Ханс Бете: Разлика помеѓу преработките

германско-американски физичар
Избришана содржина Додадена содржина
Нова статија
(нема разлика)

Преработка од 14:17, 16 јуни 2018

Ханс Албрехт Бете - 2 јули 1906 година - 6 март 2005 година) бил германско-американски физичар кој направил значаен придонес кон астрофизиката и квантна електродинамика, исто така ја освоил и Нобеловата награда за физика во 1967 година за неговата работа за теоријата на ѕвездена нуклеосинтеза.

Ханс Бете

Во поголемиот дел од својата кариера, Бете бил професор на Универзитетот Корнел. За време на Втората светска војна, тој бил шеф на Теоретската дивизија во тајната лабораторија на Лос Аламос, која ја разви првата атомска бомба. Таму тој играл клучна улога во пресметувањето на оружјето на критична маса, како и развивањето на теоријата зад методот на имплозија на нуклеосниот тип, [Импозионен тип]].

По вторната светска војна Бете, исто така, одиграл важна улога во развојот на водородната бомба, иако тој првично се приклучил на проектот со надеж дека ќе докаже дека не може да се направи. Бете подоцна водел кампања со Алберт Ајнштајн и Комитетот за вонредни состојби на атомските научници против нуклеарни тестирања и нуклеарно оружје. Тој помогнал да ја убеди администрацијата на Кенеди и Администрацијата Никсон да го потпишат Договорот за делумен нуклеарен тест во 1963 и [[[Антибалистички договор за ракетни напади]].

Неговите научни истражувања никогаш не престанале и објавувал документи добро во деведесеттите години, што го направил еден од ретките научници кои објавиле барем еден главен документ во својата област во текот на секоја деценија од неговата кариера кој, во случајот на Бете , опфатени биле речиси седумдесет години. Фриман Дајсон, бил еден од неговите ученици и својот учител го нарекол "Врховен решавач на проблеми во 20век".

Рани години

Бете е роден во Стразбур, кој тогаш бил дел од Германија, на 2 јули 1906 година, како единственото дете на Ана и Албрехт Бете. На прашањето на Чарлс Вајнер, ако имало религија во неговиот дом, Бете одговорил: "Не. Татко ми беше, мислам, малку религиозен. Учев да се молам вечерта пред да заспијам, а јас присуствував на протестантската веронаука, што беше дадена во училиштата во Германија, и јас, исто така, било потврдено, а наставата што ја добив во врска со тоа, целосно ја изгубив религијата од мојот систем.

 
Бете на 12 годишна возраст, со своите родители

Неговиот татко ја прифатил позицијата професор и директор на Институтот за физиологија при Универзитетот во Кил во 1912 година, а семејството се преселило во станот на директорот во Институтот. Тој првично бил приватно обучен од професионален учител како дел од група од осум девојки и момчиња. Семејството се преселило во 1915 година, кога неговиот татко станал шеф на новиот Институт за физиологија на Универзитетот во Франкфурт на Мајна.

Бете присуствувал на Гете-гимназијата во Франкфурт, Германија. Неговото образование било прекинато во 1916 година, кога се дознало дека боледува од туберкулоза, па тој бил испратен во Креузнач за да се опорави. До 1917 година, тој се опоравил доволно за да се сшолува во локално "училиште", а следната година бил испратен во приватен, соучествен интернат. Тој присуствувашл на "Гете-гимназијата" повторно за последните три години од неговото средно образование, од 1922 до 1924 година.

Бете влегол на Универзитетот во Франкфурт во 1924 година. Тој одлучил да биде главен професор по хемија. Упатството во физиката било лошо, а додека во Франкфурт биле истакнати математичари како Карл Лудвиг Сигел и Ото Сас, Бете не ги сакал своите пристапи, кои ја презентирале математиката без оглед на другите науки. Бете открил дека бил сиромашен експериментатор кој го уништил лабораторот со тоа што ја истурил [(сулфурната киселина)], но тој ја открил напредната физика што ја научил вонредниот професор Валтер Герлах, уште поинтересна. Герлах заминал во 1925 година и бил заменет од Карл Мејзнер, кој му посочил на Бете дека треба да оди на универзитет со подобро училиште за теоретската физика, особено во [Универзитетот во Минхен]], каде што можел да студира под Арнолд Сомерфелд.

