אירווינג לאנגמיור

אירווינג לאנגמיור (באנגלית: Irving Langmuir; ‏ 31 בינואר 1881 בברוקלין, ניו יורק – 16 באוגוסט 1957 בוודס הול, מסצ'וסטס) היה כימאי ופיזיקאי אמריקאי, חתן פרס נובל לכימיה לשנת 1932, "על עבודתו בכימיה של פני שטח". הפרסום הידוע ביותר שלו היה המאמר המפורסם משנת 1919, "סידור האלקטרונים באטומים ומולקולות" ("The Arrangement of Electrons in Atoms and Molecules"). במאמר, בהתבסס על תיאורית האטום הקובייתי של גילברט לואיס ותאוריית הקישור הכימי של ולתר קוסל, תיאר לאנגמיור את "התאוריה הקונצנטרית של המבנה האטומי". במהלך עבודתו בג'נרל אלקטריק בין השנים 1909 עד 1950, פיתח לנגמויר מספר תחומים בסיסיים בכימיה ופיזיקה, המציא את נורת הליבון ממולאת הגז, וטכניקת ריתוך במימן. הוא היה הכימאי התעשייתי הראשון שזכה בפרס נובל. מעבדת לנגמויר למחקר אטמוספירי בניו מקסיקו קרויה על שמו, כמו גם כתב העת למדע של פני שטח של האגודה האמריקנית לכימיה, הקרוי "Langmuir". לאנגמיור נולד בברוקלין, ניו יורק, ילדם השלישי (מתוך ארבעה) של צ'ארלס לאנגמיור וסיידי (קאמינגס, בנעוריה). בילדותו, עודדוהו הוריו לצפות בטבע ולנהל תיעוד מסודר של תצפיותיו הקודמות. כאשר היה בן 11, נמצא כי ראייתו חלשה. כאשר תיקנו בעיה זו בעזרת משקפיים, התגלו לו פרטים שקודם לכן חמקו ממנו. עניינו בטבע ותופעותיו השונות התגבר מאוד. במהלך ילדותו הושפע לאנגמיור מאוד מאחיו הבוגר, ארתור לאנגמיור. ארתור היה כימאי מחקר שעודד את אירווינג לגלות סקרנות לגבי הטבע ודרכי פעולתו. ארתור סייע לאירווינג להקים את מעבדת הכימיה הראשונה שלו, בפינת חדרו, ושמח לענות על מגוון השאלות שהציב לו אירווינג. בין תחביביו של לאנגמיור נמנו טיפוס הרים, סקי, הטסת מטוסו, ומוזיקה קלאסית. בנוסף להתעניינותו המקצועית בפוליטיקה של אנרגיה אטומית, התעניין מאוד בשימור השטחים הפתוחים. לאנגמיור התחנך במגוון בתי ספר ומוסדות חינוכיים בארצות הברית ובפריז (1892-1895). ב-1903 קיבל תואר בוגר במדעים בהנדסת מתכות מבית הספר לכרייה של אוניברסיטת קולומביה. ב-1906 קיבל תואר דוקטור לפילוסופיה אצל חתן פרס נובל ולטר נרנסט בגטינגן, על מחקר שנעשה תוך שימוש ב"זוהר נרנסט", מנורה חשמלית שהמציא נרנסט. כותרת התזה שלו הייתה: "על הרקומבינציה החלקית של גזים מומסים במהלך קירור". לאחר מכן ביצע עבודת פוסט-דוקטורט בכימיה. לאנגמיור לימד אז במכון סטיבנס לטכנולוגיה בהובוקן ניו ג'רזי עד 1909, עת החל לעבוד במעבדת המחקר של ג'נרל אלקטריק בשנקטאדי ניו יורק. ב-1912 נישא למריון מרסרו. תרומותיו הראשונות למדע היו בתחום הנורות (כהמשך של עבודת הדוקטורט שלו). הפיתוח המשמעותי הראשון שלו היה המצאת משאבת הדיפוזיה, שהובילה מאוחר יותר להמצאת שפופרת הריק ללחצים נמוכים במיוחד. שנה לאחר מכן, גילו לנגמויר ועמיתו, לווי טונקס, כי ניתן להאריך מאוד את אורך חיי תיל טונגסטן (חוט להט) בנורה על ידי מילוי הנורה בגז אציל, כמו ארגון. הוא גילה גם כי ליפוף התיל לסליל הדוק משפר את יעילותו. אלה היו התקדמויות חשובות בהיסטוריה של נורת הליבון. כאשר המשיך לחקור תיילים בוואקום וסביבות גזיות שונות, החל לבחון את הפליטה של חלקיקים טעונים מתיילים חמים (פליטה תרמיונית). הוא היה אחד המדענים הראשונים שעבדו עם פלזמה, והיה זה שנתן לה את שמה, כיוון שהזכירה לו פלזמת דם. במהלך מלחמת העולם הראשונה מעבדת המחקר