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Kirill Tolpygo

Kirill Borisovich Tolpygo ( en ucraniano : Кирилo Борисович Толпиго ; en ruso : Кирилл Борисович Толпыго ; 3 de mayo de 1916 – 13 de mayo de 1994) fue un físico soviético y miem...

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Kirill Borisovich Tolpygo ( en ucraniano : Кирилo Борисович Толпиго ; en ruso : Кирилл Борисович Толпыго ; 3 de mayo de 1916 – 13 de mayo de 1994) fue un físico soviético y miembro correspondiente de la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania . Fue reconocido por sus trabajos sobre la teoría de la materia condensada ; la teoría de los espectros de fonones en cristales ; la estructura electrónica y los defectos en aislantes y semiconductores ; y la biofísica . Creó el Departamento de Física Teórica y el Departamento de Biofísica en la Universidad Nacional de Donetsk . [ 1 ] Tolpygo fue profesor, mentor y asesor científico de estudiantes de posgrado. Tolpygo fue condecorado con la Orden de la Gran Guerra Patria (2.º grado).

Primeros años de vida

Tolpygo nació durante la Primera Guerra Mundial en Kiev , Ucrania , entonces parte del Imperio ruso . Su padre, Boris Nikolaevich Tolpygo (1889-1958), fue un jurista que recibió la Orden de San Estanislao por sus servicios al ejército ruso durante la Primera Guerra Mundial. La madre de Tolpygo, Tatiana B. Bukreeva (1889-1992), era hija de Boris Yakovlevich Bukreev , matemático y geómetra de la Universidad de Kiev (Universidad de San Volodymyr, Kiev). [ 2 ] En 1923, el padre de Tolpygo fue arrestado por la Cheka , por supuestas actividades "contrarrevolucionarias". [ 3 ] Gracias a la intervención de personas como Raymond Poincaré , presidente de Francia , evitó la ejecución y fue condenado a 10 años de trabajos forzados. [ 4 ] En 1947, el padre de Tolpygo fue encarcelado nuevamente. No regresó a Kiev hasta 1957, poco antes de su muerte. Por lo tanto, Tolpygo creció en el seno de la familia de su abuelo, Boris Y. Bukreev.

Educación

La vida de Tolpygo se vio complicada por ser hijo de un preso político. Sin embargo, se le permitió ingresar en la Universidad de Kiev . Tras graduarse en la Facultad de Física y Matemáticas en 1939, realizó estudios de posgrado en el Instituto de Física de la Academia de Ciencias de la RSS de Ucrania y comenzó su trabajo de investigación en física teórica. Su asesor científico fue Solomon Isaakovich Pekar , creador de la teoría de los polarones . [ 5 ] [ 6 ]

Servicio militar

En noviembre de 1939, Tolpygo fue reclutado por el Ejército Rojo y sirvió en la sección de artillería durante la Segunda Guerra Mundial , de 1941 a 1945. Resultó herido durante la Ofensiva de Yelnya en 1941. Regresó a Kiev en 1945, cuando todos los físicos fueron llamados del servicio activo para trabajar en la bomba atómica y otros proyectos, así como para reconstruir las universidades e instituciones de investigación destruidas durante la guerra.

carrera científica

Al regresar a Kiev, Tolpygo retomó su trabajo de tesis doctoral y ayudó a reconstruir la universidad. De 1945 a 1966, Tolpygo impartió clases de física teórica en la Universidad Estatal de Kiev . Uno de sus alumnos fue Emmanuel Rashba , quien se convirtió en un destacado físico teórico y atribuyó gran parte de su éxito a la guía y el apoyo de Tolpygo. [ 7 ] Desde 1963, Tolpygo fue profesor de física, y de 1960 a 1966 fue jefe del Departamento de Física Teórica. Simultáneamente, de 1948 a 1960, trabajó como científico sénior en el Instituto de Física de la Academia de Ciencias de la RSS de Ucrania , en Kiev. Obtuvo su título de Candidato a Doctor en Ciencias (PhD) en 1949 y su título de Doctor en Ciencias en 1962. En 1965 fue elegido Miembro Correspondiente de la Academia de Ciencias de la RSS de Ucrania.

En 1966, Tolpygo se mudó con su familia de Kiev a Donetsk, Ucrania. Desde 1966 hasta 1988 trabajó como jefe del Departamento de Física Teórica en el Instituto Físico-Técnico de Donetsk (DonPTI) de la Academia de Ciencias de Ucrania y, al mismo tiempo, fue profesor y director del Departamento de Física Teórica en la Universidad Estatal de Donetsk.

