Walter Kohn was een in Oostenrijk geboren Amerikaanse theoretisch fysicus en theoretisch chemicus die in 1998 de Nobelprijs voor scheikunde won voor zijn ontwikkeling van de dichtheidsfunctionele theorie. Hij deelde de prijs met John Pople, die zelfstandig computationeel werk deed in de kwantummechanica. Kohn's dichtheidsfunctionaaltheorie hielp bij het opnemen van kwantummechanische effecten in elektronische dichtheid. Bovendien was het te danken aan zijn theorie dat de eeuwenoude overtuiging om de bewegingen van alle elektronen te verantwoorden werd gedwarsboomd. In plaats daarvan liet hij zien dat je kon kijken naar de gemiddelde dichtheid van elektronen in de ruimte. Dit gaf de wetenschappelijke wereld een beter begrip en nieuw inzicht voor berekeningen met chemische structuren en reacties. Het vereenvoudigde ook de berekening die nodig is om de elektronenbinding tussen atomen binnen moleculen te begrijpen. Tijdens zijn leven werd Kohn gefeliciteerd met talloze prijzen en onderscheidingen voor zijn opmerkelijke bijdrage aan de wetenschap. Hij was lid van tal van prestigieuze wetenschappelijke instellingen en gemeenschappen.
Kindertijd en vroege leven
Walter Kohn werd op 9 maart 1923 geboren in Wenen, Oostenrijk, als zoon van Salomon en Gittel Kohn. Zijn vroegste herinnering aan zijn jeugd was die van onderwerping aan het Oostenrijkse naziregime.
Kohn behaalde zijn vroege opleiding aan een openbare basisschool. Later schreef hij zich in aan het Akademische Gymnasium waar hij een interesse ontwikkelde voor Latijn en Grieks.
In 1938, toen Hitlers Duitsland Oostenrijk annexeerde, werden de Kohns 'financieel en sociaal aangetast. Hun familiebedrijf werd in beslag genomen en ze werden van hun vrijheid beroofd. De jonge Kohn werd van zijn school gestuurd. Vervolgens ging hij naar een joodse school waar hij zijn interesse in wiskunde en wetenschappen ontwikkelde.
Tijdens de Tweede Wereldoorlog werd Kohn tijdens de beroemde reddingsoperatie Kindertransport naar Engeland vervoerd, omdat zijn ouders Oostenrijk niet konden verlaten. Hij werd voor het eerst naar Engeland gebracht, waar hij bij de Hauffs 'logeerde, die zakenrelaties had met senior Kohn. Omdat hij echter de Duitse nationaliteit had, werd hij door de Britten naar Canada gestuurd. In Canada was dr. Bruno Mendel zijn voogd.
Uiteindelijk vestigde hij zich in het kamp in Trois-Rivieres, bedoeld voor Duitse geïnterneerden en vluchtelingen, in Canada. Kohn's voltooide zijn middelbare schoolstudies vanuit de onderwijsfaciliteiten in het kamp. Op academisch vlak behaalde hij het McGill University junior Matriculation-examen en examens in wiskunde, natuurkunde en scheikunde op het senior matriculatieniveau.
Kohn behaalde met succes toelating aan de Universiteit van Toronto. Omdat hij het chemiegebouw niet mocht betreden, koos hij in plaats daarvan voor natuurkunde en wiskunde. In 1945 studeerde hij af met een BA in toegepaste wiskunde en een jaar later ontving hij een MA in het vak.
Kohn kreeg een Lehmann fellowship en ging naar de prestigieuze Harvard University. Onder leiding van Julian Schwinger werkte hij aan het onderwerp van zijn functie variationele methode van drie-lichaam verstrooiingsprobleem als onderwerp voor zijn proefschrift. In 1948 sloeg Kohn succes door het ontdekken van een elementaire formulering voor het variatieprincipe van verstrooiing. In hetzelfde jaar behaalde hij een doctoraat in de natuurkunde.
