La contribution la plus significative de Kohn est venue avec son développement de la théorie de la fonctionnelle de la densité.
Biographique Walter Kohn (1923-2016), prix Nobel de chimie 1998
Je suppose que je ne suis pas le premier Nobel qui, à l’occasion de recevoir ce Prix, se demande comment diable, par quelle étrange alchimie de milieu familial, de professeurs, d’amis, de talents et surtout d’accidents de l’histoire et de la vie personnelle, il est arrivé à ce point. J’ai feuilleté les tomes précédents des « Prix Nobel » et je sais qu’il y en a d’autres dont les destins éventuels ont été préfigurés très tôt dans leur vie – précocité mathématique, championne de l’ornithologie, lecture insatiable, génie mécanique. Pas dans mon cas, du moins pas avant la fin de mon adolescence. Au contraire : Une première photo de ma sœur aînée et de moi-même, prise lors d’une fête costumée pour enfants à Vienne – j’ai l’air d’avoir environ 7 ans – me montre vêtue d’un costume sombre et d’un haut-de-forme noir, des lunettes jouets enfoncées dans mon nez , 
Voici donc ma tentative de transmettre au lecteur comment, à 75 ans, je vois ma vie qui m’a amené au point actuel : un professeur de physique théorique à la retraite depuis longtemps à l’Université de Californie, aimant et faisant toujours de la physique, y compris de la chimie la physique, surtout avec des jeunes de moins de la moitié de mon âge ; modérément impliqué dans la vie de ma communauté de Santa Barbara et dans des questions politiques et sociales plus larges ; avec des passe-temps banals tels qu’écouter de la musique classique, lire (y compris la littérature française), se promener avec ma femme Mara ou seul, un peu de cuisine (orgueil injustifié de ma ratatouille) ; et une demi-heure hebdomadaire de roller détendu le long du rivage, un retour au patin à glace de mon enfance viennoise. Mes trois filles et mes trois petits-enfants vivent tous en Californie et nous nous voyons donc assez souvent.
J’ai été naturalisé en tant que citoyen américain en 1957 et cela a été ma principale identité depuis. Mais, comme beaucoup d’autres scientifiques, j’ai aussi un sens aigu de la citoyenneté mondiale, notamment le Canada, le Danemark, l’Angleterre, la France et Israël, où j’ai travaillé et vécu avec une famille pendant des périodes considérables, et où j’ai certains de mes plus proches amis.
Mes sentiments envers l’Autriche, ma terre natale, sont – et resteront – très douloureux. Ils sont dominés par mes souvenirs vifs d’un an et demi en tant que garçon juif sous le régime nazi autrichien, et par le meurtre ultérieur de mes parents, Salomon et Gittel Kohn, d’autres parents et de plusieurs enseignants, pendant l’holocauste. En même temps, ces dernières années, j’ai été heureux de travailler avec des Autrichiens, une ou deux générations plus jeunes que moi : des physiciens, des professeurs de mon ancien lycée et des jeunes (Gedenkdiener) qui affrontent honnêtement et de manière constructive les années sombres du passé autrichien. .
À un autre niveau, je tiens à mentionner que j’ai une forte identité juive et – au fil des ans – j’ai été impliqué dans plusieurs projets juifs, tels que la mise en place d’un solide programme d’études judaïques à l’Université de Californie à San Diego.
Mon père, qui avait perdu un frère en combattant du côté autrichien pendant la Première Guerre mondiale, était un pacifiste engagé. Cependant, alors que les barbares nazis et leurs collaborateurs menaçaient le monde entier, je ne pouvais pas accepter sa philosophie et, après plusieurs tentatives antérieures, j’ai finalement été accepté dans le Corps d’infanterie canadien au cours de la dernière année de la Seconde Guerre mondiale. Plusieurs décennies plus tard, je suis devenu actif dans les tentatives de mettre fin à la course aux armements nucléaires américano-soviétiques et je suis devenu un chef de file des initiatives infructueuses du corps professoral pour mettre fin au rôle de l’Université de Californie en tant que directeur des laboratoires d’armes nucléaires à Los Alamos et Livermore. J’ai offert un soutien précoce à Jeffrey Leiffer, le fondateur de l’étudiant Pugwash mouvement qui s’intéresse aux enjeux mondiaux à forte composante scientifique et dans lesquels les scientifiques peuvent jouer un rôle utile. Vingt ans après sa fondation, cette organisation reste forte et dynamique. Mon engagement pour un monde humain et pacifique se poursuit à ce jour. Je viens de rejoindre le Board du Population Institute car je suis convaincue qu’une stabilisation rapide de la population mondiale est importante pour atteindre cet objectif.
Après ces réflexions générales introductives de mon point de vue actuel, je voudrais maintenant donner une idée de mon enfance et de mon adolescence. Je suis né en 1923 dans une famille juive de classe moyenne à Vienne, quelques années après la fin de la Première Guerre mondiale, désastreuse du point de vue autrichien. Mes deux parents sont nés dans certaines parties de l’ancien Empire austro-hongrois, mon père à Hodonin, en Moravie, ma mère à Brody, puis en Galice, en Pologne, maintenant en Ukraine. Plus tard, ils ont tous deux déménagé dans la capitale de Vienne avec leurs parents. 
