Каррингтон, Алан

В Википедии есть статьи о других людях с фамилией Каррингтон.
Алан Каррингтон
Дата рождения 6 января 1934(1934-01-06)
Место рождения
Дата смерти 31 августа 2013(2013-08-31)[1] (79 лет)
Место смерти
Страна
Род деятельности химик, преподаватель университета
Место работы
Альма-матер
Награды и премии
командор ордена Британской империи член Лондонского королевского общества (18 марта 1971) премия Корде – Моргана[вд] (1967) Фарадеевская лекция (1986) грамота Марлоу[вд] (1966) премия и медаль Мелдолы[вд] (1963) Edward Harrison Memorial Prize[вд] (1962) медаль Дэви (1992) премия Тильдена[вд] (1972) премия Лонгстаффа[вд] (2005)

Алан Ка́ррингтон (англ. Alan Carrington; 6 января 1934, Гринвич — 31 августа 2013, Уинчестер) — английский учёный-физикохимик, один из наиболее известных спектроскопистов Великобритании XX века.

Биография

[править | править код]

Происхождение и ранние годы жизни

[править | править код]

Алан Каррингтон родился 6 января 1934 года в Гринвиче, историческом городе на Темзе на востоке от Лондона. Он был единственным ребёнком Альберта и Констанции Каррингтон. Альберт был малообразован, но всё же умел читать и писать. Во время Второй мировой войны Альберт служил солдатом, в 1940 году был вывезен Британскими экспедиционными силами из Дюнкерка, после чего вступил в Восьмую Армию в Северной Африке. Он обладал умением становится экспертом в любых интересовавших его областях — от почтовых марок до волнистых попугайчиков — эту же черту унаследовал и его сын.

Мать Алана, Констанция Каррингтон (урождённая Нельсон), была одним из шести детей в семье, проживавшей в восточном Лондоне. Она работала на фабрике застёжек-молний и имела несколько призов за свою работу.

На протяжении пяти лет войны Алан и его мать не видели Альберта. На детство Алана, как и на детство многих его ровесников, сильно повлияли суровые реалии войны. Он был в числе тысяч детей, эвакуированный из Лондона во время Блица; ему повезло следующие пять лет жить с матерью у любящей семьи, Клифтонов, в Годманчестере, к западу от Кембриджа. Он посещал небольшую начальную школу, где его обучали учительницы, также эвакуированные из Лондона. По субботам он вместе с матерью посещал Церковь Святой Марии и был очарован органом; так возник его интерес к музыке, бывший с ним всю его жизнь, как и любовь к рыбалке и пейзажам Англии. В 1945 году, уже в конце войны, Алан сдал экзамен «11+», чтобы продолжить обучение в средней школе. Вместе с матерью он вернулся в Лондон.

Образование

[править | править код]

Осенью 1945 года он поступил в среднюю школу имени Колфа, расположенную во временных постройках в Луишеме, пригороде на юго-востоке Лондона. Школа имени Колфа была основана в 1652 году, и изначально принадлежавшие ей здания были разрушены в 1944 году во время бомбардировки. Успеваемость Алана была средней; его любимыми предметами были история и география. У него был прекрасный учитель математики, однако Алану этот предмет давался нелегко. Он хорошо сдал выпускные экзамены и намеревался продолжить своё обучение. В отличие от матери, отец не поддерживал его в этом решении. Благодаря учителю математики, пришедшему к нему домой и убедившему отца, Алан продолжил учиться в школе имени Колфа и в качестве предметов на предуниверситетском уровне выбрал химию, физику и математику. Его результаты были достаточно хороши для последующего обучения.

После окончания школы Алан поступил в университет Саутгемптона на химический факультет. В сентябре 1952 года он покинул свой дом и переехал в Саус Стоунхем Хаус, в прошлом принадлежащий семье аристократов, а теперь служащий общежитием для студентов.

Главой химического факультета и первым наставником Алана был профессор Н. К. Адам, член Королевского общества, выдающийся учёный в области химии поверхностных явлений. В конце первого семестра Алан был в списке лучших студентов по результатам экзаменационной сессии. В химии его больше всего интересовал подход к физике малых молекул. Лекции и книги доктора Эдварда Картмелла и доктора Герри Фоулса повлияли на его увлечение квантовой теорией. Он стал лучшим студентом по химии, а также по дополнительным предметам — физике и математике. Последняя экзаменационная сессия проходила в июле 1955 года и по её результатам он получил диплом бакалавра с отличием второй степени. Он также был награждён возможностью продолжить обучение на химическом факультете в качестве студента-исследователя.