Бете влегол на Универзитетот во Минхен во април 1926 година, каде што Сомермерфел го зел како студент по препорака на Мејзнер. Сомерфелд подучувал за напреден курс за диференцијални равенки во физиката, во кои Бете уживал. Бидејќи бил толку познат изучувач, Зомерфелд честопати добил претходни примероци од научни трудови, кои тој ги ставил на дискусија на неделни вечерни семинари.

За својата докторска теза, Сомерфелд предложил Бете да ја испита електронската дифракција во кристали. Како појдовна точка, Сомерфелд го предложил трудот на [[[Паул Евалд]] од 1914 година за рентгенска дифракција во кристали. Бете подоцна станал премногу амбициозен и во потрага по поголема точност, неговите пресметки станале непотребно комплицирани. Кога првпат го запознал Волфганг Паули, Паули му рекол: "По приказни на Зомерфелд за тебе, очекував многу подобро од тебе од твојата теза". Бете подоцна рекол "тоа беше комплимент".

Рана работа

Откако Бете го добил својот докторат, Ервин Меделунг му понудил помош во Франкфурт, а во септември 1928 година Бете се преселил со својот татко, кој неодамна се развел од својата мајка. Неговиот татко се запознал со Вера Конгел, па истата година и се оженил со неа во 1929 година. Тие имаа две деца, Дорис, роден во 1933 година, и Клаус, роден во 1934 година. Бете не ја пронајдол работата во Франкфурт многу стимулативна, па во 1929 година прифатил понуда од Евалд во "Техническата Хошшуле" во Штутгарт. Додека бил таму, тој го напишал она што тој го сметал за негов најголем труд, ("Теорија на минување на брзи коруптивни зраци преку материјата").

Зомерфелд препорачал Бете да оди на Патување стипендија во 1929 година. Ова обезбедило 150 долари месечно за студирање во странство. Во 1930 година, Бете избрал постдокторска работа во Кавендиш лабораторијата на Универзитетот во Кембриџ во Англија, каде што работел под надзор на Ралф Фаулер. По барање на Патрик Блекет, кој работел со облачна комора, Бете креирал верзија на формула за Специјалната релативност. Бете исто така бил познат по неговото чувство за хумор, а со Гиодп Бек и Волфганг Ризлер, двајца други постдокторски истражувачки соработници, создадале хартија "На квантната теорија на температурата на апсолутна нула", каде ја пресметал константата на фината структура од апсолутната нулта температура во единици Целзиусови.

За втората половина од неговата стипендија, Бете избрал да оди во лабораторија на [[Енрико Ферми] во Рим во февруари 1931 година. Тој бил во голема мера импресиониран од Ферми и се жалел дека не заминал првпат во Рим.

Фондацијата Рокфелер му понудила продолжување на стипендијата на Бете, овозможувајќи му да се врати во Италија во 1932 година. Во меѓувреме, Бете работел за Сомермерфелд во Минхен како "приватнозент". Бидејќи Бете течно зборувал англиски, Сомерфелд ги надгледувал сите негови соработници на англиски јазик, вклучувајќи го и Лојд П. Смит од Универзитетот Корнел. Бете прифатил барање од Карл Шил да напише статија за "Прирачникот за физиката" на квантната механика на водород и хелиум. Разгледувајќи ја статијата подоцна, Роберт Бахер и Виктор Вајскопф забележале дека е невообичаено во длабочината и ширината на нејзиниот третман на субјектот, но се бара многу малку ажурирање за изданието од 1959 година. На бете потоа му било побарано од Сомерфелд да му помогне со статијата "електроника" во метали. Статијата ја опфатила основата на она што сега се нарекува физика на цврста состојба.