Je n’ai aucun souvenir des parents de mon père, qui sont morts relativement jeunes. Mes grands-parents maternels Rappaport étaient des juifs orthodoxes qui vivaient une vie simple de retraite et, dans le cas de mon grand-père, de prière et d’étude de textes religieux dans une petite synagogue voisine, une Schul comme on l’appelait. Mon père dirigeait une entreprise, Postkartenverlag Brueder Kohn Wien I, dont le produit principal était des cartes postales d’art de haute qualité, principalement basées sur des peintures d’artistes contemporains commandées par son entreprise. L’entreprise avait prospéré au cours des deux premières décennies du siècle mais ensuite, en partie à cause de la mort de son frère Adolf pendant la Première Guerre mondiale, du démantèlement de la monarchie autrichienne et d’une dépression économique mondiale, elle est progressivement tombée dans des moments difficiles. dans les années 1920 et 1930. Mon père a lutté de crise en crise pour maintenir l’entreprise et subvenir aux besoins de la famille. Un vestige des temps prospères était une magnifique propriété d’été à Heringsdorf sur la mer Baltique, non loin de Berlin, où ma mère, ma sœur et moi avons passé nos vacances d’été jusqu’à l’arrivée au pouvoir d’Hitler en Allemagne en 1933. Mon père venait pour des visites occasionnelles (l’entreprise avait une succursale à Berlin). Ma mère était une femme très instruite avec une bonne connaissance de l’allemand, du latin, du polonais et du français et une certaine connaissance du grec, de l’hébreu et de l’anglais. Je crois qu’elle avait terminé un lycée à orientation académique en Galice. Par l’intermédiaire de ses parents, nous avons maintenu le contact avec le judaïsme traditionnel. En même temps, mes parents, surtout mon père, faisaient également partie de la vie artistique et intellectuelle laïque de Vienne.
Après avoir terminé mes études à l’école élémentaire publique, ma mère m’a inscrit à l’Akademische Gymnasium, un excellent lycée public du centre-ville de Vienne. Là, pendant près de cinq ans, j’ai reçu une excellente éducation, fortement orientée vers le latin et le grec, jusqu’en mars 1938, date à laquelle l’Allemagne hitlérienne a annexé l’Autriche. (Ce soi-disant Anschluss fut, après quelques semaines, soutenu par la grande majorité de la population autrichienne). Jusque-là, ma matière préférée était le latin, dont j’aimais l’architecture et la concision. En revanche, je n’avais aucun intérêt ni talent apparent pour les mathématiques qui étaient couramment enseignées et qui m’ont donné le seul C au lycée. Pendant cette période, j’avais tacitement entendu que l’on me demanderait éventuellement de reprendre l’entreprise familiale, une perspective que j’ai affrontée avec résignation et sans le moindre enthousiasme.
L’Anschluss a tout changé : l’entreprise familiale a été confisquée mais mon père a été obligé d’en poursuivre la gestion sans aucune indemnité ; ma sœur réussit à émigrer assez promptement en Angleterre ; et j’ai été expulsé de mon école.
À l’automne suivant, j’ai pu entrer dans une école juive, le Chajes Gymnasium, où j’ai eu deux professeurs extraordinaires : en physique, le Dr Emil Nohel, et en mathématiques, le Dr Victor Sabbath. Alors qu’à l’extérieur des murs de l’école, des actes arbitraires de persécution et de brutalité ont eu lieu, à l’intérieur, ces deux enseignants inspirés nous ont transmis leur profonde compréhension et leur amour de leurs matières. Je saisis cette occasion pour exprimer ma profonde gratitude pour leur inspiration à laquelle je dois mon intérêt initial pour la science. (Hélas, ils ont tous deux été victimes de la barbarie nazie).
Je note avec une profonde gratitude qu’à deux reprises, pendant la Seconde Guerre mondiale, après avoir été séparé de mes parents qui n’avaient pas pu quitter l’Autriche, j’ai été emmené chez deux merveilleuses familles qui ne m’avaient jamais vu auparavant : Charles et Eva Hauff à Sussex, en Angleterre, qui a également accueilli ma sœur aînée, Minna. Charles, comme mon père, était dans l’édition d’art et ils avaient une relation d’affaires. Quelques années plus tard, le Dr Bruno Mendel et sa femme Hertha de Toronto, au Canada, m’ont emmené avec mon ami Joseph Eisinger dans leur famille. (Ils ont également soutenu trois autres jeunes réfugiés nazis). Ces deux familles m’ont fortement encouragé dans mes études, les Hauff à l’école du comté d’East Grinstead à Sussex et les Mendel à l’Université de Toronto. Je ne peux pas imaginer comment j’aurais pu devenir scientifique sans leur aide.
Ma première femme, Lois Kohn, m’a apporté un soutien inestimable durant les premières phases de ma carrière scientifique ; ma femme actuelle depuis plus de 20 ans, Mara, m’a soutenu dans les dernières phases de ma vie scientifique. Elle a également créé une merveilleuse maison pour nous et m’a donné une toute nouvelle famille, dont son père Vishniac, biologiste et photographe réputé des communautés juives d’avant-guerre en Europe de l’Est, et sa mère Luta. (Ils sont tous les deux morts assez récemment, bien dans leurs années 90).
Après ces réminiscences plutôt personnelles, je passe maintenant à une brève description de ma vie de scientifique.
Quand je suis arrivé en Angleterre en août 1939, trois semaines avant le déclenchement de la Seconde Guerre mondiale, j’avais en tête de devenir agriculteur (j’avais vu trop d’intellectuels au chômage dans les années 1930) et j’ai commencé par un bras de formation dans Kent. Cependant, je suis tombé gravement malade et physiquement faible à cause de la méningite, et donc en janvier 1940, mes «parents par intérim», les Hauff, se sont arrangés pour que je fréquente l’école du comté susmentionnée, où – après une période d’incertitude – je me suis concentré sur les mathématiques. , Physique et chimie.