Научная деятельность

[править | править код]

Саутгемтонский университет (1955—1957)

[править | править код]

Алан вошёл в состав исследовательской группы доктора М. К. К. Саймонса (член Королевского сообщества с 1985 года), молодого преподавателя с химического факультета, который сотрудничал с доктором Д. Д. И. Инграмом, преподавателем с факультета электроники и исследователя в области спектроскопии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) — метода, который позже приведёт Алана к вершинам физической химии.

Алан задался целью найти причину интенсивного окрашивания таких оксианионов переходных металлов как перманганат калия и манганат калия. Манганат калия, получаемый из перманганата калия окислением последнего в щелочном растворе, имеет глубокую изумрудно-зелёную окраску; анион MnO42-имеет неспаренный электрон, поэтому может быть исследован с помощью метода ЭПР. Алану удалось вырастить монокристаллы хромата калия, содержащего 1 % манганата калия. Он работал с аппаратурой для ЭПР, созданной целиком в домашних условиях. Манганат-анион обладал быстрой спин-решеточной релаксацией, поэтому было необходимо охлаждать образец до весьма низких температур для регистрации спектра — такого охлаждения удалось добиться с помощью жидкого водорода. Первые две научные статьи Алана были опубликованы в Journal of the Chemical Society в 1956 году[2]. В ходе исследования было выяснено, что интенсивное окрашивание перманганата калия возникает вследствие перехода электрона с делокализованной у четырёх атомов кислорода орбитали на вырожденную орбиталь марганца.

Спустя 2 года исследований в Саутгемптоне Алан отправился в университет Миннесоты, чтобы посетить лабораторию доктора Джона Вертца, который в то время был в отпуске в Оксфорде. В лаборатории были два превосходных спектрометра ядерного магнитного резонанса и ЭПР, и Алану позволили работать на них в течение года. Именно в этой лаборатории Алан начал свою независимую исследовательскую работу с изучения ЭПР-спектра ароматических ионов в растворе[3]. Он был очарован протонной сверхтонкой структурой в свободных органических радикалах. После года, проведённого в Миннеаполисе, Алан вернулся в Саутгемптон, чтобы завершить кандидатскую работу по теме «Электронная структура, спектр и свойства оксианионов переходных металлов». Он написал профессору Кристоферу Лонге-Хиггинсу (члену Королевского сообщества) в Кембридж с просьбой о выделении места в группе теоретической химии.

Кембридж, 1957—1967

[править | править код]

Алан переехал в Кембридж в августе 1959 года. Он присоединился к Кристоферу Лонге-Хиггинсу, Эндрю Маклахлану (член Королевского сообщества с 1989) и ряду других учёных в группе теоретической химии на факультете органической и неорганической химии Кембриджского университета. Главой факультета был сэр Александр Тодд, член Королевского сообщества (Нобелевский лауреат 1957 года) и профессор неорганической химии Гарри Эмелиус, член Королевского сообщества. Факультет переехал в новое здание на Ленсфилд Роад в 1958 году; в этом здании также находился факультет физической химии. Алан знал Эндрю Маклахлана, так как последний работал в Саутгемптоне в 1957—58; именно встреча с Эндрю убедила Алана, что ему необходимо было знать больше теории.

Кристофер Лонге-Хиггинс решил, что группе теоретической химии будет полезно заняться экспериментальной работой, поэтому вместе с Аланом подал совместное заявление на денежное обеспечение для покупки нового ЭПР-спектрометра. Во время ожидания нового оборудования Алан написал обзорную статью на тему ЭПР-спектра ионов переходных металлов[4]. Когда прибыл спектрометр, Алан продолжил свою работу над ароматическими радикалами и радикал-ионами. Среди открытий, сделанных в ходе этой работы, было открытие сверхтонкого изменения ширины линии в катионе дуросемихинона, причина чего оказалась во внутримолекулярном смещении, вызывающем изомеризацию на цис- и транс-формы[5][6].Другим результатом стало наблюдение выравнивания свободных радикальных частиц в нематических жидких кристаллах[7].

В 1960 году Алан был назначен научным сотрудником (позднее — помощником директора по исследованиям) в Даунинг Колледже. Поездки за границу и приглашения читать лекции в Британских университетах стали обычными событиями в жизни Алана.