Во 1932 Бете прифатил назначување како асистент професор на Универзитетот во Тибинген, каде што Ханс Гејгер бил професор по експериментална физика. Еден од првите закони што ги донесе новата национално-социјалистичка влада бил Законот за враќање на професионалната државна служба. Поради неговата еврејска позадина, Бете бил отпуштен од својата работа на Универзитетот, кој бил владин пост. Гајгер одбил да помогне, но Сомерфелд веднаш го вратил Бете на стипендија во Минхен. Сомермфелд поминал голем дел од летниот мандат од 1933 година, наоѓајќи места за еврејски студенти и колеги.

Бете ја напуштил Германија во 1933 година и се преселил во Англија, откако добил понуда за позицијата професор на Универзитетот во Манчестер една година преку врската на Сомерфелд со Вилијам Лоренс Брег. Тој се преселил со својот пријател Рудолф Пирлс. Пирлс бил соработник на германски физичар кој исто така бил забранет од академски позиции во Германија, бидејќи неговите родители биле еврејски. Нивниот однос бил професионален, како и личен. Пирлс предизвикал интерес кај Бете за нуклеарната физика. Чадвик ги оспорил Бете и Пирлс да излезат со теоретско објаснување за овој феномен.

Во 1933 година, одделот за физика во Корнел бил во потрага по нов теоретски физичар, а Лојд Смит силно го препорачувал Бете. Ова го поддржал Брег, кој во тоа време бил во посета на Корнел. Во август 1934 година, Корнел му понудил на Бете позицијата на асистент професор. Бете веќе примил стипендија една година за работа со Невил Мот на Универзитетот во Бристол за еден семестар, но Корнел се согласил да му дозволи да започне во пролетта 1935 година. Пред да замине за САД , тој го посетил институтот на Нилс Бор во Копенхаген во септември 1934 година. Нилс Бор и Џејмс Франк биле толку шокирани од однесувањето на Бете дека не бил поканет во Институтот повторно до после Втората светска војна].

САД

Бете пристигнал во САД во февруари 1935 година, и се приклучил на факултетот на Универзитетот Корнел на плата од 3.000 американски долари. Гибс го ангажирал Милтон С. Ливингстон, кој работел со Ернест Лоренс, да изгради циклотрон кај Корнел. За да го комплетира тимот, на Корнел му требал експериментатор, а по совет на Бете и Ливингстон регрутираше Роберт Бахер. Бете добил барања за посета на Универзитетот во Колумбија од Исидор Исак Раби, Универзитетот Принстон од Едвард Кондон, Универзитетот во Рочестер од Ли Дубриџ, Универзитетот Пурдју од Карл Ларк-Хоровиц, Универзитетот на Илиноис во Урбана-Шампеј од Френсис Вилер Ломис и Универзитетот Харвард од Џон Хасбрук Ван Флек.

Заедно со Бахер и Ливингстон, Бете објавил серија од три статии, кои сумираат поголем дел од она што било познато за предметот на нуклеарна физика дотогаш.

 
Илустрација за протоните
 
Илустрација за CNO

На 17 март 1938 Бете присуствувал на Карнеги Институт и Џорџ Вашингтон Универзитетот за теоретска физика. Имало само 34 поканети учесници, меѓу кои беа и Григориј Брајт, Супрахманјан Чандрасекар, Георги Гамов, Доналд Мензел, Џон фон Нојман, Бенгт Стормгрен, Едвард Телер и Мерле Тува. Бете првично ја одбил поканата да присуствува, бидејќи темата на конференцијата, ѕвездената нуклеосинтеза, не го интересирала, но Телер го убедил да дојде. На конференцијата, Штромгрен детално ги објаснил температурите, густината и хемискиот состав на Сонцето, и ги предизвикал физичарите да излезат со објаснување.