Cependant, en mai 1940, peu de temps après mes 17 ans, et alors que l’armée allemande balayait l’Europe occidentale et la Grande-Bretagne se préparant à un éventuel assaut aérien allemand, Churchill ordonna à la plupart des hommes «étrangers ennemis» (c’est-à-dire les détenteurs de passeports ennemis, comme moi-même) pour être interné (« Coller le lot » était son ordre croustillant). J’ai passé environ deux mois dans divers camps britanniques, dont l’île de Man, où mon école m’a envoyé les livres dont j’avais besoin pour étudier. Là, j’ai également assisté, avec peu de compréhension, à des cours de mathématiques et de physique, offerts par des scientifiques internes matures.
En juillet 1940, j’ai été embarqué, dans le cadre d’un convoi britannique traversant des eaux infestées de sous-marins américains, vers la ville de Québec au Canada ; et de là, en train, jusqu’à un camp à Trois-Rivières, qui abritait à la fois des internés civils allemands et des réfugiés comme moi. Encore une fois, divers cours enseignés par des stagiaires ont été offerts. Celui qui m’intéressait le plus était un cours sur la théorie des ensembles donné par le mathématicien Dr. Fritz Rothberger et suivi par deux étudiants. Le Dr Rothberger, de Vienne, un homme très gentil et sans prétention, était un universitaire privé avancé à Cambridge, en Angleterre, lorsque l’ordre d’internement a été émis. Son amour pour la profondeur et la beauté intrinsèques des mathématiques a été progressivement absorbé par ses étudiants.
Plus tard, j’ai été déplacé dans divers autres camps au Québec et au Nouveau-Brunswick. Un autre interné, le Dr A. Heckscher, un historien de l’art, a organisé une belle école de camp pour des jeunes comme moi, dont l’éducation avait été interrompue et qui se préparaient à passer les examens officiels du lycée canadien. De cette façon, j’ai réussi l’examen d’inscription junior de l’Université McGill et les examens en mathématiques, physique et chimie au niveau d’inscription senior. À ce moment-là, à 18 ans, j’attendais avec impatience une carrière en physique, avec un fort intérêt secondaire pour les mathématiques.
Je mentionne avec gratitude que les programmes éducatifs du camp ont reçu le soutien de la Croix-Rouge canadienne et de sources philanthropiques juives canadiennes. Je mentionne également que dans la plupart des camps, nous avons eu l’occasion de travailler comme bûcherons et de gagner 20 cents par jour. Avec cette somme princière, soigneusement épargnée, j’ai pu acheter Mathématiques pures de Hardy et Physique chimique de Slater, livres qui sont toujours sur mes étagères. En janvier 1942, après avoir été innocenté par Scotland Yard d’être un espion potentiel, j’ai été libéré de l’internement et accueilli par la famille du professeur Bruno Mendel à Toronto. À ce moment-là, j’avais prévu de faire de l’ingénierie plutôt que de la physique, afin de pouvoir subvenir aux besoins de mes parents après la guerre. Les Mendel m’ont présenté au professeur Leopold Infeld qui était venu à Toronto après plusieurs années avec Einstein . Infeld, après avoir parlé avec moi (dans une sorte d’examen oral de salon), a conclu que mon véritable amour était la physique et m’a conseillé de me spécialiser dans un excellent programme très rigide, alors appelé mathématiques et physique, à l’Université de Toronto. Il a fait valoir que ce programme me permettrait de gagner une vie décente au moins aussi bien qu’un programme d’ingénierie.
Cependant, en raison de ma nationalité désormais allemande, je n’ai pas été autorisé à entrer dans le bâtiment de chimie, où des travaux de guerre étaient en cours, et je n’ai donc pu m’inscrire à aucun cours de chimie. (En fait, la dernière fois que j’ai suivi un cours de chimie, c’était dans mon école d’anglais à l’âge de 17 ans.) Comme la chimie était obligatoire, cela semblait anéantir tout espoir d’inscription. J’exprime ici ma profonde gratitude au doyen et directeur des mathématiques, Samuel Beatty, qui m’a aidé, ainsi que plusieurs autres, à entrer néanmoins en mathématiques et en physique en tant qu’étudiants spéciaux, dont le statut a été régularisé un ou deux ans plus tard.
J’ai eu la chance de trouver un programme extraordinaire de mathématiques et de mathématiques appliquées à Toronto. Les membres lumineux dont je me souviens avec une vivacité particulière étaient l’algébriste Richard Brauer, le géomètre non euclidien, HSM Coxeter, le susmentionné Leopold Infeld et les mathématiciens appliqués classiques John Lighton Synge et Alexander Weinstein. Ce groupe avait été en grande partie constitué par Dean Beatty. Au cours de ces années, l’équipe d’étudiants en mathématiques de l’Université de Toronto, en compétition avec des équipes des principales institutions nord-américaines, a régulièrement remporté le concours Putman annuel. (Pour mémoire je précise que je n’ai jamais participé). La physique comptait également de nombreux professeurs distingués, recrutés en grande partie par John C. McLennan, l’un des premiers physiciens des basses températures, décédé avant mon arrivée. Ils comprenaient le spécialiste Raman HL Welsh, MF Crawford en optique et les physiciens des basses températures HG Smith et AD Misener. Parmi mes camarades de classe se trouvait Arthur Schawlow , qui devait plus tard se partager le prix Nobel pour le développement du laser.
Pendant un ou deux étés, ainsi qu’à temps partiel durant l’année scolaire, j’ai travaillé pour une petite entreprise canadienne qui développait des instruments électriques pour avions militaires. Un peu plus tard, j’ai passé deux étés, travaillant pour un géophysicien, à chercher (et trouver!) des gisements d’or dans le nord de l’Ontario et du Québec.
