Джеймс Б. Андерсон

Джеймс Б. Андерсон
Рожденный	16 ноября 1935 г., Кливленд, Огайо
Умер	14 января 2021 г. (85 лет) Государственный колледж, Пенсильвания
Занятие	Химик и физик
Национальность	американский
Веб-сайт
www.personal.psu.edu/jba/

Джеймс Бернхард Андерсон (16 ноября 1935 г. — 14 января 2021 г.) — американский химик и физик. С 1995 по 2014 год он был профессором химии и физики имени Эвана Пью в Университете штата Пенсильвания . ^[1] Он специализировался на квантовой химии методами Монте-Карло , молекулярной динамике реактивных столкновений, кинетике и механизмах газофазных реакций и теории редких событий.

Джеймс Андерсон родился в 1935 году в Кливленде, штат Огайо, у американских родителей шведского происхождения, Бертила и Лоррейн Андерсон. Он вырос в Моргантауне, Западная Вирджиния, и проводил летние месяцы своего детства на острове Пут-ин-Бей, штат Огайо .

Андерсон получил степень бакалавра наук в области химического машиностроения в Университете штата Пенсильвания , степень магистра наук в Университете Иллинойса , а также степень магистра и доктора наук в Принстонском университете .

В 1958 году Андерсон женился на Нэнси Андерсон (урожденной Троттер). У них трое детей и шестеро внуков.

Он умер 14 января 2021 года в Стейт-колледже, штат Пенсильвания . ^[2]

Андерсон начал свою профессиональную карьеру в качестве инженера по нефтехимическим исследованиям и разработкам в Shell Chemical Company с 1958 по 1960 год в Дир-Парке, штат Техас . Он начал свою академическую карьеру в качестве профессора химического машиностроения в Принстонском университете в 1964 году и продолжил в качестве профессора инженерии в Йельском университете в 1968 году, прежде чем перейти в Университет штата Пенсильвания в 1974 году. С 1995 года до своей пенсии в 2014 году он был профессором химии и физики имени Эвана Пью в Университете штата Пенсильвания. Андерсон также работал приглашенным профессором в Кембриджском университете , Миланском университете , Университете Кайзерслаутерна , Геттингенском университете , Свободном университете Берлина и Рейнско-Вестфальском техническом университете Ахена .

Андерсон внес ключевой вклад в несколько областей химии и физики . Основные области влияния: кинетика реакций и молекулярная динамика , подход «редких событий» к химическим реакциям, методы квантового Монте-Карло (QMC), моделирование Монте-Карло радиационных процессов и прямое моделирование Монте-Карло реакционных систем.

Первые вклады Андерсона были экспериментальными и теоретическими в области молекулярных пучков с сопловым источником (сверхзвуковые пучки) и свободных реактивных топлив и скиммеров для генерации таких пучков. Эти исследования способствовали успеху в генерации молекулярных пучков высокой энергии и узких скоростных распределений.

Эксперименты Андерсона со сверхзвуковыми пучками для реакции HI + HI → H ₂ + I ₂ привели его к ранним исследованиям с использованием методов классических траекторий. Он провел первые расчеты системы FHH с изучением энергетических требований для реакции H + HF → H ₂ + F и продолжил эту работу расчетами для F + H ₂ → HF + H, реакции, базовой для понимания молекулярной динамики .

Расчеты траектории для реакции HI + HI, редкого события, привели к его работе по предсказанию редких событий в молекулярной динамике путем выборки траекторий, пересекающих поверхность в фазовом пространстве. Первоначально названный «вариационной теорией скорости реакции» Джеймсом К. Кеком (1960), ^[3] с 1973 года его часто называли «методом реактивного потока». Андерсон расширил оригинальный метод Кека и защитил его от ряда критиков. Самые ранние приложения были к трех- и четырехчастичным реакциям, но он был распространен на реакции в растворе , на конденсированное вещество , на сворачивание белка и совсем недавно на реакции, катализируемые ферментами .

