Leonard Ornstein
| Recteur de l'université d'Utrecht (d) |
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(à 60 ans) Utrecht |
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Leonard Salomon Ornstein |
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Thijs Ornstein (d) |
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Leonard Salomon Ornstein ( à Nimègue dans la province de Gueldre des Pays-Bas - à Utrecht dans la province du même nom également aux Pays-Bas) est un physicien néerlandais connu pour ses travaux en physique statistique (processus d'Ornstein-Uhlenbeck) et en physique atomique (équation d'Ornstein-Zernike).
Ce scientifique de la première moitié du XXe siècle s'est ainsi d'abord, et surtout, illustré en physique statistique associée aux processus stochastiques, aux équations d'état avec George Uhlenbeck[1], puis s'est intéressé à des travaux de nature expérimentale dans le domaine de la spectroscopie avec Frederik Zernike[1].
Indépendamment de ses recherches en sciences fondamentales et appliquées, il donna, en 1932, une conférence[2] pour convaincre ses contemporains sur l'importance de la physique pour le développement de la culture et l'épanouissement de la société.
Il a ainsi également collaboré avec le microbiologiste Albert Kluyver pour mener les premières recherches appliquées de la biophysique au sein d'un laboratoire novateur associant plusieurs disciplines auparavant cloisonnées[3].
Biographie[modifier | modifier le code]
Fils de Nathan Leonard Ornstein, marchand et de Sophia Maria Manson, Leonard Ornstein est né à la fin du XIXe siècle dans une petite ville de l'Est des Pays-Bas. Il passera alors toute sa vie au sein de ce Royaume en y étant d'abord étudiant puis à la fois professeur et chercheur.
Ses études secondaires[Note 1] se sont déroulées à Nimègue puis à La Haye. Il réussit l'examen d'accès aux études supérieures scientifiques (appelé HBS-B) ce qui lui permet d'intégrer, en 1898, l'Université de Leyde pour y étudier la physique théorique pendant dix ans.
Leonard Ornstein y a ainsi obtenu sa thèse sous la direction de Hendrik Lorentz en 1908[4]. Cette thèse s'intitulait : « Application de la mécanique statistique de Gibbs aux questions de la théorie moléculaire »[5]. Comme son intitulé l'indique, sa thèse a grandement été influencée par les travaux de Willard Gibbs dès 1902. Il a déterminé, entre autres, la probabilité qu'une distribution de densité spatiale donnée se produise dans un système homogène.
Sa thèse lui permet de prétendre, en 1909, à un poste de professeur à l'Université de Groningue. Il y enseigne l'utilisation de l'outil mathématique pour le développement de la physique théorique.
Il se marie, en 1911, avec Jeanette Hoofiën, deux filles naîtront de cette union.
En 1914, il succède à Peter Debye comme professeur de physique théorique à l'Université d'Utrecht. Il s'attache alors à résoudre les problèmes liés l'application de la théorie cinétique dans les fluides. Ses compétences mathématiques lui permettent d'établir une description probabiliste du comportement des particules à l'échelle microscopique. Ces calculs font appel à des notions de physique statistique liées à des processus stochastiques. L'équation d'Ornstein–Zernike, nommée en son honneur (associé à son compatriote Frits Zernike) est le fruit de ce travail de recherche publié dans le cadre de l'étude expérimentale du point critique[6].
Les succès de cette théorie cinétique ont constitué un argument fondamental à l'appui de la théorie atomique de la matière, développée à cette époque par ses illustres contemporains comme Ernest Rutherford et Niels Bohr.
Entre 1916 et 1918, Leonard Ornstein collabore avec Willem Moll pour développer les premières études sur les cristaux liquides qu'il considère comme une application de ses récentes recherches.
En 1920, il est nommé directeur intérimaire du laboratoire de physique de son université en raison de la santé défaillante de Willem Julius (en) qui occupait ce poste jusqu'alors. À la mort de ce dernier, en 1925, Ornstein en devient le directeur de plein exercice.
Durant cette période, son champ de recherche s'élargit considérablement puisqu'il publie divers résultats concernant les quanta lumineux, la théorie cinétique au sein des solides, le magnétisme et le mouvement brownien[7],[Note 2]. Ce dernier domaine d'étude, avec une forte abstraction mathématique[Note 3] lui a valu une certaine renommée puisqu'il a donné son nom au Processus d'Ornstein-Uhlenbeck utilisant des concepts qu'il a, en partie, développés. L'application à la Physique de ce processus est communément appelée équation de Langevin[8].
Dans le cadre de ses fonctions dirigeantes du laboratoire de physique de l'Université d'Utrecht, il participa à son extension (effective en ) et encouragea la coopération entre l'université et l'industrie. Il a fourni à ses équipes des espaces modernes et des ressources importantes pour permettre à divers chercheurs de mener leurs travaux sous une direction conjointe. D'ailleurs, il rédige, en 1927, un article sur la « Coopération réelle entre l'université, l'université technique et l'industrie ».
Cette même année, il divorce puis se remarie, deux ans plus tard, avec Sophia Estella Meijer. Deux fils naîtront de ces secondes noces.