Après ma première année, j’ai rejoint l’Armée canadienne. Un excellent cours de division supérieure en mécanique par A. Weinstein m’avait initié à la dynamique des toupies et des gyroscopes. Pendant que j’étais dans l’armée, j’ai utilisé mon temps libre pour développer de nouvelles limites strictes sur la précession des toupies lourdes et symétriques. Cet article, « Contour Integration in the Theory of the Spherical Pendulum and the Heavy Symmetrical Top » a été publié dans les Transactions of American Mathematical Society. À la fin d’un an de service militaire, n’ayant terminé que 2 ans et demi du programme de premier cycle de 4 ans, j’ai obtenu un baccalauréat en temps de guerre « en service actif » en mathématiques appliquées.
Au cours de l’année 1945-1946, après ma libération de l’armée, j’ai suivi un excellent programme de maîtrise d’urgence, comprenant certains des cours supérieurs que j’avais manqués, des cours d’études supérieures, une thèse de maîtrise consistant en mon article sur les sommets et un article sur la mise à l’échelle des fonctions d’onde atomiques.
Mes professeurs ont sagement insisté pour que je ne reste pas à Toronto pour un doctorat, mais le soutien financier pour poursuivre mes études était très difficile à trouver. Finalement, j’ai été ravi de recevoir une belle bourse Lehman à Harvard. Leopold Infeld m’a recommandé d’essayer d’être accepté par Julian Schwinger , qu’il connaissait et qui, encore dans la vingtaine, était déjà l’un des physiciens théoriciens les plus passionnants au monde.
Arrivant de l’Université relativement isolée de Toronto et me retrouvant à l’illustre Harvard, où de nombreux professeurs et étudiants diplômés venaient de rentrer d’un brillant travail lié à la guerre à Los Alamos, au MIT Radiation Laboratory, etc., je me sentais très peu en sécurité et fixé comme objectif de survie pendant au moins un an. Le directeur du département, JH Van Vleck, était très gentil et m’a appelé le Toronto-Kohn pour me distinguer d’une autre personne qui, j’ai compris, avait causé des problèmes. Une fois, Van Vleck m’a parlé d’une idée dans la théorie des bandes des solides, plus tard connue sous le nom de méthode des défauts quantiques, et m’a demandé si j’aimerais travailler dessus. J’ai demandé du temps pour réfléchir. Quand je suis revenu quelques jours plus tard, sans saisir le moins du monde son idée, je l’ai remercié de l’opportunité mais lui ai expliqué que, même si je ne savais pas encore dans quel sous-domaine de la physique je voulais faire ma thèse, j’étais sûr que ce ne serait pas le cas. être en physique du solide. Ce problème est alors devenu la thèse de Thomas Kuhn, (plus tard un philosophe des sciences renommé), et a été développé par moi-même et d’autres. Malgré ma déconnexion initiale avec Van Vleck,
Après ma rencontre avec Van Vleck, je me suis présenté à Julian Schwinger pour demander à être accepté comme l’un de ses étudiants en thèse. Son génie évident en tant que chercheur et chargé de cours dans des cours de troisième cycle (tels que les guides d’ondes et la physique nucléaire) a attiré un grand nombre d’étudiants, dont beaucoup avaient repris leurs études après avoir passé du temps sur divers projets liés à la guerre.
J’ai parlé brièvement à Schwinger de mes efforts très modestes en utilisant des principes variationnels. Il avait lui-même développé de brillants nouveaux principes variationnels des fonctions de Green pendant la guerre des guides d’ondes, de l’optique et de la physique nucléaire (peu de temps après, les fonctions de Green ont joué un rôle important dans ses travaux sur l’électrodynamique quantique, lauréats du prix Nobel). Il m’a accepté en quelques minutes comme l’un de ses quelque 10 étudiants en thèse. Il m’a suggéré d’essayer de développer une méthode variationnelle de la fonction de Green pour trois-des problèmes de diffusion corporelle, comme la diffusion neutron-deutéron à basse énergie, tout en m’avertissant de manière inquiétante, qu’il avait lui-même essayé et échoué. Environ six mois plus tard, après avoir obtenu des résultats partiels très insatisfaisants, j’ai cherché des approches alternatives et j’ai rapidement trouvé une formulation assez élémentaire, connue plus tard sous le nom de principe variationnel de Kohn pour la diffusion, et utile pour les problèmes nucléaires, atomiques et moléculaires. Comme j’avais contourné les fonctions de Green bien-aimé de Schwinger, j’ai senti qu’il était très déçu. Néanmoins, il a accepté ce travail comme ma thèse en 1948. (Beaucoup plus tard, L. Fadeev a proposé sa célèbre solution du problème de la diffusion à trois corps).
Mes amis de Harvard, proches et moins proches, comprenaient PW Anderson , N. Bloembergen , H. Broida (un peu plus tard), K. Case, F. De Hoffman, J. Eisenstein, R. Glauber, T. Kuhn, R. Landauer, B. Mottelson , G. Pake, F. Rohrlich et C. Slichter. Les brillantes conférences de Schwinger sur la physique nucléaire ont également attiré de nombreux étudiants et post-doctorants du MIT, dont J. Blatt, M. Goldberger et JM Luttinger. Un certain nombre de membres de ce groupe remarquable deviendront des amis pour la vie, et l’un d’entre eux – JM « Quin » Luttinger – sera également mon plus proche collaborateur pendant 13 ans, 1954-66. Presque tous ont poursuivi des carrières exceptionnelles d’une sorte ou d’une autre.
