Friedrich Hund

Friedrich Hund

Friedrich Hermann Hund (4 février 1896 – 31 mars 1997) était un physicien allemand originaire de Karlsruhe, connu pour ses travaux sur les atomes et les molécules. Il est célèbre pour les règles de Hund permettant de prédire la configuration électronique des éléments chimiques. Ses travaux sur les cas de Hund et la théorie des orbitales moléculaires ont fait progresser la compréhension de la structure moléculaire.

Carrière scientifique

Hund a travaillé avec des physiciens prestigieux, tels qu'Erwin Schrödinger, Paul Dirac, Werner Heisenberg, Max Born et Walther Bothe. À cette époque, il était l'assistant de Born, travaillant sur l'interprétation quantique des spectres de bandes des molécules diatomiques.

Après ses études de mathématiques, de physique et de géographie à Marbourg et Göttingen, il a travaillé comme chargé de cours de physique théorique à l'Université de Göttingen (1925), professeur à l'Université de Rostock (1927), à l'Université de Leipzig (1929), à l'Université d'Iéna (1946), à l'Université de Francfort (1951) et, à partir de 1957, à nouveau à Göttingen. De plus, il a séjourné à Copenhague (1926) avec Niels Bohr et a donné des conférences sur l'atome à l'Université Harvard (1928). Il a publié plus de 250 articles et essais au total. Hund a apporté des contributions essentielles à la théorie quantique, notamment concernant la structure de l'atome et des spectres moléculaires.

En fait, Robert S. Mulliken, qui a reçu le prix Nobel de chimie en 1966 pour la théorie des orbitales moléculaires, a toujours proclamé la grande influence que les travaux de Hund ont eue sur les siens et qu'il aurait volontiers partagé le prix Nobel avec Hund. En reconnaissance de l'importance des contributions de Hund, la théorie des orbitales moléculaires est souvent appelée théorie MO de Hund-Mulliken. La règle de multiplicité maximale de Hund est un autre éponyme et, en 1926, Hund a découvert ce qu'on appelle l'effet tunnel ou tunnellisation quantique.

Les cas de Hund, qui sont des régimes particuliers dans le couplage du moment cinétique moléculaire diatomique, et les règles de Hund, qui régissent les configurations électroniques atomiques, sont importants en spectroscopie et en chimie quantique. En chimie, la première règle, la règle de multiplicité maximale de Hund, est particulièrement importante et est souvent appelée simplement règle de Hund.

En 1927, il a introduit le paradoxe apparent, appelé par la suite « paradoxe de Hund », expliquant pourquoi les molécules chirales telles que les sucres et les acides aminés se trouvent sous des formes gauches ou droites mais pas sous forme de superpositions. Hund a montré que les états chiraux sont instables mais que les taux de tunnellisation pertinents pour les grandes molécules sont trop lents pour être observés. Le développement ultérieur de la théorie de la décohérence quantique explique la stabilité de la chiralité dans certaines petites molécules comme une manifestation de l'effet Zénon quantique.

Vie privée

Hund a épousé la mathématicienne Ingeborg Seynsche (1905–1994) à Barmen le 17 mars 1931. La famille a eu six enfants : le joueur d'échecs et mathématicien Gerhard Hund (1932–2024), Dietrich (1933–1939), Irmgard (née en 1934), Martin (1937–2018), Andreas (né en 1940) et Erwin (1941–2022). La grand maître féminin d'échecs Barbara Hund (née en 1959) et la joueuse d'échecs Isabel Hund (née en 1962) sont ses petites-filles.

Hund est enterré au Waldfriedhof de Munich.

Honneurs

Hund était membre de l'Académie internationale des sciences moléculaires quantiques. Il a reçu la médaille Max Planck en 1943.

Héritage

À l'occasion de son 100e anniversaire, le livre : Friedrich Hund : Geschichte der physikalischen Begriffe [Histoire des concepts physiques] (Heidelberg, Berlin, Oxford), Spektrum, Akademie Verlag 1996, ISBN 3-8274-0083-X a été publié. Une critique a également été écrite par Werner Kutzelnigg. Les travaux et l'intérêt de Friedrich Hund pour l'histoire des sciences ont également été discutés intensément dans une interview menée par Klaus Hentschel et Renate Tobies.

En plus des nombreux honneurs qui lui ont été décernés, Friedrich Hund est devenu citoyen d'honneur d'Iéna/Saale, et une rue d'Iéna a été nommée en son honneur. En juin 2004, une partie d'un nouveau bâtiment du département de physique de Göttingen a reçu l'adresse Friedrich-Hund-Platz 1. Le même nom a été choisi pour l'Institut de physique théorique de l'Université de Göttingen.

Publications

- Versuch einer Deutung der großen Durchlässigkeit einiger Edelgase für sehr langsame Elektronen, thèse, Université de Göttingen 1923

- Linienspektren und periodisches System der Elemente, thèse d'habilitation, Université de Göttingen, Springer 1927

- Allgemeine Quantenmechanik des Atom- und Molekelbaues, dans Handbuch der Physik, tome 24/1, 2e éd., pp. 561–694 (1933)

- Materie als Feld, Berlin, Springer 1954

- Einführung in die Theoretische Physik, 5 vol. 1944-51, Meyers Kleine Handbücher, Leipzig, Bibliographisches Institut, 1945, 1950/51 (vol. 1 : Mécanique, vol. 2 : Théorie de l'électricité et du magnétisme, vol. 3 : Optique, vol. 4 : Théorie de la chaleur, vol. 5 : Théorie atomique et quantique)

- Theoretische Physik, 3 vol., Stuttgart Teubner, d'abord 1956-57, vol. 1 : Mécanique, 5e éd. 1962, vol. 2 : Théorie de l'électricité et de la lumière, théorie de la relativité, 4e éd. 1963, vol. 3 : Thermodynamique et théorie quantique, 3e éd. 1966

- Theorie des Aufbaues der Materie, Stuttgart, Teubner 1961

- Grundbegriffe der Physik, Mannheim, Bibliographisches Institut 1969, 2e éd. 1979

- Geschichte der Quantentheorie, 1967, 2e éd., Mannheim, Bibliographisches Institut 1975, 3e éd. 1984 ; trad. angl. 1974

- Quantenmechanik der Atome, dans Handbuch der Physik/Encyclopedia of Physics, tome XXXVI, Berlin, Springer 1956

- Die Geschichte der Göttinger Physik, Vandenhoeck und Ruprecht 1987 (Göttinger Universitätsreden)

- Geschichte der physikalischen Begriffe, 1968, 2e éd. (2 vol.), Mannheim, Bibliographisches Institut 1978 (vol. 1 : Die Entstehung des mechanischen Naturbildes, vol. 2 : Die Wege zum heutigen Naturbild), Spektrum Verlag 1996

- Göttingen, Kopenhagen, Leipzig im Rückblick, dans Fritz Bopp (éd.) Werner Heisenberg und die Physik unserer Zeit, Brunswick 1961

- Voir aussi Verzeichnis der Schriften Friedrich Hund (1896-1997) avec environ 300 entrées