של ג'נראל אלקטריק שבה עבד הצטרפה לוועד המייעץ לצי שהקים מזכיר הצי האמריקאי ג'וזפוס דניאלס על מנת להכין את הכוחות הימיים האמריקניים לקראת כניסה אפשרית לעימות שהתרחש באירופה, ובעקבות איום הצוללות הגרמניות. המהנדסים של ג'נרל אלקטריק, בהובלת לאנגמיור, הצליחו לפתח שיטה לאיתור צוללות בהתבסס על מתקן בריטי קיים המכונה הידרופון. המתקן הזה השתמש בעיקרון של הקלטת קול משני כיוונים (binaural principle), שמאפשר לאתר קול בצורה החזקה ביותר כאשר נמצאים ישירות מולו. המהנדסים של לאנגמיור החליפו את ציפוי המנגנון הבריטי ממתכת לגומי, וכך הגדילו את טווח המכשיר בכשלושה מייל. לאנגמיור הציג לראשונה את רעיון הטמפרטורה האלקטרונית, וב-1924 המציא את השיטה הדיאגנוסטית למדידת טמפרטורה וצפיפות בעזרת חיישן אלקטרוסטטי, הקרוי כיום "חיישן לאנגמיור", ונפוץ בשימוש בפיזיקת פלזמה. הזרם החשמלי של קצה החיישן, המוחזק במתח חשמלי, נמדד כפונקציה של המתח לקביעת טמפרטורת וצפיפות הפלזמה בסביבות החישן. לנגמויר גילה גם מימן אטומי (בניגוד לצורה הנפוצה בטבע, מימן מולקולרי - דו אטומי), אותו ניצל בתהליך ריתוך שהמציא - ריתוך הפלזמה הראשון אי פעם. טכניקת הריתוך בפלזמה פותחה מאז לריתוך בקשת בעזרת גז וטונגסטן. לאחר מלחמת העולם הראשונה תרם לאנגמיור לתאוריה האטומית ולהבנה של המבנה האטומי בעזרת הגדרת המושגים המודרניים קליפת ערכיות ואיזוטופים. הוא חבר לקתרין בלודגט לחקור שכבות דקות וספיחה על משטח. הוא הציג לראשונה את רעיון הרובד החד-מולקולרי (מונולייר - שכבת חומר בעובי מולקולה אחת), ואת הפיזיקה הדו־ממדית לתיאור משטח כזה. ב-1932 קיבל פרס נובל לכימיה "על תגליותיו ומחקריו בכימיה של פני שטח". ב-1938 פנתה התעניינותו המדעית של לאנגמיור לכיוון מדעי האטמוספירה ומטאורולוגיה. אחד ממחקריו הראשונים, על אף שאינו קשור ממש לעיקר, היה הפרכה של טענותיו של האנטומולוג צ'ארלס טאונסנד, לפיה זבוב הצבאים טס במהירות העולה על 1280 קמ"ש. לאנגמיור העריך את מהירות הטיסה בכ-40 קמ"ש. במהלך מלחמת העולם השנייה עבד לאנגמיור על שיפור הסונאר הימי לגילוי צוללות, ומאוחר יותר על פיתוח מסכי עשן הגנתיים ושיטות להסיר קרח מכנפי מטוסים. מחקר זה הוביל אותו להשערה, כי החדרת קרח יבש ויודיד לענן לח מספיק בטמפרטורות נמוכות עשויה לגרום להורדת גשם (זריעת עננים); שיטה זו נמצאת בשימוש נרחב כיום, במיוחד באוסטרליה ובסין, אף כי יעילותה מוטלת בספק. ב-1953 טבע את המונח "מדע פתולוגי", לתיאור מחקר המבוצע בהתאם לשיטה המדעית, אך מוכתם על ידי הטיה לא מודעת, או השפעות סובייקטיביות. זאת בניגוד לפסבדו-מדע, לו אין יומרה לפעול לפי השיטה המדעית. בנאומו המקורי הציג את תחומי התפיסה העל-חושית ועב"מים כדוגמאות למדע פתולוגי; מאז שימש המושג לתחומים כמו פולי-מים, והיתוך קר. לאחר מחלה קצרה, נפטר לאנגמיור מהתקף לב ב-1957. הודעת הפטירה שלו הופיעה בעמוד הראשון של הניו יורק טיימס. גלי לאנגמיור מדיה וקבצים בנושא אירווינג לאנגמיור בוויקישיתוף אירווינג לאנגמיור, באתר פרס נובל (באנגלית) אירווינג לאנגמיור, באתר פרויקט הגנאלוגיה במתמטיקה פרטים אודות לאנגמיור באתר NNDB כתב העת Langmuir, של הוצאת ACS הרצאתו של לאנגמיור על "מדע פתולוגי" אירווינג לאנגמיור, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית) אירווינג לאנגמיור, באתר "Find a Grave" (באנגלית)