J’ai été totalement surpris et ravi quand, au printemps 1948, Schwinger m’a proposé de me garder à Harvard jusqu’à trois ans. J’avais le choix d’être post-doctorant régulier ou de partager mon temps à parts égales entre la recherche et l’enseignement. Sagement – comme il s’est avéré – j’ai choisi ce dernier. Pendant les deux années suivantes, j’ai partagé un bureau avec Sidney Borowitz, plus tard Chancelier de l’Université de New York, qui avait un poste similaire. Nous devions assister Schwinger dans ses travaux sur l’électrodynamique quantique et la théorie émergente des champs d’interactions fortes entre nucléons et mésons. Compte tenu des profondes connaissances physiques de Schwinger et de sa célèbre puissance mathématique, je me suis vite senti presque complètement inutile. Borowitz et moi avons fait quelques contributions très mineures, tandis que les grands, en particulier Schwinger et Feynman, semblaient être en route vers des profondeurs inexplorées, peut-être ultimes.
Pour l’été 1949, j’ai obtenu un emploi dans le laboratoire Polaroid à Cambridge, Mass., juste avant que l’appareil photo Polaroid ne fasse son apparition publique. Ma tâche consistait à apporter une certaine compréhension du mécanisme par lequel des particules chargées tombant sur une plaque photographique conduisent à une image photographique. (Cette technique venait d’être introduite pour étudier les rayons cosmiques). J’avais donc besoin d’apprendre quelque chose sur la physique du solide et parfois, quand je rencontrais des choses que je ne comprenais pas, je consultais Van Vleck.
Il semble que ces rencontres lui aient donné la fausse impression que je connaissais quelque chose sur le sujet. Pendant une journée, il m’a expliqué qu’il allait prendre un congé et, « puisque vous connaissez la physique du solide », il m’a demandé si je pouvais donner un cours sur ce sujet, qu’il avait prévu de proposer. Cette fois, frustré par mon travail sur la théorie quantique des champs, j’ai accepté. J’avais une famille, les emplois étaient rares et je pensais qu’élargir mes compétences dans un nouveau domaine plus pratique pourrait me donner plus d’opportunités.
Ainsi, m’appuyant largement sur l’excellente monographie relativement récente de F. Seitz, « Modern Theory Of Solids », j’ai enseigné l’un des premiers cours généraux sur la physique du solide aux États-Unis. Mes « étudiants » comprenaient plusieurs de mes amis, N. Bloembergen, C. Slichter et G. Pake qui ont mené des expériences (considérées plus tard comme des classiques) dans le tout nouveau domaine de la résonance magnétique nucléaire qui venait d’être ouvert par E. Purcell à Harvard et F. Bloch à Stanford. Certains de mes élèves comprenaient souvent beaucoup plus que moi, ils étaient charitables envers leur professeur.
À peu près au même moment, j’ai fait quelques calculs suggérés par Bloembergen, sur le soi-disant déplacement de Knight de la résonance magnétique nucléaire, récemment découvert, et, à cet égard, revenant à mon ancien amour des méthodes variationnelles, j’ai développé une nouvelle approche variationnelle de la étude des fonctions d’onde dans les cristaux périodiques.
Bien que ma nomination ait duré encore un an et demi, j’ai commencé à rechercher activement un poste à plus long terme. J’étais un citoyen canadien naturalisé, avec les sentiments les plus chaleureux envers le Canada, et j’ai exploré toutes les universités canadiennes que je connaissais. Aucune opportunité ne s’est présentée. Le très maigre marché américain pour les jeunes théoriciens n’a pas non plus produit d’offre académique. 
À ce stade, une possibilité prometteuse est apparue pour un poste dans un nouveau laboratoire de réacteur nucléaire de Westinghouse à l’extérieur de Pittsburgh. Mais lors d’une visite, il s’est avéré que la citoyenneté américaine était requise et cette possibilité a également disparu. À ce moment-là, j’ai eu une chance incroyable. Pendant mon séjour à Pittsburgh, j’ai séjourné chez mon ami canadien Alfred Schild, qui enseignait au département de mathématiques du Carnegie Institute of Technology (maintenant l’Université Carnegie Mellon). Il a fait remarquer que F. Seitz et plusieurs de ses collègues venaient de quitter le département de physique et de déménager dans l’Illinois, de sorte que – pensait-il – il pourrait y avoir une ouverture pour moi là-bas. Il s’est avéré que le directeur du département, Ed Creutz, cherchait plutôt désespérément quelqu’un qui pourrait enseigner un cours de physique du solide et aussi garder un œil sur les étudiants diplômés qui avaient perdu leurs « pères-docteurs ». En moins de 48 heures, j’ai reçu un télégramme me proposant un emploi !
Quelques semaines plus tard, une heureuse complication survint. Auparavant, j’avais postulé pour une bourse du Conseil national de recherches pour 1950-1951 et maintenant, j’ai réussi. Une demande de bref report a été fermement refusée. Heureusement, Ed Creutz a accepté de m’accorder un congé d’un an, à condition que j’enseigne d’abord un cours condensé de physique du solide. Ainsi, le 31 décembre 1950 (pour satisfaire aux conditions de ma bourse), j’arrivai à Copenhague.
A l’origine, j’avais prévu d’y revenir à la physique nucléaire, en particulier à la structure du deutéron. Mais entre-temps, j’étais devenu un physicien du solide. Malheureusement, personne à Copenhague, y compris Niels Bohr , n’avait même entendu l’expression « physique du solide ». Pendant un certain temps, j’ai travaillé sur d’anciens projets. Puis, avec un visiteur indien nommé Vachaspati (pas d’initiale), j’ai publié une critique de la théorie pré-BCS de la supraconductivité de Froehlich, et j’ai aussi fait quelques travaux sur la théorie de la diffusion.
