Алан Ка́ррингтон (; 6 января 1934, Гринвич — 31 августа 2013, Уинчестер) — английский учёный-, один из наиболее известных спектроскопистов Великобритании XX века.
Биография
Происхождение и ранние годы жизни Алан Каррингтон родился 6 января 1934 года в Гринвиче, историческом городе на Темзе на востоке от Лондона. Он был единственным ребёнком Альберта и Констанции Каррингтон. Альберт был малообразован, но всё же умел читать и писать. Во время Второй мировой войны Альберт служил солдатом, в 1940 году был вывезен Британскими экспедиционными силами из Дюнкерка, после чего вступил в Восьмую Армию в Северной Африке. Он обладал умением становиться экспертом в любых интересовавших его областях — от почтовых марок до волнистых попугайчиков — эту же черту унаследовал и его сын.
Мать Алана, Констанция Каррингтон (урождённая Нельсон), была одним из шести детей в семье, проживавшей в восточном Лондоне. Она работала на фабрике застёжек-молний и имела несколько призов за свою работу.
На протяжении пяти лет войны Алан и его мать не видели Альберта. На детство Алана, как и на детство многих его ровесников, сильно повлияли суровые реалии войны. Он был в числе тысяч детей, эвакуированный из Лондона во время Блица; ему повезло следующие пять лет жить с матерью у любящей семьи, Клифтонов, в Годманчестере, к западу от Кембриджа. Он посещал небольшую начальную школу, где его обучали учительницы, также эвакуированные из Лондона. По субботам он вместе с матерью посещал Церковь Святой Марии и был очарован органом; так возник его интерес к музыке, бывший с ним всю его жизнь, как и любовь к рыбалке и пейзажам Англии. В 1945 году, уже в конце войны, Алан сдал экзамен «11+», чтобы продолжить обучение в средней школе. Вместе с матерью он вернулся в Лондон.
Образование Осенью 1945 года он поступил в среднюю школу имени Колфа, расположенную во временных постройках в Луишеме, пригороде на юго-востоке Лондона. Школа имени Колфа была основана в 1652 году, и изначально принадлежавшие ей здания были разрушены в 1944 году во время бомбардировки. Успеваемость Алана была средней; его любимыми предметами были история и география. У него был прекрасный учитель математики, однако Алану этот предмет давался нелегко. Он хорошо сдал выпускные экзамены и намеревался продолжить своё обучение. В отличие от матери, отец не поддерживал его в этом решении. Благодаря учителю математики, пришедшему к нему домой и убедившему отца, Алан продолжил учиться в школе имени Колфа и в качестве предметов на предуниверситетском уровне выбрал химию, физику и математику. Его результаты были достаточно хороши для последующего обучения.
После окончания школы Алан поступил в университет Саутгемптона на химический факультет. В сентябре 1952 года он покинул свой дом и переехал в Саус Стоунхем Хаус, в прошлом принадлежащий семье аристократов, а теперь служащий общежитием для студентов.
Главой химического факультета и первым наставником Алана был профессор Н. К. Адам, член Королевского общества, выдающийся учёный в области химии поверхностных явлений. В конце первого семестра Алан был в списке лучших студентов по результатам экзаменационной сессии. В химии его больше всего интересовал подход к физике малых молекул. Лекции и книги доктора Эдварда Картмелла и доктора Герри Фоулса повлияли на его увлечение квантовой теорией. Он стал лучшим студентом по химии, а также по дополнительным предметам — физике и математике. Последняя экзаменационная сессия проходила в июле 1955 года и по её результатам он получил диплом бакалавра с отличием второй степени. Он также был награждён возможностью продолжить обучение на химическом факультете в качестве студента-исследователя.
Научная деятельность
Саутгемтонский университет (1955—1957) Алан вошёл в состав исследовательской группы доктора М. К. К. Саймонса (член Королевского сообщества с 1985 года), молодого преподавателя с химического факультета, который сотрудничал с доктором Д. Д. И. Инграмом, преподавателем с факультета электроники и исследователя в области спектроскопии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) — метода, который позже приведёт Алана к вершинам физической химии.
Алан задался целью найти причину интенсивного окрашивания таких оксианионов переходных металлов как перманганат калия и манганат калия. Манганат калия, получаемый из перманганата калия окислением последнего в щелочном растворе, имеет глубокую изумрудно-зелёную окраску; анион MnO42-имеет неспаренный электрон, поэтому может быть исследован с помощью метода ЭПР. Алану удалось вырастить монокристаллы хромата калия, содержащего 1 % манганата калия. Он работал с аппаратурой для ЭПР, созданной целиком в домашних условиях. Манганат-анион обладал быстрой спин-решеточной релаксацией, поэтому было необходимо охлаждать образец до весьма низких температур для регистрации спектра — такого охлаждения удалось добиться с помощью жидкого водорода. Первые две научные статьи Алана были опубликованы в Journal of the Chemical Society в 1956 годуA. Carrington and M. C. R. Symons Structure and Reactivity of the Oxyanions of Transition Metals.// Chem. Rev. — 1963. — 63 (5). — pp 443—460. — URL: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cr60225a001. В ходе исследования было выяснено, что интенсивное окрашивание перманганата калия возникает вследствие перехода электрона с делокализованной у четырёх атомов кислорода орбитали на вырожденную орбиталь марганца.
