| Professeur |
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| Naissance | |
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| Décès | |
| Nationalités | |
| Formation | Université de Göttingen( - École polytechnique(en) Université de Vienne Akademisches Gymnasium  |
| Activités | |
| Conjoint | Tatiana Afanassieva(à partir de) |
| Enfants | Tatiana Pavlovna Ehrenfest Galinka Ehrenfest(d) |
| Parentèle |
| A travaillé pour | |
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| Propriétaire de | Einstein's Pen(d) |
| Membre de | Académie des sciences de l'URSS(en) Académie royale néerlandaise des arts et des sciences Société russe de physique et de chimie(d) Académie des sciences de Russie |
| Maître | |
| Directeur de thèse |
Théorème d'Ehrenfest,paradoxe d'Ehrenfest,Modèle des urnes d'Ehrenfest,formules d'Ehrenfest,Ehrenfest–Tolman effect(d) |
Paul Ehrenfest, né le àVienne et mort le àAmsterdam, est unphysicien théoricienautrichien. Il a apporté d'importantes contributions à lamécanique statistique et à lamécanique quantique.
Paul Ehrenfest est né et a grandi à Vienne. Il est issu d'une famille juive originaire deLoštice enMoravie (maintenant situé enRépublique Tchèque). Ses parents, Sigmund Ehrenfest et Johanna Jellinek, tiennent à Vienne une épicerie prospère. Paul est le dernier né d'une fratrie composée de cinq enfants : Arthur, Emil, Hugo et Otto.
Paul Ehrenfest étudie à la Technische Hochschule de Vienne à partir d', où il suit les cours deLudwig Boltzmann sur la « théorie mécanique de la chaleur », notre actuellethéorie cinétique des gaz. Il se lie d'amitié avec trois autres étudiants en mathématiques,Heinrich Tietze,Hans Hahn etGustav Herglotz. Ils se sont appelés les «quatre inséparables».
En 1901, il étudie à l'Université de Göttingen, où il suit les cours deFelix Klein etDavid Hilbert en mathématiques, deMax Abraham enélectromagnétisme, ainsi que ceux deJohannes Stark,Walther Nernst,Karl Schwarzschild etErnst Zermelo. Il y fait également la rencontre de sa future épouse, la mathématicienne russeTatiana Afanassieva.
Le, il soutient à Vienne sa thèseLe mouvement des corps rigides dans les fluides et la mécanique de Hertz, sous la supervision deLudwig Boltzmann, et obtient le doctorat.
En 1905, Paul Ehrenfest publie un article sur la théorie deMax Planck sur le rayonnement ducorps noir. En septembre 1906, il retourne à Göttingen dans l'espoir d'y obtenir un poste mais il n'en obtient pas.
En 1907, il déménage avec sa famille àSaint Petersbourg et ils y vivent durant cinq ans. Il y côtoie entre autres les mathématiciensIakov Tamarkin,Alexandre Friedmann etVladimir Steklov. Il y obtient un diplôme de maitrise en physique, mais pas de poste universitaire. Il a essayé de trouver un poste en écrivant à de nombreuses institutions, dont certaines en Amérique du Nord, mais aucune de ses demandes n'a abouti.
En 1911, il copublie avec son épouse un article renommé sur les fondements de lamécanique statistique[1].
En janvier 1912, Paul Ehrenfest entreprend une tournée des universités du monde germanophone dans l'espoir d'obtenir un poste. Il visiteBerlin, où il est reçu parMax Planck,Leipzig, où il revoit son amiGustav Herglotz,Munich, où il rencontreArnold Sommerfeld, puisZurich,Vienne etPrague, où il rencontreAlbert Einstein pour la première fois.
Le, il est nommé à la chaire dephysique théorique de l'Université de Leyde, succédant àHendrik Lorentz. Il fut notamment recommandé par Arnold Sommerfeld, qui a écrit de lui :
Il enseigne comme un maître. Je n'ai presque jamais entendu un homme parler avec autant de fascination et d'éclat. Phrases significatives, points d'esprit et dialectique sont à sa disposition d'une manière extraordinaire… Il sait rendre les choses les plus difficiles concrètes et intuitivement claires. Les arguments mathématiques sont traduits par lui en images facilement compréhensibles[2]
.
En 1917 et 1920, Paul Ehrenfest publie plusieurs articles sur le problème de savoir dans quelle mesure la nature tridimensionnelle de l'espace physique est déterminée par la structure des équations physiques de base ou se reflète dans ces équations de base. Ses arguments étaient basés sur lamécanique de Newton et sur lathéorie de la relativité d'Einstein.