Au printemps 1951, on m’a dit qu’un visiteur attendu pour l’année à venir avait abandonné et que l’Institut Bohr pouvait m’accorder une bourse Oersted pour y rester jusqu’à l’automne 1952. Un travail très passionnant se déroulait à Copenhague, qui a finalement conduit au grand « modèle collectif du noyau » de A. Bohr et B. Mottelson, qui étaient tous deux devenus des amis proches. De plus, ma famille et moi étions tombés amoureux du Danemark et des Danois. Une lettre de Niels Bohr à mon directeur de département à Carnegie a rapidement entraîné la prolongation de mon congé jusqu’à l’automne 1952.
À l’été 1951, je devins professeur suppléant, remplaçant un maître de conférences malade à la première école d’été des Houches, près de Chamonix en France, conçue et organisée par une jeune française dynamique, Cécile Morette De Witt. En tant qu' »expert » en physique du solide, j’ai donné quelques conférences sur ce sujet. Wolfgang Pauli, qui m’a rendu visite, lorsqu’il a appris mes maigres connaissances sur les solides, principalement le sodium métallique, m’a demandé, fidèle à lui-même, si j’étais professeur de physique ou de sodium. Il était tout aussi acerbe sur lui-même. Agé d’une cinquantaine d’années à l’époque, il se décrit lui-même comme « un enfant prodige de la ménopause » (« ein Wunderkind in den Wechseljahren »). Mais ma rencontre la plus importante a été avec Res Jost, un assistant de Pauli à l’ETH de Zurich, avec qui j’ai partagé un intérêt pour le problème dit de diffusion inverse : étant donné des informations asymptotique, (comme les déphasages en fonction de l’énergie) , d’une particule diffusée par un potentiel V(r), quelle information quantitative en déduire sur ce potentiel ? 
Plus tard cette année-là, nous nous sommes tous les deux retrouvés à Copenhague et avons sérieusement abordé ce problème. Jost, alors chercheur principal à l’Institute for Advanced Study de Princeton, avons dû y retourner avant que nous ayons fini notre travail. Quelques mois plus tard, au printemps 1952, je reçus une invitation de Robert Oppenheimer, à venir à Princeton quelques semaines pour terminer notre projet. Dans une collaboration intensive et des plus agréables, nous avons réussi à obtenir une solution complète pour la diffusion des ondes S par un potentiel sphérique. À peu près à la même époque, IM Gel’fand, en Union soviétique, publia son célèbre ouvrage sur le problème inverse. Jost et moi sommes restés des amis proches jusqu’à sa mort en 1989. nous avons réussi à obtenir une solution complète pour la diffusion des ondes S par un potentiel sphérique. À peu près à la même époque, IM Gel’fand, en Union soviétique, publia son célèbre ouvrage sur le problème inverse. Jost et moi sommes restés des amis proches jusqu’à sa mort en 1989. nous avons réussi à obtenir une solution complète pour la diffusion des ondes S par un potentiel sphérique. À peu près à la même époque, IM Gel’fand, en Union soviétique, publia son célèbre ouvrage sur le problème inverse. Jost et moi sommes restés des amis proches jusqu’à sa mort en 1989.
Après mon retour à Carnegie Tech en 1952, j’ai commencé une importante collaboration avec N. Rostoker, alors assistant d’un expérimentateur, puis éminent théoricien du plasma. Nous avons développé une théorie de la structure des bandes d’énergie des électrons pour les potentiels périodiques, en me référant à mon expérience antérieure avec la diffusion, les fonctions de Green et les méthodes variationnelles. Nous avons montré comment déterminer la structure de bande à partir d’une connaissance des constantes de structure purement géométriques et d’un petit nombre (~ 3) de déphasages de diffusion du potentiel dans une seule cellule sphérique. Par une approche différente, cette théorie a également été obtenue par J. Korringa. Il continue d’être utilisé sous l’acronyme KKR. D’autres travaux pendant mes années Carnegie, 1950-59, incluent l’image du Fermi métallique Surface dans le spectre des phonons (anomalie de Kohn); localisation exponentielle des fonctions de Wannier ; et la nature de l’état isolant.
Mon collègue le plus distingué et bon ami à Carnegie était GC Wick, et mes premiers doctorats étaient D. Schechter et V. Ambegaokar. J’ai aussi beaucoup profité de mon interaction avec T. Holstein à Westinghouse.
En 1953, avec le soutien de Van Vleck, j’obtins un job d’été aux Bell Labs comme assistant de W. Shockley , le co-inventeur du transistor. Mon projet portait sur les dommages causés par les rayonnements de Si et Ge par des électrons énergétiques, critiques pour l’utilisation des dispositifs semi-conducteurs récemment développés pour des applications dans l’espace extra-atmosphérique. En particulier, j’ai établi un seuil d’énergie raisonnablement précis pour le déplacement permanent d’un noyau de sa position régulière sur le réseau, sensiblement plus petit que ce qui avait été précédemment présumé. À l’époque, les Bell Labs étaient sans aucun doute le centre de recherche mondial exceptionnel en physique du solide et, pour la première fois, m’ont donné une perspective sur ce domaine fascinant et riche. Bardeen , Brattain et Shockley, après leur invention du transistor, en furent les grands héros. D’autres théoriciens de classe mondiale étaient C. Herring, G. Wannier et mon brillant ami de Harvard, PW Anderson. Avec quelques interruptions, je devais retourner aux Bell Labs chaque année jusqu’en 1966. Je dois à cette institution ma croissance d’amateur à professionnel.