Apoyo a los disidentes

Tolpygo se unió al movimiento de los " Sixtiers " (shestidesiatniki) y firmó una carta a las autoridades soviéticas en apoyo de los disidentes Alexander Ginzburg y Yuri Galanskov . Como resultado, su puesto en la Universidad de Kiev se vio comprometido. En ese momento, el académico Alexander A. Galkin estaba organizando un nuevo centro científico en Donetsk, Ucrania. Su objetivo era descentralizar la investigación científica y promover la ciencia y la tecnología en la Ucrania regional. [ 8 ] Galkin convenció a Tolpygo para que se uniera a él en Donetsk y creara allí una nueva escuela de física teórica, lejos del escrutinio político.

Vida adulta

Desde 1988 hasta su fallecimiento en 1994, Tolpygo trabajó como científico principal en el DonPTI y continuó impartiendo clases de física en la universidad. Tolpygo también disfrutaba de la música. Practicaba el piano con regularidad. Las sonatas para piano de Beethoven se encontraban entre sus favoritas. En sus últimos años, Tolpygo desarrolló un interés por la ecología y el ambientalismo .

Vida familiar

Tolpygo tuvo cuatro hijos: Alexey (matemático, jugador de ajedrez y escritor político) y Natalia (música y profesora de piano) de su primer matrimonio en 1946 con Oksana Fedorivna Tomasevych, física teórica, y Sergey (físico de la materia condensada) y Vladimir (científico de materiales), de su segundo matrimonio en 1959 con Yelena Isaakovna Kaplunova Tolpygo, también física.

Trabajo científico

Dinámica de la red cristalina y polaritones

Entre 1949 y 1956, Tolpygo construyó una teoría cuántico-mecánica de la dinámica de la red cristalina . Incluía la deformación de las capas electrónicas de los iones y los efectos de retardo. [ 9 ] [ 10 ] En la teoría de la dinámica de la red cristalina, este modelo se conoce ahora como modelo de Tolpygo , un modelo de iones deformables o un "modelo de capa". [ 11 ] [ 12 ] En 1950, predijo estados ligados de fotones y fonones ópticos en cristales iónicos , ahora conocidos como polaritones de red . [ 9 ] Un año después , Kun Huang obtuvo el mismo resultado de forma independiente utilizando un método diferente. Estos estados mixtos fueron posteriormente investigados experimentalmente. SI Pekar propuso llamar a estos estados "excitones de luz". Sin embargo, este nombre no se popularizó y se utiliza el término polaritones propuesto por Hopfield.

Más tarde, Tolpygo generalizó su teoría para describir cristales homopolares (Si, Ge, diamante, etc.), criocristales de gases nobles y cristales moleculares al introducir interacciones de Coulomb de largo alcance en su dinámica de red. [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] Sobre esta base, desarrolló una teoría microscópica de las propiedades ópticas y elásticas de los cristales. Se predijeron varios efectos nuevos, por ejemplo, la generación de un campo eléctrico (onda electromagnética) en un cristal por una deformación no uniforme (onda). Este efecto ahora se conoce como efecto flexoeléctrico. En 1961, Tolpygo predijo la generación de sonido por portadores de corriente en movimiento, ahora un efecto bien conocido en la acustoelectrónica . Tolpygo aplicó su teoría de iones deformables para estudiar los estados localizados de radio pequeño de los electrones en sólidos. Esta teoría explicaba la interacción de los electrones con los fonones de todas las ramas y longitudes de onda, y se aplicó a la teoría de los polaritones , los centros F y los excitones en cristales de haluros alcalinos.

Fenómenos cinéticos en semiconductores

Tolpygo también trabajó en fenómenos cinéticos en semiconductores y su teoría fenomenológica: teoría de la difusión de portadores bipolares, [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] teoría de la emisión térmica , [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] efecto fotovoltaico , [ 24 ] uniones pn , [ 25 ] [ 26 ] teoría de la rectificación térmica, [ 27 ] fenómenos de superficie, etc.

Teoría de muchos electrones

Tolpygo también trabajó en la teoría de los cristales de "muchos electrones": desarrollo de un método eficiente para tener en cuenta las correlaciones electrónicas en la teoría de bandas ; justificación del modelo cuasimolecular de cristales de valencia; y la teoría de su absorción óptica basada en un modelo de excitones de Frenkel metaestables . Desarrolló una teoría de la formación de defectos en la absorción óptica intrínseca; una teoría microscópica de la absorción óptica por cristales; y una teoría microscópica de la radiación Cherenkov como resultado de la generación de excitones ligeros ( polaritones ) por el campo de un electrón relativista en movimiento. [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]

Biofísica

Además de la física de la materia condensada , Tolpygo también se interesó por la biofísica . Propuso una teoría microscópica original de la contracción muscular basada en la idea de que la energía de descomposición de la molécula de adenosín trifosfato (ATP) se transfiere a lo largo de las cadenas de enlaces de hidrógeno entre los polímeros de actina y miosina , causando su movimiento mutuo. [ 33 ] Esta teoría le permitió explicar características experimentales de la contracción muscular , como la relación entre tensión y velocidad descrita por el modelo muscular de Hill . También estudió los mecanismos de las mutaciones [ 34 ] e investigó las excitaciones no radiativas de protones en los enlaces de hidrógeno del ADN . Predijo una nueva cuasipartícula —el excitón protónico— e investigó sus propiedades. [ 35 ]