В 1964 году прибытие научного сотрудника Дона Леви из Беркли и студента-исследователя Терри Миллера из университета Канзаса послужило толчком к работе над малыми свободными радикалами в газовой фазе. Первая изученная система состояла из смеси хлора и кислорода, продвигающейся через резонатор в кварцевой трубке; исследователи незамедлительно получили первый результат — прекрасный спектр радикала ClO[8]. Вскоре за ним последовали другие двухатомные радикалы[9].

В 1966 году Алан получил возможность провести несколько месяцев вместе с Джимом Хайдом в Varian Associates в Калифорнии. Вместе они разработали новый микроволновой резонатор, имевший, в частности, увеличенные входные и выходные отверстия. Это сильно усовершенствовало работу с газовой фазой, а также оказалось полезным для изучения больших твёрдых образцов. Это сформировало базис устройства для двойного электронно-ядерного резонанса от данной компании.

Саутгемптон, 1967—84

[править | править код]

Алан занял позицию профессора химии в Университете Саутгемптона в 1967 году. Ему удалось забрать своё лабораторное оборудование вместе с собой и успешно установить его в старом актовом зале.

Алан продолжил свои исследования в Саутгемптоне. Работы по высокоразрешающему электронному резонансу были расширены до трёхатомных радикалов вроде NCO, служащими интересными примерами эффекта Реннера, при котором электронное вырождение линейной структуры приводило к связыванию движения электронов и ядра — этот эффект отсутствовал в приближении Борна-Оппенгеймера[10]. Был получен первый спектр нелинейного трёхатомного радикала HCO с тонкой и сверхтонкой структурой[11][12]. Интерес Алана сдвигался в сторону изучения газовых ионов с помощью спектроскопии: в 1977 он вместе с Питером Сарре публикует статью на тему спектра CO+[13], а в 1978 году — на тему суб-Доплеровской лазерной спектроскопии молекулярных ионов в потоках ионов[14]. Был получен богатый спектр простого двухатомного HD+[15] и простейшего трёхатомного H3+[16], что создало сложную задачу для химиков-теоретиков.

В 1976 году Алан получил должность в научно-исследовательском совете и в течение 5 лет он был полностью сконцентрирован на исследованиях.

В 1979 году Алана назначали профессором исследований Королевского сообщества. Он занимал эту должность вплоть до своей отставки спустя 20 лет.

Оксфорд, 1984—87

[править | править код]

После 17 лет работы профессором химии в Саутгемптоне Алан начал размышлять о переезде; Оксфорд оказался привлекательным вариантом, так как два его бывших студента-исследователя, Джон Браун и Брайан Говард, были членами лаборатории физической химии (ФХЛ). Алан благополучно переехал в лабораторию на втором этаже. Он был причислен к Колледжу Иисуса и жил там в маленькой комнате с понедельника по пятницу отдельно от семьи.

Алан размышлял над новыми экспериментами, нацеленными на получения электронного спектра молекулы иона водорода, H2+ — простейшей молекулы. Прибор был разработан и создан, но ранние эксперименты не были успешными.

В конце концов, сложности, связанные с проживанием пяти дней в неделю вдали от семьи, убедили Алана вернуться в Саутгемптон, поэтому спустя три года работы в ФХЛ он с переехал обратно в университет Саутгемптона.

Возвращение в Саутгемптон, 1987—99

[править | править код]

Эксперименты с молекулой-ионом водорода, начатые в Оксфорде, наконец удачно завершились в Саутгемптоне. Результат был прекрасным: спектр из одной линии, возникающий из-за электронного перехода в молекулу-ион тяжёлого водорода D2+[17]. Впоследствии Алан начал рассматривать точное измерение спектра ионного потока высоковозбуждённых электронных состояний HD+, возбуждённых колебательных состояний простейшей полиатомной молекулы H3+ и чрезвычайно высокоразрешающий спектр других простых ионов[18]. Впоследствии Алан начал рассматривать точное измерение спектра ионного потока высоковозбуждённых электронных состояний HD+[19]. Диссоциация электронного поля была использована для установления крайне слабо связанных пред-диссоциирующих уровней молекулярных ионов. Такие результаты стали серьёзным испытанием для теоретиков, требующим отказа от обычных упрощённых предположений в приближении Борна-Оппенгеймера. Алан продолжал работать с молекулой-ионом водорода и другими подобными молекулярными системами вплоть до своей отставки в 1999 году. Микроволновые эксперименты были расширены до более тяжёлых ионов вроде He…Ar+[20]и He…H2+[21].