Но, ова не е причина за набљудувањето на елементи потешки од хелиум. До крајот на конференцијата, Бете, работејќи во соработка со Чарлс Кричфилд, излегол со серија последователни нуклеарни реакции кои објасниле како Сонцето сјае.

Двата труда, еден од протонскиот циклус, а другиот на циклусот на јаглерод-кислород-азот, биле испратени на "Физички преглед" за објавување. Мајката на Бете се плашешела да остане во Германија. Искористувајќи го нејзиното потекло од Стразбур, таа успеала да оди во САД во јуни 1939 година на француската квота, а не на германската, која била полна.

Бете се оженил со Роуз Евалд, ќерка на Пол Евалд, на 13 септември 1939 година, на едноставна граѓанска церемонија. Имале две деца, Хенри и Моника. Бете во 1947 година изјавил "Јас сум многу повеќе дома во Америка отколку што некогаш сум бил во Германија.

 
Беџ на Ханс Бете

Проектот Менхетен

Кога започнала Втората светска војна, Бете сакал да придонесе во воените напори, но не бил во можност да работи на класифицирани проекти додека не станал државјанин. Бете соработувал со својот пријател Телер за теоријата на ударните бранови, кои се генерираат со текот на проектилот преку гас. Бете сметал дека тоа е еден од нивните највлијателните документи. Тој, исто така, работел на теорија за пенетрација на оклоп, која веднаш била распоредена од страна на Армијата.

По добивањето на безбедносен сертификат во декември 1941 година Бете се приклучил на МИТ Лабораторијата за радијација, каде што го измислил уредот за дирекционална спојка, кој се користи во микро брановодите, како што оние што се користат во радар. Во Чикаго во јуни 1942 година, а потоа и на Универзитетот во Калифорнија, Беркли, во јули учествувал на серија состаноци на покана на Роберт Опенхајмер, на кој биле разгледани првите дизајни за атомска бомба. Тие преминале на прелиминарните пресметки на Роберт Сербер, Стан Франкел и други, и дискутирале за можностите за користење на ураниум и плутониум. Телер потоа ја зголемил можноста за термонуклеарен уред, "Супер" бомба.

Кога Опенхајмер бил задолжен за формирање тајна лабораторија за дизајн на оружје, Националната лабораторија Лос Аламос, го назначила Бете, како директор на теоретската дивизија, најмалата, но најпрестижната поделба на лабораторијата. Серија несогласувања меѓу Бете и Телер помеѓу февруари и јуни 1944 година над релативниот приоритет на Супер истражувањата довеле до тоа дека групата Телер е отстранета од Теоретската дивизија и ставена директно под Опенхајмер.

Работата на Бете во Лос Аламос вклучувала пресметување на критичната маса и ефикасноста на ураниумот и мултиплицирање на нуклеарна фисија во атомска бомба. Заедно со Ричард Фејнман, тој развил формула за пресметување на експлозивниот принос на бомбата. По август 1944 година, кога лабораторијата била реорганизирана и преориентирана за да се реши проблемот со имплозијата на плутониум бомбата, Бете го поминал поголемиот дел од своето време, проучувајќи ги хидродинамичките аспекти на имплозијата, работа која ја продолжил во 1944 година. Во 1945 година работел на иницијатор на неутрон, а подоцна и на радијационото размножување од експлодирачка атомска бомба.

Водородна бомба

По војната, Бете тврдел дека не треба да се обидува проект за [[водородната бомба], иако откако претседателот Хари Труман го најавил почетокот на еден ваков проект, како и избувнувањето на корејската војна. Бете играл клучна улога во развојот на оружјето. Иако тој ќе го види проектот до крајот, Бете се надевал дека би било невозможно да се создаде водородната бомба.

