לאון ברילואן

תחילת דרכו

ברילואן נולד בשנת 1889 בסֶבְר (Sèvres), ליד פריז, למשפחה בה פיזיקאים ידועים: אביו מרסל ברילואן (Marcel Brillouin), סבו אלותר מסקארט (Éleuthère Mascart) ואבי סבתו שארל בריו (Charles Briot) היו כולם פיזיקאים.
בין השנים 1908 ו-1912, למד ברוליאן פיזיקה באקול נורמל סופרייר בפריז, כאשר בשנתו האחרונה למד תחת ז'אן-בטיסט פרן. בשנת 1912 למד באוניברסיטת מינכן פיזיקת מצב מוצק בהנחיית מקס פון לאואה, תחום שהיה עוד בחיתוליו, במכון לפיזיקה תאורטית שבראשו עמד ארנולד זומרפלד. בשנת 1913 חזר לצרפת והחל ללמוד לדוקטורט באוניברסיטת פריז, תחת הנחייתו של פול לנז'בן (Paul Langevin).
בשנים 1914-1918 התואר הופסק עקב שירותו בצבא בזמן מלחמת העולם הראשונה בתקשורת אלחוטית, והושלם בשנת 1920 אז קיבל תואר דוקטור לפיזיקה. ועדת הבחינה של ברילואן לדוקטורט הייתה מורכבת מלנז'בן, פרן ומארי קירי.
כותרת התזה הייתה "תאוריית המוצקים והקוונטים", ובה חקר ברילואן נושאים בהם המשיך לעסוק גם בהמשך: משוואת מצב למוצק המתבססת על גלי תנודות אטומיות (פונונים) במוצק, ובנוסף התפשטות גלים אלקטרומגנטיים מונוכרומטיים במוצק ואינטראקציה עם גלי קול - תופעת פיזור ברילואן (Brillouin scattering) שהיא שבירה ושינוי תדר של אור המתפשט בתווך בעל תכונות משתנות.

קריירה

לאחר קבלת הדוקטורט היה למזכיר המדעי של כתב העת לפיזיקה Journal de Physique et le Radium. בשנת 1923 נתמנה למנהל חבר במעבדות הפיזיקה של קולז' דה פראנס.
בשנת 1926 פיתחו בנפרד ברילואן, הנס קרמרס (Hendrik Kramers) וגרגור ונצל (Gregor Wentzel) את קירוב WKB, שהוא קירוב מתמטי המאפשר לחשב התפשטות של גל בתווך בעל מקדם שבירה המשתנה במרחב. שיטת הפתרון מניחה שהמשרעת או המופע של פונקציית גל משתנה לאט תוך ההתקדמות.
אביו מרסל היה אחד המדענים הצרפתים המעטים שהוזמנו לכנס סולווה הראשון בשנת 1911, בעוד לאון היה אחד מחמישה הצרפתים שהוזמנו לכנס סולווה החמישי והמפורסם בשנת 1927. כנסים אלו היוו אבני דרך בתולדות הפיזיקה המודרנית, ומוזמן אליהם מספר מצומצם של 25 מדענים מובילים בתחומם.
בשנים 1932-1928, לאחר הקמת Institut Henri-Poincaré התמנה בו ברילואן כפרופסור לעמוד בראש המחלקה לפיזיקה תאורטית.
במהלך מחקריו על פונקציות הגל של אלקטרונים בגביש, פיתח בשנת 1930 את רעיון אזור ברילואן. אזור ברילואן הוא היחידה הבסיסית בסריג ההופכי של גביש, כלומר תמונת הסריג במרחב התדר (התמרת פורייה), כאשר הגביש עצמו הוא הסריג במרחב התלת-ממדי. אזורי ברילואן הם מרכיב הכרחי בחישובים בפיזיקת מצב מוצק עבור התכונות האלקטרוניות של חומרים. בנוסף, פיתחו ברילואן ויוג'ין ויגנר את נוסחת ברילואן-ויגנר באמצעות שימוש בתורת ההפרעות.
בשנת 1932 החליף את אביו מרסל בתפקיד ראש המחלקה לפיזיקה תאורטית בקולז' דה פראנס.
מאז מחקריו עם זומרפלד, התעניין ברילואן בהתפשטות אור בתווך דיספרסיבי (מפזר). כמומחה להתפשטות גלים אלקטרומגנטיים, מונה באוגוסט 1939, חודש לפני פרוץ מלחמת העולם השנייה, למנהל סוכנות השידור הממשלתית Radiodiffusion nationale. במאי 1940, עם התמוטטות הממשל הצרפתי הוא עבר לוישי, בה ישבה ממשלת צרפת של וישי תחת שלטון גרמניה הנאצית. כעבור ששה חודשים הוא עזב את וישי ועבר לארצות הברית.
עד תום המלחמה הוא היה פרופסור אורח באוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון (1941-1942), פרופסור באוניברסיטת בראון, וחוקר בתחום המכ"ם עבור וועדה של משרד ההגנה (National Defense Research Committee) באוניברסיטת קולומביה.
בשנים 1947-1949 היה פרופסור למתמטיקה שימושית באוניברסיטת הרווארד. בשנים 1952-1954 עבד בחברת IBM. החל משנת 1954 היה פרופסור נלווה באוניברסיטת קולומביה שבניו יורק, שם התגורר עד מותו בשנת 1969.
ברילואן כתב כ-20 ספרים, רובם על אלקטרונים במוצק ואינטראקציה של אור וחומר, מספר ספרים במתמטיקה, הספר "Relativity Reexamined" בו קרא לבחון מחדש את תורת היחסות, וספר בתורת האינפורמציה. בנושא תורת האינפורמציה טבע את המונח "נגנטרופיה" (אנטרופיה שלילית) עבור המושג שהגדיר שרדינגר עבור מערכות חיות.