Carrière
Na het behalen van zijn doctoraatsstudie bleef Kohn in Harvard, waar hij als onderzoeker en leraar werkte. Twee jaar lang deelde hij een kantoor met Sidney Borowitz en assisteerde Schwinger bij zijn werk over kwantumelektrodynamica en de opkomende veldtheorie van sterke interacties tussen nucleonen en mesonen.
Toen hij op Harvard was, viel hij ook onder de invloed van Van Vleck en het subgenre, de vastestoffysica. Kohn was zelfs tijdelijk voorzitter van Vleck's positie als vaste natuurkundeleraar tijdens diens afwezigheid. De baan bood hem de mogelijkheid om zijn kennis te verbreden in een nieuwe, minder bekende fysica-arena.
In 1950 behaalde hij een fellowship bij de National Research Council in Kopenhagen. Tegelijkertijd kreeg hij ook een baan bij het Carnegie Institute of Technology. Verzoekend om verlof vervulde hij zijn fellowship in Kopenhagen. In Kopenhagen wendde hij zich tot de vastestoffysica. Hij diende als plaatsvervangende leraar van het vak en deed samen met Res Jost onderzoek naar het onderwerp.
In 1952 verhuisde hij naar het Carnegie Institute of Technology. Bij Carnegie deed hij veel van zijn baanbrekende werk aan meervoudig verstrooiend bandstructuurwerk, nu bekend als de KKR-methode. Ander werk van hem is onder meer het beeld van het metalen Fermi-oppervlak in het fononspectrum, exponentiële lokalisatie van Wannier-functies en de aard van de isolerende toestand.
In 1953 kreeg hij, ondersteund door Van Vleck, een zomerbaan bij Bell Labs als assistent van W. Shockley. Zijn project ging over stralingsschade van Si en Ge door energetische elektronen, cruciaal voor het gebruik van de toen recent ontwikkelde halfgeleiderelementen voor toepassingen in de ruimte. The Bell Labs, het belangrijkste centrum voor onderzoek op het gebied van de fysica van de vaste stof, werd het zomerverblijf van Kohn, waar hij tot 1966 jaarlijks terugkeerde.
Door zijn samenwerking met Bell Labs raakte hij betrokken bij de halfgeleiderfysica. Zijn samenwerking met Luttinger leverde vruchtbare resultaten op, aangezien de twee verschillende onbekende concepten in de halfgeleiderfysica bedachten, waaronder de ontwikkeling van een effectieve Hamiltoniaan in aanwezigheid van magnetische velden, de ontwikkeling van de eerste niet-heuristische afleiding van de Boltzman-transportvergelijking voor kwantummechanische deeltjes en ontwikkeling van het Luttinger-Kohn-model van de structuur van halfgeleiderbanden.
In 1960 bekleedde Kohn een academische functie als voorzitter van de afdeling natuurkunde aan de toen pas opgerichte universiteit van Californië, San Diego. Hij bracht een sabbatical semester door aan de Ecole Normale Superieure in Parijs in 1963, toen hij begon met zijn werk in de ontwikkeling van dichtheidsfunctionaaltheorie.
Kohn's zoektocht om te weten of een legering volledig of slechts gedeeltelijk wordt gekarakteriseerd door zijn elektronische dichtheidsverdeling, leidde tot zijn opgraving van de handeling dat er voor een enkel deeltje een expliciete elementaire relatie bestaat tussen het potentieel en de dichtheid van de grondtoestand. Hij realiseerde zich dat twee verschillende potentialen met bijbehorende verschillende grondstatussen tot dezelfde dichtheidsverdeling zouden kunnen leiden.
Hij legde de basis voor een theorie die stelde dat het niet nodig was om rekening te houden met de bewegingen van elke elektron. In plaats daarvan zou je kunnen kijken naar de gemiddelde dichtheid van elektronen in de ruimte. Zijn bevinding bood nieuwe mogelijkheden voor berekeningen met chemische structuren en reacties.