В конце 90х годов Алан был вовлечён в успешное создание европейского журнала Physical Chemistry Chemical Physics из союза Faraday Transactions от Королевского сообщества и Berichte der Bunsen Gesellschaft für Physikalische Chemie.

Друзья и коллеги Алана из Саутгемптона и Оксфорда организовали конференцию и социальное мероприятие в январе 1999 года в колледже Святого Джона в Оксфорде, чтобы отметить 65-летие Алана и его предстоящую отставку. Более 100 человек со всего мира посетили его. Алан произнёс речь, а его семья и друзья предоставили прекрасную музыку.

Отставка

[править | править код]

Алан ушёл в отставку из Королевского сообщества и из Саутгемптонского университета в возрасте 65 лет 30 сентября 2000 года. Вместе с его коллегой Джоном Брауном он писал книгу под названием «Вращательная спектроскопия двухатомных молекул»[22]. Написание началось ещё до его отставки и продолжилось в его доме в Чандлерс Форд. Потребовалось 5 лет для того, чтобы её дописать; книга была опубликована в 2003 году Кембриджской Университетской Прессой. В ней было 1013 страниц и 11 глав, в которых развивалась теория энергетических уровней диатомных молекул и подводились к итогу многие экспериментальные методы изучения высокоразрешающего спектра таких молекул в газовой фазе.

Увлечения и личная жизнь

[править | править код]

На протяжении своей жизни важными увлечениями Алана были музыка и спорт. В школьные годы он был участником хора Церкви Святой Троицы в Илтаме и играл дуэты на пианино вместе со своим другом Бобом Стейтоном, органистом и хормейстером. Он также совершенствовался в игре на органе в Королевском зале имени Альберта.

В школе Алан был членом команды по регби и капитаном команды по крикету, бэтсменом и вратарём.

Во время второго аспирантского года обучения в Саутгемптоне Алан вступил в Университетское оперное общество, аккомпанируя певцам на пианино. В 1956 году была поставлена опера Гилберта и Салливана «Терпение», и исполнителем главной роли была Хилари Тейлор из Бристоля, студентка на факультете английского языка. Алан влюбился в неё. Отношения между ними продлились до конца жизни Алана. Они поженились в монастырской церкви Святого Джеймса в Хорсфейре, Бристоль, 7 ноября 1959 года.

Алан и Хилари имели трёх детей, рождённых в Кембридже: Сара (1962), Ребекка (1964) и Саймон (1966). Все они впоследствии стали успешными музыкантами. Алан и Хилари были членами хора Кембриджского Музыкального Сообщества; Хилари часто выступала солистом на концертах в колледже.

После отставки Алан скрашивал свою жизнь музыкой и созданием сложных моделей классических кораблей, включающих Victory и Cutty Sark. Алан и Хилари часто посещали Больё, где был построен Victory. На протяжении большей части своей жизни Алан был заядлым курильщиком, однако ему удалось бросить эту привычку в 2000 году.

Смерть

[править | править код]

В 2011 году у Алана обнаружили рак поджелудочной железы. В 31 августа 2013 года он умер в госпитале Уинчестера, окружённый семьёй.

Награды и достижения

[править | править код]