Спустя 2 года исследований в Саутгемптоне Алан отправился в университет Миннесоты, чтобы посетить лабораторию доктора Джона Вертца, который в то время был в отпуске в Оксфорде. В лаборатории были два превосходных спектрометра ядерного магнитного резонанса и ЭПР, и Алану позволили работать на них в течение года. Именно в этой лаборатории Алан начал свою независимую исследовательскую работу с изучения ЭПР-спектра ароматических ионов в раствореA. Carrington, F. Dravineks and M. C. R. Symons Unstable intermediates. Part IV. Electron spin resonance studies of univalent aromatic hydrocarbon ions.// J. Chem. Soc.- 1959 — 0 — 947—952 — URL: http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1959/jr/jr9590000947#!divAbstract . Он был очарован протонной сверхтонкой структурой в свободных органических радикалах. После года, проведённого в Миннеаполисе, Алан вернулся в Саутгемптон, чтобы завершить кандидатскую работу по теме «Электронная структура, спектр и свойства оксианионов переходных металлов». Он написал профессору Кристоферу Лонге-Хиггинсу (члену Королевского сообщества) в Кембридж с просьбой о выделении места в группе теоретической химии.
Кембридж, 1957—1967 Алан переехал в Кембридж в августе 1959 года. Он присоединился к Кристоферу Лонге-Хиггинсу, Эндрю Маклахлану (член Королевского сообщества с 1989) и ряду других учёных в группе теоретической химии на факультете органической и неорганической химии Кембриджского университета. Главой факультета был сэр Александр Тодд, член Королевского сообщества (Нобелевский лауреат 1957 года) и профессор неорганической химии Гарри Эмелиус, член Королевского сообщества. Факультет переехал в новое здание на Ленсфилд Роад в 1958 году; в этом здании также находился факультет физической химии. Алан знал Эндрю Маклахлана, так как последний работал в Саутгемптоне в 1957—58; именно встреча с Эндрю убедила Алана, что ему необходимо было знать больше теории.
Кристофер Лонге-Хиггинс решил, что группе теоретической химии будет полезно заняться экспериментальной работой, поэтому вместе с Аланом подал совместное заявление на денежное обеспечение для покупки нового ЭПР-спектрометра. Во время ожидания нового оборудования Алан написал обзорную статью на тему ЭПР-спектра ионов переходных металловA. Carrington and H. C. Longuet-Higgins Electron resonance in crystalline transition-metal compounds.// Q. Rev. Chem. Soc.- 1960 — 14 — 427—452 — URL: http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1960/qr/qr9601400427#!divAbstract . Когда прибыл спектрометр, Алан продолжил свою работу над ароматическими радикалами и радикал-ионами. Среди открытий, сделанных в ходе этой работы, было открытие сверхтонкого изменения ширины линии в катионе дуросемихинона, причина чего оказалась во внутримолекулярном смещении, вызывающем изомеризацию на цис- и транс-формыA. Carrington and J. R. Bolton Line width alternation in the electron spin resonance spectrum of the durosemiquinone cation.// Mol. Phys.- 1962 — 5 — 161—167 — URL: http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00268976200100161A. Carrington Theory of line width alternation in certain electron resonance spectra.// Mol. Phys.- 1962 — 5 — 425—431 — URL: http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00268976200100481.Другим результатом стало наблюдение выравнивания свободных радикальных частиц в нематических жидких кристаллахA. Carrington and G. R. Luckhurst) The electron resonance spectra of free radicals dissolved in liquid crystals.// Mol. Phys.- 1964 — 8 — 401—402 — URL: http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00268976400100441?journalCode=tmph20.
В 1960 году Алан был назначен научным сотрудником (позднее — помощником директора по исследованиям) в Даунинг Колледже. Поездки за границу и приглашения читать лекции в Британских университетах стали обычными событиями в жизни Алана.
В 1964 году прибытие научного сотрудника Дона Леви из Беркли и студента-исследователя Терри Миллера из университета Канзаса послужило толчком к работе над малыми свободными радикалами в газовой фазе. Первая изученная система состояла из смеси хлора и кислорода, продвигающейся через резонатор в кварцевой трубке; исследователи незамедлительно получили первый результат — прекрасный спектр радикала ClOA. Carrington and D. H. Levy Electron resonance studies of free radicals in the gas phase. Detection of ClO, BrO and NS.// J. Chem. Phys.- 1966 — 44 — 1298—1299 — URL:http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1726819. Вскоре за ним последовали другие двухатомные радикалыA. Carrington and P. N. Dyer Gas phase electron resonance spectra of BrO and IO.// J. Chem. Phys.- 1970 — 52 — 309—314 — URL:http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1672684.
В 1966 году Алан получил возможность провести несколько месяцев вместе с Джимом Хайдом в Varian Associates в Калифорнии. Вместе они разработали новый микроволновой резонатор, имевший, в частности, увеличенные входные и выходные отверстия. Это сильно усовершенствовало работу с газовой фазой, а также оказалось полезным для изучения больших твёрдых образцов. Это сформировало базис устройства для двойного электронно-ядерного резонанса от данной компании.
Саутгемптон, 1967—84 Алан занял позицию профессора химии в Университете Саутгемптона в 1967 году. Ему удалось забрать своё лабораторное оборудование вместе с собой и успешно установить его в старом актовом зале.