnin yhdistys Bell Labsin kanssa sai hänet mukaan puolijohdefysiikkaan. Hänen yhteistyönsä Luttingerin kanssa tuotti hedelmällisiä tuloksia, kun nämä kaksi keksivät puolijohdefysiikassa useita tuntemattomia käsitteitä, mukaan lukien tehokkaan Hamiltonin kehittäminen magneettikenttien läsnä ollessa, ensimmäisen ei-heuristisen johdannon kehittäminen Boltzman-kuljetusyhtälöstä kvantmekaanisille hiukkasille ja puolijohdenauharakenteen Luttinger-Kohn-mallin kehittäminen.
Vuonna 1960 Kohn aloitti akateemisen tehtävän fysiikan laitoksen puheenjohtajana vasta perustetussa Kalifornian yliopistossa, San Diegossa. Hän vietti sapattiluennoksen Ecole Normale Superieuressa Pariisissa vuonna 1963, kun hän aloitti työskentelynsä tiheysfunktionaalisen teorian kehittämiseen.
Kohnin pyrkimys tietää, onko metalliseokselle ominaista seos kokonaan vai vain osittain, johti hänen näkemykseen teoksesta, jonka mukaan yhdelle hiukkaselle potentiaalin ja perustilan tiheyden välillä on nimenomainen elementtisuhde. Hän tajusi, että kaksi erilaista potentiaalia, joihin liittyy erilaisia perusteita, voisi johtaa samaan tiheysjakaumaan.
Hän loi perustan teorialle, jonka mukaan jokaisen elektronin liikettä ei tarvitse ottaa huomioon. Sen sijaan voitaisiin tarkastella elektronien keskimääräistä tiheyttä avaruudessa. Hänen löytönsä antoi uusia mahdollisuuksia laskelmiin, joihin liittyy kemiallisia rakenteita ja reaktioita.
Yhdessä työtoverinsa Pierre Hohenbergin kanssa Kohn keksi Hohenberg Kohnin (HK) variaatioperiaatteen, joka antoi yksityiskohdat havainnoistaan. Duo julkaisi raportin erilaisilla likiarvoilla.Hohenberg-Kohn-lause kehitettiin edelleen yhdessä Lu Jeu Shamin kanssa. Kohn ja Sham keksivat Kohn-Sham-yhtälöt, joista on tullut nykyaikaisen materiaalitieteen vakiohevonen ja joita käytetään jopa plasman kvantiteorioissa
Kohnin työpaikka Kalifornian yliopistossa, San Diegossa, kesti vuoteen 1979. Tämän jälkeen hän hyväksyi perustajajohtajan tehtävän uuden kansallisen tiedesäätiön teoreettisen fysiikan instituutissa Santa Barbalassa. Siinä hän jatkoi työskentelyä jatko-tohtorien kanssa DFT: ssä.
Vuonna 1984 Kohn aloitti professorina Kalifornian yliopiston fysiikan laitokselta Santa Barbaralla. Hän jatkoi työskentelyä siellä elämänsä loppuun asti.
Suurimmat teokset
Kohnin merkittävin panos tuli hänen kehittämisellä tiheys-funktionaaliseen teoriaan. Koko uransa ajan hän käytti kvantimekaniikkaa ymmärtääkseen atomien välisen sähköisen sidoksen molekyylien muodostamiseksi. Vuonna 1964 hän loi perustan teorialle, jonka mukaan jokaisen elektronin liikettä ei tarvitse ottaa huomioon. Sen sijaan voitaisiin tarkastella elektronien keskimääräistä tiheyttä avaruudessa. Tämä antoi tiedemaailmalle paremman ymmärryksen ja uuden käsityksen kemiallisia rakenteita ja reaktioita koskevista laskelmista. Se yksinkertaisti myös laskentaa, jota tarvitaan molekyylien atomien välisten elektronien sitoutumisen ymmärtämiseksi.
Palkinnot ja saavutukset
Hänen panoksestaan puolijohdefysiikan alalla hän sai Amerikan fyysisen seuran Oliver E. Buckley -palkinnon ja Davison Germer -palkinnon. Hän sai myös Feenburg-mitalin.
Vuonna 1988 hän sai kansallisen tiedemitalin.
Vuonna 1998 Kohn sai arvostetun Nobel-kemian palkinnon tiheys-funktionaalisen teorian kehittämisestä. Hän jakoi palkinnon John Poplelle.
Itävalta kunnioitti häntä Itävallan tiede- ja taidekoristepalkinnolla ja Grand Honor -koristeella hopealla tähdellä "Palvelut Itävallan tasavallalle".
Hän sai kunniatohtorin tutkinnon Oxfordin yliopistosta ja Harvardin yliopistosta.
Hänet valittiin kuninkaallisen seuran ulkomaanjäseneksi. Lisäksi hänestä tuli American Arts and Sciences, National Academy of Sciences ja Quantum Molecular Science kansainvälisen akatemian jäsen. Hänestä tuli Itävallan tiedeakatemian kunniajäsen.
Henkilökohtainen elämä ja perintö
Kohn oli kahdesti naimisissa elämässään. Hänen ensimmäinen avioliitto oli Lois Adams ja myöhemmin hän meni naimisiin Mara Schiff.
Hän kuoli leuka syöpään 19. huhtikuuta 2016, 93-vuotiaana.
Nopeat faktat
Syntymäpäivä 9. maaliskuuta 1923
kansalaisuus Itävaltalainen
Kuollut iässä: 93
Aurinko merkki: Kalat
Syntynyt: Wien, Itävalta
Kuuluisa nimellä Fyysikko ja kemisti
Perhe: puoliso / Ex-: Lois Kohn (m. 1948), Mara Schiff (m. 1955) lapset: Ingrid Kohn, Marilyn Kohn, Martin Steven Kohn, Minna Kohn, Ros Dimenstein, Sharon Ruth Kohn, Thomas David Kohn kuoli: 19. huhtikuuta 2016 Kaupunki: Wien, Itävalta. Lisää palkintoja: 1998 - Nobelin kemiapalkinto 1963 - Guggenheimin luonnontieteellinen stipendi Yhdysvalloissa ja Kanadassa 2008 - Itävallan tasavallan palvelujen kunniamerkinnän kunniamerkki 1999 - Itävallan tiede- ja taidekoriste 1961 - Oliver E. Buckley tiivistetty ainepalkinto - Kiinteä fysiikka 1977 - Davisson – Germer-palkinto atomi- tai pintafysiikassa 1988 - Kansallinen mitali fyysiselle tieteelle