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ Professor Alan Carrington CBE FRS
  2. ↑ A. Carrington and M. C. R. Symons Structure and Reactivity of the Oxyanions of Transition Metals.// Chem. Rev. — 1963. — 63 (5). — pp 443—460. — URL: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cr60225a001
  3. ↑ A. Carrington, F. Dravineks and M. C. R. Symons Unstable intermediates. Part IV. Electron spin resonance studies of univalent aromatic hydrocarbon ions.// J. Chem. Soc.- 1959 — 0 — 947—952 — URL: http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1959/jr/jr9590000947#!divAbstract Архивная копия от 8 марта 2018 на Wayback Machine
  4. ↑ A. Carrington and H. C. Longuet-Higgins Electron resonance in crystalline transition-metal compounds.// Q. Rev. Chem. Soc.- 1960 — 14 — 427—452 — URL: http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1960/qr/qr9601400427#!divAbstract Архивная копия от 8 марта 2018 на Wayback Machine
  5. ↑ A. Carrington and J. R. Bolton Line width alternation in the electron spin resonance spectrum of the durosemiquinone cation.// Mol. Phys.- 1962 — 5 — 161—167 — URL: http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00268976200100161
  6. ↑ A. Carrington Theory of line width alternation in certain electron resonance spectra.// Mol. Phys.- 1962 — 5 — 425—431 — URL: http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00268976200100481
  7. ↑ A. Carrington and G. R. Luckhurst) The electron resonance spectra of free radicals dissolved in liquid crystals.// Mol. Phys.- 1964 — 8 — 401—402 — URL: http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00268976400100441?journalCode=tmph20
  8. ↑ A. Carrington and D. H. Levy Electron resonance studies of free radicals in the gas phase. Detection of ClO, BrO and NS.// J. Chem. Phys.- 1966 — 44 — 1298—1299 — URL:http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1726819
  9. ↑ A. Carrington and P. N. Dyer Gas phase electron resonance spectra of BrO and IO.// J. Chem. Phys.- 1970 — 52 — 309—314 — URL:http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1672684
  10. ↑ A. Carrington and P. N. Dyer Electron resonance studies of the Renner effect.// Mol. Phys.- 1971 — 20 — 961—980 — URL:http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00268977100100971
  11. ↑ A. Carrington, I. C. Bowater & J. M. Brown Microwave Spectroscopy of Nonlinear Free Radicals. I. General Theory and Application to the Zeeman Effect in HCO.// Proc. R. Soc. Lond.- 1973—333 — 256—288 — URL:https://www.jstor.org/stable/78359?seq=1#page_scan_tab_contents Архивная копия от 30 августа 2018 на Wayback Machine
  12. ↑ P. S. H. Bolman, J. M. Brown, A. Carrington and G. J. Lycett Microwave Spectroscopy of Non-Linear Free Radicals. II. Zeeman Effect Studies of DCO. // Proc. R. Soc. Lond.- 1973—335 — 113—126 — URL:https://www.jstor.org/stable/78359?seq=1#page_scan_tab_contents Архивная копия от 30 августа 2018 на Wayback Machine
  13. ↑ A. Carrington and P. J. Sarre Electronic absorption spectrum of CO+ in an ion beam. // Mol. Phys.- 1978 — 35 — 1505—1521 — URL:http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00268977800101131?journalCode=tmph20
  14. ↑ A. Carrington and P. J. Sarre Sub-Doppler laser spectroscopy of molecular ions in ion beams. // J. Physique- 1979 — 40 — 54-56 — URL:https://jphyscol.journaldephysique.org/fr/articles/jphyscol/abs/1979/01/jphyscol197940C113/jphyscol197940C113.html
  15. ↑ A. Carrington, J. Buttenshaw & R. A. Kennedy Vibration-rotation spectroscopy of the HD+ ion. // J. Mol. Structure. — 1982 — 80 — 47-69 — URL:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0022286082872086
  16. ↑ A. Carrington and R. A. Kennedy Infrared predissociation spectrum of the H3+ ion.. // J. Chem. Phys. — 1984 — 81 — 91-112 — URL:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0022286082872086
  17. ↑ A. Carrington, I. R. McNab & C. A. Montgomerie Observation of the 2pσu − 1sσg electronic spectrum of D2+. // Phys. Rev. Lett. — 1988 — 61 — 1573—1575
  18. ↑ A. Carrington, I. R. McNab & C. A. MontgomerieSpectroscopy of the hydrogen molecular ion at its dissociation limit. // Phil. Trans. R. Soc. Lond. — 1988—324 — 275—287 — URl:http://www.jstor.org/stable/38091?seq=1#page_scan_tab_contents Архивная копия от 31 августа 2018 на Wayback Machine
  19. ↑ A. Carrington, I. R. McNab & C. A. MontgomerieLaser excitation and electric field dissociation spectroscopy of the HD+ ion. // Chem. Phys. Lett. — 1988—151 — 258—262 — URl:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0009261488852850
  20. ↑ A. Carrington, J. M. Hutson, M. M. Law, C. A. Leach, A. J. Marr, A. M. Shaw & M. R. ViantMicrowave spectroscopy and interaction potential of the long-range He…Ar+ ion. // J. Chem. Phys. — 1995—102 — 2379—2403
  21. ↑ A. Carrington, D. I. Gammie, A. M. Shaw, S. M. Taylor & J. M. HutsonObservation of a microwave spectrum of the long-range He…H2+ complex. // Chem. Phys. Lett. — 1996—260 — 395—405
  22. ↑ A. Carrington & J. M. BrownRotational spectroscopy of diatomic molecules. — Cambridge University Press
  23. ↑ Carrington; Alan (1934 - 2013) (недоступная ссылка)  (англ.)
  24. ↑ Alan Carrington Архивная копия от 31 августа 2018 на Wayback Machine  (англ.)

Ссылки

[править | править код]