Referencias

  1. ↑ Base de conocimientos de TolpygoVisnyk Akademiyi Nauk Ukrainskoyi RSR, Kiev, mayo de 1986. no. 5 p108
  2. ↑ "Bukreev" History.mcs.st-and.ac.uk. Consultado el 3 de abril de 2012.
  3. ^ Golinkov DL "Krakh vrazheskogo podpolia (Iz istorii bor'by s kontrrevoluziey v Sovetskoi Rossii v 1917-1924 gg." Moscú, Izdatel'stvo Politicheskoi Literatury, 1971, p.330-340.
  4. ^ Golinkov DL "Krushenie antisovetskogo podpolia v SSSR", Kniga 2, Moscú, Politizdat, 1978, págs. 180-186
  5. ↑ Pekar SI "Untersuchung uber die Elektronentheorie der Kristalle" Akademie Verlag, Berlín (1954).
  6. ↑ Pekar SI "Investigación en la teoría electrónica de los cristales". Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos, Washington, DC (1963).
  7. ^ Rashba E. "Kirill Borisovich Tolpygo: profesor, asesor y científico" Física de bajas temperaturas/Fizika Nizkikh Temperatur, 2016, v. 42, n.º 5, http://nrs.harvard.edu/urn-3:HUL.InstRepos:27733691
  8. ↑ Krivoruchko DV "Instituto de Física e Ingeniería de Donetsk – Historia" Donphti.ac.donetsk.ua Consultado el 3 de abril de 2012
  9. 1 2 Tolpygo KB «Propiedades físicas de una red de sal de roca compuesta por iones deformables». Zh.Eks.Teor.Fiz. vol. 20, n.º 6, págs. 497-509 (1950), en ruso. Traducción al inglés: Ukrainian Journal of Physics, vol. 53, número especial (2008).
  10. ↑ Tolpygo KB "Estado actual de la teoría sobre la polarización de cristales iónicos y de valencia ideales". Uspekhi Fizicheskikh Nauk, v. 74, núm. 2, págs. 269–288 (1961).
  11. ↑ Upadhyay GK "Física del estado sólido (dinámica reticular de sólidos iónicos)", Laxmi Publication Ltd, Nueva Delhi, 1.ª edición: 2008, pág. 37.
  12. ↑ Kaplan H. y Sullivan JJ "Vibraciones reticulares de cristales con estructura de blenda de zinc." Phys. Rev. 130, 120–129 (1963).
  13. ↑ Tolpygo KB "Fuerzas de largo alcance y ecuaciones dinámicas para cristales homopolares del tipo diamante." Soviet Physics - Solid State, vol. 3, n.º 3, págs. 685–693 (1961).
  14. ↑ Mashkevich VS y Tolpygo KB "Propiedades eléctricas, ópticas y elásticas de los cristales de diamante." Soviet Physics JETP, vol. 5, n.º 3, págs. 435–439 (1957).
  15. ↑ Tolpygo KB "Propiedades ópticas, elásticas y piezoeléctricas de cristales iónicos y de valencia con red tipo ZnS." Soviet Physics - Solid State, vol. 2, n.º 10, págs. 2367–2376 (1961).
  16. ↑ Tolpygo, KB (1963). "Oscilaciones de longitud de onda larga de cristales tipo diamante que incluyen fuerzas de largo alcance". Física Soviética - Estado Sólido . 4 (7): 1297– 1305.
  17. ↑ Rashba EI y Tolpygo KB "Características estáticas de voltaje-corriente de la barrera formada en los límites de semiconductores de electrones y huecos en la dirección inversa." Zhurnal Tekhnicheskoi Fiziki, vol. 25, n.° 7, págs. 1335–1338 (1955)
  18. ↑ Tolpygo, KB; Zaslvaskaya, IG (1955). "Difusión bipolar en semiconductores a altas corrientes". Zhurnal Technicheskoi Fiziki (Revista Soviética de Física Técnica) . 25 (6): 955– 977.
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  20. ↑ Rashba EI y Tolpygo KB «Característica tensión-corriente continua de un rectificador plano con grandes corrientes». Física Soviética - Física Técnica. vol. 1, n.º 7, págs. 1388–1395 (1956)
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  24. ^ Tolpygo, KB (1953). "Efecto fotovoltaico en un semiconductor con fotoconductividad de un signo". Zhurnal Eksperimentalnoi I Teoreticheskoi Fiziki (Sov. JETP) . 23 (3): 340-348 .
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