Андерсон был пионером в разработке квантового метода Монте-Карло (QMC) для моделирования уравнения Шредингера . Его статьи 1975–76 годов были первыми, в которых описывались приложения методов случайных блужданий к многоатомным системам и многоэлектронным системам. Сегодня методы QMC часто являются методами выбора для высокой точности для ряда систем: малые и большие молекулы , молекулы в растворе , электронный газ , кластеры , твердые материалы, вибрирующие молекулы и многие другие.

Андерсону удалось привнести мощь современных компьютеров в прямое моделирование реагирующих систем. Его расширение более раннего метода динамики разреженного газа Грэма Берда (1963) ^[4] исключает использование дифференциальных уравнений и рассматривает кинетику реакции на вероятностной основе столкновение за столкновением. Это метод выбора для многих систем низкой плотности со связанными релаксацией и реакцией и с неравновесными распределениями. Он был применен для полного моделирования детонаций, а также для прогнозирования сверхбыстрых детонаций.

• Премия Bausch & Lomb
• Медаль Эвана Пью (серебряная), Университет штата Пенсильвания
• Медаль Эвана Пью (золотая), Университет штата Пенсильвания
• Стипендия Национального научного фонда для аспирантов
• Член Американского физического общества (1988)
• Член Американской ассоциации содействия развитию науки
• Медаль за выдающиеся заслуги перед факультетом, Университет штата Пенсильвания
• Премия за выдающиеся научные исследования, Фонд Александра фон Гумбольдта , Бонн, Германия

Полный список публикаций см. в архиве The Anderson Group от 27 сентября 2018 г. на веб-странице Wayback Machine .

• Андерсон, Дж. Б.; Фенн, Дж. Б. (1965). «Распределение скоростей в молекулярных пучках из источников сопла». Phys. Fluids . 8 (5): 780–787. Bibcode : 1965PhFl....8..780A. doi : 10.1063/1.1761320.
• Abuaf, N.; Anderson, JB; Andres, RP; Fenn, JB; Marsden, DGH (1967). «Молекулярные пучки с энергией выше одного электрон-вольта». Science . 155 (3765): 997–999. Bibcode :1967Sci...155..997A. doi :10.1126/science.155.3765.997. PMID  17830486. S2CID  32104868.
• Андерсон, Дж. Б.; Давидовиц, П. (1975). «Разделение изотопов в затравленном пучке». Science . 187 (4177): 642–644. Bibcode :1975Sci...187..642A. doi :10.1126/science.187.4177.642. PMID  17810060. S2CID  28655608.

• Андерсон, Дж. Б. (1970). «Энергетические требования для химической реакции: H + HF → H ₂ + F». J. Chem. Phys . 52 (7): 3849–50. Bibcode : 1970JChPh..52.3849A. doi : 10.1063/1.1673576.
• Джаффе, Р. Л.; Андерсон, Дж. Б. (1971). «Классический траекторный анализ реакции F + H ₂ → HF + H». J. Chem. Phys . 54 (5): 2224–2236. Bibcode :1971JChPh..54.2224J. doi :10.1063/1.1675156.

• Андерсон, Дж. Б. (1973). "Статистические теории химических реакций. Распределения в переходной области". J. Chem. Phys . 58 (10): 4684. Bibcode :1973JChPh..58.4684A. doi :10.1063/1.1679032.
• Джаффе, Р. Л.; Генри, Дж. М.; Андерсон, Дж. Б. (1973). «Вариационная теория скоростей реакций: применение к F + H ₂ ⇔ HF + H». J. Chem. Phys . 59 (3): 1128. doi :10.1063/1.1680158.
• Андерсон, Дж. Б. (1975). «Проверка валидности комбинированного метода фазового пространства/траектории». J. Chem. Phys . 62 (6): 2446. Bibcode : 1975JChPh..62.2446A. doi : 10.1063/1.430721.
• Джаффе, Р. Л.; Генри, Дж. М.; Андерсон, Дж. Б. (1976). «Молекулярная динамика реакций обмена йодистого водорода и водорода с йодом». J. Am. Chem. Soc . 98 (5): 1140–1155. doi :10.1021/ja00421a016.
• Андерсон, Дж. Б. (1995). «Предсказание редких событий в молекулярной динамике». Успехи химической физики . 91 : 381.

