Дадли Роберт Хершбах

Биография

Один из шести детей Роберта Дадли Хершбаха, подрядчика-строителя, и Дороти Эдит Хершбах. Живя в Калифорнии в сельской местности, Xершбах был заводилой в подвижных играх, занимался спортом, чуть было не стал спортсменом-профессионалом. Его успешные выступления в школьной футбольной команде помогли ему получить стипендию для обучения и занятий футболом в Станфордском университете, где он играл за команду первого курса и был приглашен попробовать свои силы в профессиональный клуб «Лос-Анджелес рэмс».

Однако на второй год пребывания в университете Xершбах начал проводить опыты по химической кинетике под руководством Г.Джонстона.

В 1954 Xершбах получил степень бакалавра по математике, хотя с таким же успехом мог квалифицироваться и по химии, и по физике. В 1955 получил степень магистра химических наук за диссертацию, главы которой были посвящены разработке методов, позволявших производить более точные вычисления предэкспоненциальных коэффициентов для серии простых реакций при проверке теории переходного состояния.

После окончания университета продолжил свои исследования в Гарварде, где получил в 1956 степень магистра физических наук, а в 1958 – степень доктора по химической физике. Докторскую работу он выполнял совместно с сотрудниками группы Е.Б.Уилсона. Она оказалась заметным теоретическим и экспериментальным вкладом, были развиты методы вычисления энергетических уровней внутримолекулярного вращения и вращения целых молекул.

Хершбах был младшим членом совета колледжа Гарвадского университета (1957–1959), ассистентом (1959–1961), а затем адъюнкт-профессором (1961–1963) химии Калифорнийского университета в Беркли.

В 1963 он стал профессором химии Гарвардского университета. В Гарварде он являлся руководителем программы по химической физике (1964–1977), деканом химического факультета (1977–1980), а также членом факультетского совета (1980–1983).

Еще будучи студентом, Xершбах заинтересовался молекулярными пучками – потоками молекул, пересекающими вакуумную камеру, в которой регистрируется изменение энергии. Этот метод позволял с большей точностью следить за индивидуальными молекулами в процессе их взаимодействия.

Небольшая группа студентов и аспирантов вместе с Xершбахом сконструировала прибор, в котором два молекулярных пучка пересекались, при этом один пучок содержал атомы калия, а другой состоял из молекул углерода, водорода и йода. Детали реакции после пересечения этих потоков были изучены с помощью приспособления, названного детектором поверхностной ионизации. Уже в первых экспериментах Xершбаху удалось получить детальную динамику продуктивных молекулярных столкновений и зарегистрировать изменение энергии, сопровождающее образование продуктов реакции. Эта информация позволила группе Xершбаха охарактеризовать механизм реакции (названный отскок-механизмом) и обнаружить, что в большинстве случаев высвобождение химической энергии происходит в виде энергии колебаний, сосредоточенной в продуктах реакции.

Были проведены эксперименты и в более сложных вариантах с веществами того же класса. Эти результаты несколько отличались от предыдущих, т.к. механизм реакции был иным (так называемый стриппинг-механизм). Освобождающаяся энергия проявлялась больше в виде внутреннего возбуждения молекул, чем в виде кинетической энергии.

Было изучено множество других реакций, особенно после того, как Xершбах в 1963 перешел в Гарвардский университет. Его эксперименты охватили широкий спектр реакций, включающих и реакции со смешанным механизмом (с элементами обоих указанных выше механизмов), и реакции, протекающие с образованием и последующим распадом долгоживущего комплекса в процессе синтеза конечных продуктов. Полученные данные позволили осуществить проверку статистических теорий химических реакций и уяснить важную роль момента количества движения.

В 1967, выполняя постдокторские исследования в Гарварде, Xершбах начал работать вместе с Я.Т.Ли. Метод пересекающихся молекулярных пучков, при котором первоначально измеренные количества представляют собой трансляционные и угловые распределения, был открыт Хершбахом и Ли в 1967.

В 1986 Xершбах совместно с Я.Т.Ли и Д.Полани был награжден Нобелевской премией «за внесенный вклад в развитие исследований динамики элементарных химических процессов». Xершбах сравнил предшествующую ситуацию в кинетике реакций с бейсболом, где «целая тьма подающих мяч запускает тьму мячей на такой же тьме спортивных полей одновременно и где абсолютно нельзя понять, что же происходит». Изучение кинетики реакций позволяет упростить игру таким образом, что наблюдатель может следить за тем, «как один подающий запускает один мяч на одном поле».

Работы: Молекулярная динамика элементарных химических реакций: Нобелевские лекции. Пер. с англ. М., 1988; Angular correlations in chemical reactions. Statistical theory for four-vector correlations // J. Phys. Chem. 1983. V. 87. N. 15. (with D. Barnwell, J. G. Loeser).