En 1919, il devient membre de l'Académie royale des arts et des sciences des Pays-Bas[3].
Parmi les contributions de Paul Ehrenfest aux statistiques quantiques figure une compréhension de la nature desphotons et de leurs propriétés impliquées par laloi de rayonnement de Planck. Il a travaillé sur la théorie quantique en l'appliquant aux corps en rotation. Il a reconnu que les courants moléculaires d'Ampère sont incompatibles avec la mécanique statistique classique. Il a proposé un modèle de diffusion afin d'éclairer l'interprétation statistique de ladeuxième loi de la thermodynamique, selon laquelle l'entropie d'un système fermé ne peut qu'augmenter. La théorie moderne de lathermodynamique hors équilibre rassemble les idées moléculaires et collisionnelles deBoltzmann avec les idées statistiques d'Ehrenfest pour donner une théorie statistique non linéaire[4].
Le, il réunit chez lui, à Leyde,Niels Bohr etAlbert Einstein, qui étaient en désaccord sur la théorie quantique, pour tenter de les faire parvenir à une entente. Ils ne l'ont pas fait et il dut prendre parti pour l'un de ses deux amis. On y retrouve le célèbre échange entre les deux protagonistes, où Einstein aurait lancé à Bohr :« Dieu ne joue pas aux dés », ce à quoi Bohr aurait répondu :« Mais qui êtes-vous, Albert Einstein, pour dire à Dieu ce qu'il doit faire ? ». Paul Ehrenfest déclare en 1927 avoir choisi Bohr[4].
En 1933 Paul Ehrenfest présente une classification destransitions de phase basée sur la discontinuité des dérivées de la fonctionenthalpie libre[5].
De la correspondance avec ses amis proches, il ressort qu'à partir de mai 1931 Paul Ehrenfest souffrait d'une grave dépression.
En août 1932,Albert Einstein était si inquiet qu'il écrivit au conseil d'administration de l'Université de Leyde, exprimant une profonde inquiétude et suggérant des moyens de réduire la charge de travail d'Ehrenfest.
Le, Paul Ehrenfest se rend àAmsterdam à l'Institut Waterink pour enfants handicapés muni d'un pistolet et tire une balle dans la tête de son fils Wassik, âgé de quinze ans et atteint de latrisomie 21, avant de retourner immédiatement l'arme contre lui[6],[7],[8].
Il avait écrit à ses amisNiels Bohr,Albert Einstein,James Franck,Gustav Herglotz, Joffé, Kohnstamm etRichard Tolman une lettre qu'il n'a jamais envoyée :
Mes chers amis : Bohr, Einstein, Franck, Herglotz, Joffé, Kohnstamm et Tolman !
Je ne sais absolument plus comment porter plus loin durant les prochains mois le fardeau de ma vie devenu insupportable. Je ne peux plus supporter que ma chaire à Leiden tombe à l'eau. Je dois quitter mon poste ici. Peut-être arrivera-t-il que je puisse utiliser le reste de mes forces en Russie... Si, cependant, il ne devient pas clair assez tôt que je peux le faire, alors il est presque certain que je me tuerai. Et si cela devait arriver un jour, je voudrais savoir que je vous ai écrit, calmement et sans précipitation, à vous dont l'amitié a joué un si grand rôle dans ma vie.Ces dernières années, il est devenu de plus en plus difficile pour moi de suivre les développements de la physique avec compréhension. Après avoir essayé, toujours plus énervé et déchiré, j'ai finalement abandonné en désespoir de cause. Cela m'a complètement lassé de la vie. Je me suis senti condamné à vivre principalement à cause des soucis économiques des enfants. J'ai essayé d'autres choses mais cela n'aide que brièvement. C'est pourquoi je me concentre de plus en plus sur les détails précis du suicide. Je n'ai pas d'autre possibilité pratique que de me suicider, et cela après avoir d'abord tué Wassik. Pardonnez-moi… Puissiez-vous, ainsi que vos proches, rester en bonne santé[9].
Paul Ehrenfest a épousé la mathématicienne russeTatiana Afanassieva le. Le couple a donné naissance à quatre enfants, dont une fille,Tatiana Pavlovna Ehrenfest, née en 1905 et devenuemathématicienne.
Son frère ainéHugo Ehrenfest a émigré auxÉtats-Unis et est devenu professeur de gynécologie-obstétrique àSaint-Louis. Ils ont entretenu une correspondance suivie durant les dernières années de sa vie[10].
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