• Андерсон, Дж. Б. (1975). "Моделирование случайного блуждания уравнения Шредингера: H ₃ ⁺ ". J. Chem. Phys . 63 (4): 1499. Bibcode :1975JChPh..63.1499A. doi :10.1063/1.431514.
• Андерсон, Дж. Б. (1976). «Квантовая химия методом случайного блуждания: H 2P, H3+ D3h 1A1, H2 3Σu+, Be 1S». J. Chem. Phys . 65 (10): 4121–4127. Bibcode :1976JChPh..65.4121A. doi : 10.1063/1.432868 .
• Андерсон, Дж. Б. (1979). «Квантовая химия методом случайного блуждания: квадрат H ₄ ». Международный журнал квантовой химии . 15 : 109–120. doi :10.1002/qua.560150111.
• Гармер, DR; Андерсон, JB (1988). "Потенциальные энергии для реакции F + H ₂ → HF + H методом случайных блужданий". J. Chem. Phys . 89 (5): 3050. Bibcode :1988JChPh..89.3050G. doi :10.1063/1.454960.
• Diedrich, DL; Anderson, JB (1992). «Точный расчет высоты барьера для реакции H + H ₂ → H ₂ + H» методом Монте-Карло. Science . 258 (5083): 786–788. doi :10.1126/science.258.5083.786. PMID  17777031. S2CID  31105184.
• Соколова, С.; Люэхов, А.; Андерсон, Дж. Б. (2000). «Энергетика углеродных кластеров C ₂₀ из расчетов методом Монте-Карло на основе квантовых электронов». Chem. Phys. Lett . 323 (3–4): 229–233. Bibcode :2000CPL...323..229S. doi :10.1016/S0009-2614(00)00554-6.
• Дж. Б. Андерсон, (книга) Квантовый Монте-Карло: истоки, развитие, применение , Oxford University Press, 2007. ISBN 0195310101 . 

• Андерсон, Дж. Б.; Майя, Дж.; Гроссман, М. В.; Лагушенко, Р.; Уэймут, Дж. Ф. (1985). «Монте-Карло-обработка резонансного излучения в люминесцентных лампах». Phys. Rev. A. 31 ( 5): 2968–2975. Bibcode : 1985PhRvA..31.2968A. doi : 10.1103/PhysRevA.31.2968. PMID  9895851.

• Андерсон, Дж. Б.; Лонг, Л. Н. (2003). «Прямое моделирование Монте-Карло химических реагирующих систем: прогнозирование сверхбыстрых детонаций». J. Chem. Phys . 118 (7): 3102–3110. Bibcode : 2003JChPh.118.3102A. doi : 10.1063/1.1537242.

• Андерсон, Дж. Б.; Андерсон, ЛЕ; Куссманн, Дж. (2010). «Моделирование Монте-Карло последовательностей одно- и многошаговых реакций, катализируемых ферментами: эффекты диффузии, размера клеток, флуктуаций ферментов, совместной локализации и сегрегации». Журнал химической физики . 133 (3): 034104. Bibcode : 2010JChPh.133c4104A. doi : 10.1063/1.3459111. PMID  20649305.
• Nangia, S.; Anderson, JB (2011). «Влияние температуры на ферментативно-катализируемые реакции внутри клетки: моделирование Монте-Карло для сопряженной реакции и диффузии». Chemical Physics Letters . 556 : 372–375. doi :10.1016/j.cplett.2012.11.079.