À l’été 1954, Quin Luttinger et moi étions tous deux aux Bell Labs et avons commencé nos 13 années de collaboration, ainsi que d’autres travaux en dehors de notre « mariage » professionnel. (Notre étroite amitié a duré jusqu’à sa mort en 1997). Les états d’impuretés les plus importants dans les matériaux de transistor Si et Ge, qui régissent leurs propriétés électriques et nombre de leurs propriétés optiques, ont fait l’objet d’études expérimentales intenses, que nous avons complétées par des travaux théoriques utilisant la théorie dite de la masse effective. En 1957, j’ai écrit une revue complète sur ce sujet. Nous (principalement Luttinger) avons également développé un hamiltonien efficace en présence de champs magnétiques, pour les trous complexes dans ces éléments. Un peu plus tard, nous avons obtenu la première dérivation non heuristique de l’équation de transport de Boltzman pour la mécanique quantiqueparticules. Il s’en est suivi plusieurs années d’études sur les théories à plusieurs corps, dont le fameux « liquide de Luttinger » unidimensionnel de Luttinger et le « théorème de Luttinger » sur la conservation du volume enfermé par une surface métallique de Fermi, en présence d’interaction électron-électron. Enfin, en 1966, nous avons montré que la supraconductivité se produit même avec des interactions purement répulsives – contrairement à la sagesse conventionnelle et peut-être pertinente pour la découverte beaucoup plus tardive des supraconducteurs à haute Tc.
En 1960, lorsque j’ai déménagé à l’Université de Californie à San Diego, en Californie, mes interactions scientifiques avec Luttinger, puis à l’Université de Columbia, et avec les Bell Labs ont progressivement diminué. J’ai fait quelques consultations au General Atomic Laboratory à proximité, interagissant principalement avec J. Appel. Mes collègues universitaires comprenaient G. Feher, B. Maple, B. Matthias, S. Schultz, H. Suhl et J. Wheatley, – un environnement merveilleux. Au cours de mon séjour de 19 ans là-bas, j’ai généralement travaillé avec deux post-doctorants et quatre étudiants diplômés. Une période de pointe a été la fin des années 1960, le début des années 1970, y compris N. Lang, D. Mermin, M. Rice, LJ Sham, D. Sherrington et J. Smith.
J’en viens maintenant au développement de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). À l’automne 1963, je passe un semestre sabbatique à l’École Normale Supérieure de Paris, en tant qu’invité et dans le spacieux bureau de mon ami Philippe Nozières. Depuis mes années Carnegie, je m’étais intéressé à la structure électronique des alliages, un sujet d’intérêt expérimental intense dans les départements de physique et de métallurgie. A Paris, j’ai lu une partie de la littérature métallurgique, dans laquelle le concept de la charge effective e * d’un atome dans un alliage était prédominant, qui caractérisait de manière grossière le transfert de charge entre les cellules atomiques. C’était un point de vue local dans l’espace des coordonnées, contrairement à l’accent mis sur les ondes délocalisées dans l’espace des impulsions,comme les ondes de Bloch dans un cristal périodique moyen, utilisées pour la description grossière des alliages de substitution. À ce stade, la question m’est venue de savoir si, en général, un alliage est complètement ou seulement partiellement caractérisé par sa distribution de densité électronique n(r) : Au fond de moi, je savais que c’était le cas dans l’approximation de Thomas-Fermi de systèmes d’électrons en interaction ; aussi, à partir du « modèle de bande rigide » des alliages substitutionnels d’éléments voisins, je savais qu’il y avait une correspondance 1 à 1 entre un faible potentiel perturbateur
A cette époque, je m’étais lié d’amitié avec un autre habitant du bureau de Nozière, Pierre Hohenberg, un jeune américain plein de vie, récemment arrivé à Paris après un stage d’un an en Union soviétique. Ayant terminé quelques travaux là-bas, il semblait être « entre » des problèmes et je lui ai demandé s’il serait intéressé à se joindre à moi. Il était. La première tâche était une recherche documentaire pour voir si ce résultat simple était déjà connu ; apparemment non. En peu de temps, nous avions refondu le théorème variationnel de Rayleigh-Ritz pour l’énergie de l’état fondamental en termes de densité n (r) au lieu de la fonction d’onde à plusieurs électrons psi conduisant à ce qu’on appelle maintenant le principe variationnel de Hohenberg Kohn (HK). Nous avons étoffé ce travail avec diverses approximations et l’avons publié.
Peu de temps après, je suis retourné à San Diego où mon nouveau boursier postdoctoral, Lu J. Sham était déjà arrivé. Ensemble, nous avons dérivé du principe variationnel de HK ce que l’on appelle maintenant les équations de Kohn-Sham (KS), qui ont été largement utilisées par les physiciens et les chimistes, y compris les membres de mon groupe.
Depuis les années 1970, je travaille également sur la théorie des surfaces, principalement la structure électronique. Le travail avec Lang au début des années 1970, utilisant DFT, a repris et poursuivi là où la thèse de J. Bardeen s’était arrêtée dans les années 1930.