Samen met zijn medewerker Pierre Hohenberg bedacht Kohn het Hohenberg Kohn (HK) variatieprincipe dat de details van zijn bevindingen gaf. Het duo publiceerde het rapport met verschillende benaderingen.De stelling Hohenberg-Kohn werd verder ontwikkeld in samenwerking met Lu Jeu Sham. Kohn en Sham bedachten de Kohn-Sham-vergelijkingen, die het standaardwerkpaard van de moderne materiaalkunde zijn geworden en zelfs worden gebruikt in kwantumtheorieën van plasma's
Kohn's periode bij de Universiteit van Californië, San Diego, duurde tot 1979. Daarna accepteerde hij de functie van oprichtend directeur van het nieuwe National Science Foundation's Institute for Theoretical Physics in Santa Barbara. Daarin bleef hij samenwerken met postdoctorale fellows op DFT.
In 1984 bekleedde Kohn de functie van hoogleraar bij de afdeling Fysica van de University of California in Santa Barbara. Hij bleef daar werken tot het einde van zijn leven.
Grote werken
Kohn's belangrijkste bijdrage kwam met zijn ontwikkeling van de dichtheidsfunctionaaltheorie. Gedurende zijn hele carrière gebruikte hij kwantummechanica om de elektrobinding tussen atomen te begrijpen om moleculen te vormen. In 1964 legde hij de basis voor een theorie die stelde dat het niet nodig was om verantwoording af te leggen over de bewegingen van elk elektron. In plaats daarvan zou je kunnen kijken naar de gemiddelde dichtheid van elektronen in de ruimte. Dit gaf de wetenschappelijke wereld een beter begrip en nieuw inzicht voor berekeningen met chemische structuren en reacties. Het vereenvoudigde ook de berekening die nodig is om de elektronenbinding tussen atomen binnen moleculen te begrijpen.
Awards en prestaties
Voor zijn bijdrage op het gebied van halfgeleiderfysica ontving hij de Oliver E. Buckley Prize en de Davison Germer Prize van de American Physical Society. Hij ontving ook de Feenburg-medaille.
In 1988 ontving hij de National Medal of Science.
In 1998 ontving Kohn de prestigieuze Nobelprijs voor chemie voor zijn ontwikkeling van de dichtheidsfunctionaaltheorie. Hij deelde de prijs met John Pople.
Oostenrijk eerde hem met de onderscheiding Austria Decoration for Science and Art en Grand Decoration of Honor in Silver with Star for Services aan de Republiek Oostenrijk.
Hij behaalde een eredoctoraat aan de Universiteit van Oxford en Harvard University.
Hij werd verkozen tot buitenlands lid van de Royal Society. Verder werd hij lid van de American Academy of Arts and Sciences, National Academy of Sciences en de International Academy of Quantum Molecular Science. Hij werd erelid van de Oostenrijkse Academie van Wetenschappen.
Persoonlijk leven en erfenis
Kohn was tijdens zijn leven tweemaal getrouwd. Zijn eerste huwelijk was met Lois Adams en later trouwde hij met Mara Schiff.
Hij stierf aan kaakkanker op 19 april 2016, op 93-jarige leeftijd.
Snelle feiten
Verjaardag 9 maart 1923
Nationaliteit Oostenrijks
Overleden op 93-jarige leeftijd
Zonneteken: Vissen
Geboren in: Wenen, Oostenrijk
Beroemd als Natuurkundige en scheikundige
Familie: Echtgeno (o) t (e): Lois Kohn (m. 1948), Mara Schiff (m. 1955) kinderen: Ingrid Kohn, Marilyn Kohn, Martin Steven Kohn, Minna Kohn, Ros Dimenstein, Sharon Ruth Kohn, Thomas David Kohn Overleden op: 19 april 2016 Stad: Wenen, Oostenrijk Meer feiten: 1998 - Nobelprijs voor scheikunde 1963 - Guggenheim Fellowship for Natural Sciences VS en Canada 2008 - Onderscheiding voor verdiensten voor de Republiek Oostenrijk 1999 - Oostenrijkse onderscheiding voor wetenschap en kunst 1961 - Oliver E. Buckley Condensed Matter Prize - Solid-state physics 1977 - Davisson – Germer Prize in Atomic or Surface Physics 1988 - National Medal of Science for Physical Science
