BRILLOUIN, Léon Nicolas
BRILLOUIN, Léon Nicolas
Fisico francese, nato a Sèvres nel 1889, morto a New York nel 1969. Figlio del fisico M. Brillouin, fu professore di Fisica teorica prima alla Sorbona (1928) e poi al Collège de France (1932). Nel 1941 si trasferì negli Stati Uniti, insegnando successivamente presso le università del Wisconsin, Harvard e Columbia. Fu presidente (1946-50) dell'università francese di New York.
L'attenzione scientifica di B. si è rivolta inizialmente allo studio del moto browniano. In tale ambito è riuscito a verificare sperimentalmente (intorno al 1910) la relazione Dα〈U8>ξ2/τ, proposta da A. Einstein nel 1905, ove 〈U8>ξ2 è lo spostamento medio di una particella nel tempo τ e D il coefficiente di diffusione.
Nel 1921 previde la diffrazione di onde elettromagnetiche da parte degli ultrasuoni, trovando che le fluttuazioni di densità di un materiale si propagano come onde elastiche ultrasonore. Dalle caratteristiche degli spettri della luce incidente su un campione ed emergente da tali fluttuazioni (diffusione di B.) dopo la diffusione, è possibile determinare la legge di dispersione dei fononi nel materiale. L'avvento della tecnologia laser, sviluppatasi nel corso degli anni Sessanta, ha messo a disposizione un ulteriore importante strumento per questo tipo di studi sulla struttura dei materiali.
Di notevole importanza inoltre, nella seconda metà degli anni Venti, la partecipazione di B. alla definizione e allo sviluppo della teoria delle bande elettroniche. Tale teoria ha consentito di spiegare il diverso comportamento elettrico dei materiali isolanti, conduttori e semiconduttori. I limiti delle bande vengono determinati attraverso l'analisi delle cosiddette zone di B. (1930) definite nello spazio dei momenti e la cui forma dipende dalla struttura cristallografica del materiale.
Il suo eclettismo scientifico gli ha permesso anche di ricoprire un ruolo decisivo nello sviluppo della cibernetica e dell'informatica. A lui si devono infatti alcune importanti idee innovative sulla teoria dell'informazione. B. si è interessato in particolare dei collegamenti tra informazione ed entropia, sviluppando il concetto di entropia negativa, o negentropia. I suoi studi in tale campo, insieme a quelli di L. Sicard, N. Wiener e E. Schrödinger, hanno consentito di stabilire che a ogni informazione corrisponde una variazione di entropia negativa. In particolare si può dimostrare che la più piccola quantità di negentropia necessaria per avere un'informazione pari a 1 bit è k·ln 2, essendo k la costante di Boltzmann.
Nel corso della sua intensa ed eterogenea attività scientifica, una parte importante hanno avuto le ricerche sulle proprietà magnetiche della materia: nel 1927 è riuscito a calcolare (contemporaneamente ma indipendentemente a P. Debye) la legge quantistica generale del paramagnetismo. B. ha contribuito inoltre in maniera fondamentale allo sviluppo della teoria del magnetron a cavità multiple, ovvero di quel particolare dispositivo che è stato in seguito utilizzato come sorgente principale di microonde, allorché (per esempio nei trasmettitori radar) sia necessario avere impulsi di retrofrequenza a potenze elevate. Interessandosi dei problemi connessi alla propagazione di onde elettromagnetiche in strutture guidanti, è riuscito tra l'altro a dimostrare che la propagazione in guide d'onda a sezione rettangolare si può spiegare mediante l'interferenza di onde piane che si riflettono contro le pareti.
B. si è occupato anche estesamente del problema della propagazione di onde elettromagnetiche in mezzi dispersivi.
Tra i suoi numerosi scritti ricordiamo: La diffraction de la lumière par des ultrasons (1933) e Wave propagation and group velocity (1960).