En 1979, j’ai déménagé à l’Université de Californie à Santa Barbara pour devenir le premier directeur de l’Institut de physique théorique de la National Science Foundation (1979-84). J’ai continué à travailler avec des stagiaires postdoctoraux et des étudiants sur la DFT et d’autres problèmes que j’avais mis de côté les années précédentes. Depuis le milieu des années 1980, j’ai également eu des interactions croissantes et fructueuses avec des chimistes théoriciens. Je mentionne en particulier Robert Parr, le premier grand chimiste théoricien à croire en la promesse potentielle de la DFT pour la chimie qui, avec ses jeunes collègues, a apporté des contributions majeures, à la fois conceptuelles et informatiques.![Introduction to Density Functional Theory [Part One] Background - YouTube](https://i.ytimg.com/vi/ZihEIk4e6tw/maxresdefault.jpg)
Depuis le début de cette esquisse autobiographique, j’ai eu 76 ans. J’apprécie énormément les progrès continus de mes jeunes collègues DFT et ma propre collaboration avec certains d’entre eux. Avec le recul, je me sens très chanceux d’avoir eu un petit rôle dans le grand drame du progrès scientifique, et je suis très reconnaissant à tous ceux, y compris la famille, les gentils «parents par intérim», les enseignants, les collègues, les étudiants et les collaborateurs de tous âges, qui ont fait c’est possible.
Affiliation au moment de l’attribution : Université de Californie, Santa Barbara, Californie, États-Unis
Motivation du prix : «pour son développement de la théorie de la fonctionnelle de la densité»
Ses travaux : La structure des molécules et la manière dont elles réagissent entre elles dépendent du mouvement des électrons et de leur distribution dans l’espace, qui est déterminée par les lois de la mécanique quantique. Cependant, la mécanique quantique nécessite des calculs très compliqués pour des systèmes complexes tels que les molécules. En 1964, Walter Kohn a jeté les bases d’une théorie selon laquelle il n’était pas nécessaire de tenir compte du mouvement de chaque électron. Au lieu de cela, on pourrait regarder la densité moyenne des électrons dans l’espace. Cela a présenté de nouvelles opportunités pour les calculs impliquant des structures chimiques et des réactions.Physicien et Chimiste, Walter Kohn (1923-2016)
Walter Kohnétait un physicien théoricien et chimiste théoricien américain d’origine autrichienne qui a remporté le prix Nobel de chimie en 1998 pour son développement de la théorie de la fonctionnelle de la densité. Il a partagé le prix avec John Pople qui a effectué indépendamment des travaux de calcul en mécanique quantique. La théorie de la fonctionnelle de la densité de Kohn a aidé à incorporer les effets de la mécanique quantique dans la densité électronique. De plus, c’est grâce à sa théorie que la croyance séculaire selon laquelle le mouvement de chaque électron était comptabilisé a été contrecarrée. Au lieu de cela, il a montré que l’on pouvait regarder la densité moyenne des électrons dans l’espace. Cela a donné au monde scientifique une meilleure compréhension et un nouvel aperçu des calculs impliquant des structures chimiques et des réactions. Il a également simplifié le calcul nécessaire pour comprendre la liaison électronique entre les atomes au sein des molécules. De son vivant, Kohn a reçu de nombreux prix et distinctions pour sa remarquable contribution à la science. Il a été membre de nombreuses institutions et communautés scientifiques prestigieuses.
Grands travaux : La contribution la plus significative de Kohn est venue avec son développement de la théorie de la fonctionnelle de la densité. Tout au long de sa carrière, il a utilisé la mécanique quantique pour comprendre l’électro-liaison entre les atomes pour former des molécules. En 1964, il a jeté les bases d’une théorie selon laquelle il n’était pas nécessaire de tenir compte du mouvement de chaque électron. Au lieu de cela, on pourrait regarder la densité moyenne des électrons dans l’espace. Cela a donné au monde scientifique une meilleure compréhension et un nouvel aperçu des calculs impliquant des structures chimiques et des réactions. Il a également simplifié le calcul nécessaire pour comprendre la liaison électronique entre les atomes au sein des molécules.Récompenses et réalisations : Pour sa contribution dans le domaine de la physique des semi-conducteurs, il a reçu le prix Oliver E. Buckley et le prix Davison Germer de l’American Physical Society. Il a également reçu la médaille Feenburg.
En 1988, il reçoit la Médaille nationale des sciences. En 1998, Kohn a reçu le prestigieux prix Nobel de chimie pour son développement de la théorie de la fonctionnelle de la densité. Il a partagé le prix avec John Pople. L’Autriche lui a décerné le prix de la décoration autrichienne pour la science et l’art et la grande décoration d’honneur en argent avec étoile pour services à la République d’Autriche. Il a reçu un doctorat honorifique de l’Université d’Oxford et de l’Université de Harvard. Il a été élu membre étranger de la Royal Society. En outre, il est devenu membre de l’Académie américaine des arts et des sciences, de l’Académie nationale des sciences et de l’Académie internationale des sciences moléculaires quantiques. Il est devenu membre honoraire de l’Académie autrichienne des sciences.
Walter Kohn (1923-2016)
Physicien austro-américain qui a partagé (avec John A. Pople) le prix Nobel de chimie 1998. Le prix récompense leur travail individuel sur les calculs en chimie quantique. La part de Kohn du prix était pour le développement de sa théorie de la fonctionnelle de la densité. Cela a appliqué des mathématiques compliquées pour fournir une technique de modélisation qui intègre la mécanique quantique dans l’étude des propriétés électroniques des matériaux. La théorie de Kohn a tellement révolutionné la science des matériaux qu’il a été dit qu’elle a été référencée dans environ la moitié de toutes les publications en chimie quantique qui ont suivi. Il a apporté des contributions majeures à la physique des semi-conducteurs, à la supraconductivité, à la physique des surfaces et à la catalyse. 
https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/1998/kohn/biographical/
https://www.thefamouspeople.com/profiles/walter-kohn-7790.php