L'année 1932 voit la publication de son ouvrage « Objektive Spektralphotometrie » en collaboration avec Willem Moll et Herman Carel Burger. C'est l'aboutissement de douze ans de travaux expérimentaux en spectroscopie au cours desquels il a réalisé de très nombreuses mesures précises de fréquences spectrales et d'intensités de raies d'émissions sur des plaques photographiques. Ses recherches s'inscrivaient pleinement dans le développement de la physique atomique et lui ont ainsi permis d'accroître sa renommée.
Poursuivant sa logique de transdisciplinarité, il débute, en 1935, avec l'aide le soutien financier de la Fondation Rockefeller, une collaboration avec le microbiologiste Albert Kluyver pour mener des recherches appliquées en biophysique. Cela se concrétise par la création du « Biophysical Group Utrecht-Delft » dans les locaux du laboratoire d'Ornstein. Les principaux sujets de recherche concernaient la photosynthèse des algues vertes unicellulaires et la bioluminescence de certaines bactéries.
En 1939 et 1940, il devient président de l'Association néerlandaise de Physique (nl) qu'il avait contribué à créer en 1921.
Avec le début de la Seconde Guerre mondiale, Ornstein dut subir les conséquences de l'Occupation allemande de son pays. Gravement menacé pour son engagement déclaré au sionisme (il fut président de l'union sioniste néerlandaise de 1918 à 1922), il refusa les propositions de fuite aux États-Unis de son ami astronome Peter van de Kamp. En , il est alors démis de toutes ses fonctions et renvoyé de son laboratoire en raison de ses origines juives. Dès lors, Ornstein n'apparaît plus en public et meurt six mois plus tard, probablement de privations de soins. Il est enterré le au cimetière juif d'Utrecht.
Dans la plupart de ses travaux théoriques, Ornstein a souvent appliqué les principes de son directeur de thèse Lorentz. Une modélisation du phénomène est envisagée et ses implications mathématiques sont étudiées le plus rigoureusement possible.
Distinctions[modifier | modifier le code]
- Membre de l'Académie royale néerlandaise des arts et des sciences en 1929.
- Un des bâtiments de l'université d'Utrecht a été baptisé de son nom.
Notes et références[modifier | modifier le code]
Notes[modifier | modifier le code]
- Aux Pays-Bas, les études secondaires ont lieu dans les Burger School.
- Ses recherches sur le mouvement brownien ont commencé dès 1917 mais sa principale publication a eu lieu en 1930.
- Avec cette contribution, Ornstein est parfois considéré comme un mathématicien à part entière et figure dans le Mathematics Genealogy Project.
Références[modifier | modifier le code]
- (en) Joseph Oakland Hirschfelder, Charles Francis Curtiss et Robert Byron Bird, Molecular Theory of Gases and Liquids, John Wiley and Sons, (ISBN 978-0-471-40065-3)
- (nl) Ornstein, Leonard, De beteekenis der Natuurkunde voor Cultuur en Maatschappij (L'importance de la physique pour la culture et la société) (Compte-rendu du discours prononcé en commémoration du 29e anniversaire du lycée d'Utrecht par le Recteur Magnificus. L. S. Ornstein), Université d'Utrecht, Van Druten, , 19 p. (lire en ligne [archive numérisée au dépôt universitaire d'Utrecht])
- (nl) H. A. Kramers, « Levensbericht L.S. Ornstein », sur Huygens Institute - Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences (KNAW)
- (en) « Leonard Salomon Ornstein », sur Mathematics Genealogy Project
- (nl) Ornstein, Leonard, Toepassing der statistische mechanica van Gibbs op molekulair-theoretische vraagstukken (Thèse de doctorat), Université de Leyde, Eduard Ijdo, , 137 p. (lire en ligne [archive numérisée au dépôt universitaire d'Utrecht])
- (en) Leonard S. Ornstein et Frederik Zernike, « Accidental deviations of density and opalescence at the critical point of a single substance » [« Variations imprévues de la densité et de l'opalescence d'un corps pur à son point critique »] (Archive numérisée de l'institut néerlandais de l'Histoire des Sciences), Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences (KNAW), Proceedings, Amsterdam, vol. 17, , p. 793–806 (Bibcode 1914KNAB...17..793., lire en ligne [PDF], consulté le ).
- (en) Leonard S. Ornstein et George E. Uhlenbeck, « On the theory of Brownian Motion » [« De la théorie du mouvement brownien »], Physical Review, College Park, Maryland, USA, vol. 36, , p. 823–841 (DOI 10.1103/PhysRev.36.823, Bibcode 1930PhRv...36..823U)
- (en) K. Razi Naqvi, « The origin of the Langevin equation and the calculation of the mean squared displacement: Let's set the record straight » [« L'origine de l'équation de Langevin et le calcul du déplacement quadratique moyen : Mettons les choses au clair »] (Article publié sous forme électronique uniquement sur arXiv.org), arXiv.org, , p. 1-10 (lire en ligne [PDF], consulté le )
Liens externes[modifier | modifier le code]
- Ressource relative à la recherche :
- Notices dans des dictionnaires ou encyclopédies généralistes :
