Parallèlement à ses importantes contributions à l’étude du magnétisme, il a également apporté de précieuses contributions aux études des spectres de molécules libres, de la relaxation paramagnétique et d’autres sujets. Fils du mathématicien Edward Burr Van Vleck et petit-fils de l’astronome John Monroe Van Vleck, il a grandi dans une atmosphère intellectuellement stimulante et a été encouragé dès son plus jeune âge à poursuivre des recherches scientifiques. Jeune homme, il a fréquenté l’Université du Wisconsin à Madison et l’Université de Harvard d’où il a obtenu son doctorat. Il s’est aventuré dans une carrière universitaire et a enseigné dans diverses universités avant de retourner à Harvard où il est finalement devenu président du département de physique. Ses importantes recherches sur la théorie mécanique quantique du magnétisme et la théorie du champ cristallin l’ont amené à être considéré comme le père du magnétisme moderne.
«J’ai également eu la chance de choisir la théorie du magnétisme comme domaine de recherche principal, car c’est un domaine qui n’a cessé d’intéresser au fil des années, avec de nouvelles ramifications continuant à faire leur apparition (résonance magnétique, relaxation, dispositifs à micro-ondes, etc. .). Très souvent, un domaine particulier perd l’intérêt général après un laps de temps. Mon dernier article traitant du magnétisme a été publié cinquante ans après le premier.»
«Outre mes travaux sur le magnétisme et les sujets étroitement liés des champs de ligands et des diélectriques, l’un de mes intérêts a été les spectres moléculaires. Les problèmes théoriques liés aux structures fines qui s’y trouvent semblaient assez académiques à l’époque, mais ont récemment suscité un intérêt dans le cadre des investigations radioastronomiques, dont notamment celles de l’observatoire de Göteborg.»
Carrière
En 1923, John Hasbrouck Van Vleck s’est vu offrir un poste de professeur adjoint à l’Université du Minnesota avec des cours purement universitaires à enseigner. Le jeune scientifique était ravi de cette opportunité car cela lui laissait amplement de temps à consacrer à la recherche.
Van Vleck a conçu son principe de correspondance pour l’absorption en 1924. Il a démontré que dans la limite des nombres quantiques élevés, il y aurait une correspondance entre l’absorption par les systèmes périodiques multiples classiques et par leurs analogues quantiques. C’était une découverte très importante pour cette période.
Au cours de sa carrière au Minnesota, il a rédigé un rapport intitulé «Quantum Principles and Line Spectra» pour le National Research Council. Un succès immédiat dès sa publication, il a rapidement vendu son tirage initial de 1 000 exemplaires, et 300 exemplaires supplémentaires ont été imprimés en 1928.
Il est devenu professeur à l’Université du Wisconsin en 1928, poste qu’il a occupé jusqu’en 1934. Pendant ce temps, il a commencé à écrire son deuxième livre, « The Theory of Electric and Magnetic Susceptibilities » qui a été publié en 1932. La même année, il a également écrit son premier article sur la théorie des champs cristallins.
Au milieu des années 1930, il a déménagé à l’Université de Harvard et y est resté jusqu’à sa retraite en 1969. Il a occupé différents postes à l’université au fil des ans : en tant que président du département de physique (1945-1949), doyen de ingénierie et physique appliquée (1951–57) et professeur Hollis de mathématiques et de philosophie naturelle (1951–69).
Pendant la Seconde Guerre mondiale, il a participé au projet Manhattan et a fait partie du groupe d’étude théorique de scientifiques qui a examiné et développé les principes de la conception de la bombe atomique.
Ses contributions en temps de guerre incluent également des travaux sur le radar au MIT Radiation Lab qu’il a effectués en plus de ses fonctions académiques à Harvard. Ses recherches à cet égard ont été importantes non seulement pour les systèmes radar militaires (et civils), mais ont également conduit au développement de la nouvelle science de la radioastronomie.
Grands travaux
Les propriétés électriques et magnétiques des différents matériaux sont déterminées par la façon dont les électrons se déplacent par rapport au noyau atomique. Lorsqu’un atome d’une substance étrangère est inséré dans une structure cristalline, les propriétés du cristal peuvent être altérées. Au cours des années 1930, John Van Vleck a développé des théories sur la façon dont les champs électriques dans un cristal affectent un atome étranger et comment un tel atome peut être lié à des atomes proches par ses électrons. Il a également montré comment l’interaction entre les mouvements de l’électron peut créer des moments magnétiques locaux dans les cristaux.
John Hasbrouck Van Vleck a participé au projet Manhattan, un projet de recherche et développement qui a produit les premières armes nucléaires pendant la Seconde Guerre mondiale. Avec d’autres théoriciens renommés, Van Vleck a examiné et développé les principes de la conception des bombes atomiques.
Pendant la Seconde Guerre mondiale, il a travaillé sur le radar et a démontré qu’à une longueur d’onde d’environ 1,25 centimètre, les molécules d’eau dans l’atmosphère conduiraient à une absorption gênante et qu’à une longueur d’onde de 0,5 centimètre, il y aurait une absorption similaire par les molécules d’oxygène.
Récompenses et réalisations
Il a reçu le prix Irving Langmuir en 1965, la médaille nationale des sciences en 1966, la médaille Elliott Cresson en 1971 et la médaille Lorentz en 1974.
John Hasbrouck van Vleck, Philip Warren Anderson et Sir Nevill Francis Mott ont reçu conjointement le prix Nobel de physique 1977 « pour leurs recherches théoriques fondamentales sur la structure électronique des systèmes magnétiques et désordonnés ».
John H. Van Vleck (1899-1980)
John Hasbrouck Van Vleck était un physicien et mathématicien américain qui a été le pionnier de la théorie mécanique quantique moderne du magnétisme et a partagé le prix Nobel de physique 1977 (avec Philip W. Anderson et Sir Nevill F. Mott) pour ses travaux sur le comportement des électrons. dans les matériaux solides magnétiques non cristallins. Vers 1930, il introduit l’apport de l’effet Zeeman du second ordre dans la théorie de la susceptibilité paramagnétique des ions des éléments samarium et europium, mettant ainsi les calculs en accord avec les résultats expérimentaux. 
Les travaux théoriques de Hans Bethe (vers 1929) ont été étendus par Van Vleck pour développer la théorie du champ ligand, ou cristallin, de la liaison moléculaire. Il a également étudié la théorie de la nature de la liaison chimique, en particulier en ce qui concerne ses propriétés magnétiques, et a contribué à la théorie des spectres de molécules libres.
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