Во 1954 година Бете сведочел во име на Ј. Роберт Оппенхајмер за време на случајот за безбедноста на Опенхајмер. Поточно, Бете тврдел дека ставовите на Оппенхајмер против развојот на водородната бомба кон крајот на 1940-тите не го попречуваат нејзиниот вистински развој, тема што се сметаше за клучен мотивирачки фактор зад сослушувањето. Бете тврдел дека развојот на настаните што довеле до успешен Телер-Улам дизајн било прашање на сериозност, а не прашање на работна сила или логички развој на претходно постоечките идеи. За време на сослушувањето Бете и неговата сопруга, исто така, се обиделе да го убедат Едвард Телер против сведочењето. Сепак, Телер не се согласил, а неговото сведочење одиграло голема улога во одземањето на [[безбедносната дозвола] на Опенхајмер]]. Додека Бете и Телер биле во многу добри услови за време на предвоените години, конфликтот меѓу нив за време на Менхетен проектот, а особено за време на епизодата Опенхајмер, трајно го наруши нивниот однос.

Доцна работа

 
Предавање на Ханс Бете

Астрофизика

Бете верувал дека атомското јадро било како полу-емпириска формула. Тој го истражувал проблемот за нуклеарната материја со оглед на работата на Кит Брукнер за теоријата на пертурбација (квантна механика). Работејќи со Џефри Голдстоун, тој дал решение за случајот каде што постоел бесконечен хард-јадрен потенцијал.

Бете продолжил да истражува за супернови, неутронски ѕвезди, црни дупки и други проблеми во теоретската астрофизика кон крајот на деведесеттите години. Со тоа, тој соработувал со Џералд Е. Браун. Во 1978 година, Браун предложил да соработуваат за суперновите. Овие биле разумно добро разбрани од ова време, но пресметките сеуште биле проблем. Користејќи техники кои се изработени од децении работење со нуклеарна физика, како и некои искуства со пресметки кои вклучуваат нуклеарни експлозии, Бете се осврнал на проблемите со ѕвездениот гравитациски колапс и начинот на кој различните фактори влијаелее на експлозијата на супернова. Уште еднаш, тој бил во можност да го намали проблемот на збир на диференцијални равенки и да ги реши.

На 85-годишна возраст, Бете напишал важен напис за проблемот со соларниот неутрин, во кој тој помогнал во воспоставувањето на механизмот за конверзија на електрони во мјуон предложен од Станислав Михејев, Алексеј Смирнов и Линколн Волфенштајн за да објаснат големо несовпаѓање помеѓу теоријата и експериментот. Бете тврдел дека физиката над стандардниот модел била потребна за да се разбере проблемот со сончевиот неутрин, бидејќи претпоставувал дека неутрините немаат маса, и затоа не можат да се метаморфозираат едни во други.

Во 1996 година, Кип Торн им пристапил на Бете и Браун за LIGO, Опсерваторија за лабораториски бранови на ласерски интерферометри, дизајнирани да ги детектираат гравитациските бранови од спојувачките неутронски ѕвезди и црни дупки.

Политички ставови

 
Интервју со Ханс Бете

Во 1968 Бете, заедно со физичарот Ричард Гарвин, објавил статија во која детално го критикувал системот за одбрана против ICBM предложен од Министерството за одбрана на Соединетите Американски Држави. Двајцата физичари опишале во статијата дека речиси секоја мерка преземена од САД ќе биде лесно спречена со распоредувањето на релативно едноставни мамки.

Во текот на 1980-тите и 1990-тите Бете водел кампања за мирно користење на нуклеарна енергија. По катастрофата во Чернобил, Бете бил дел од комитетот на експерти кој го анализирал инцидентот. Тие заклучиле дека реакторот страдал од фундаментално погрешен дизајн и човечката грешка, исто така, значително придонела за несреќата.

Во 1980-тите тој и другите физичари се спротивставија на ракетен систем стратешка одбранбена иницијатива замислен од администрацијата на Роналд Реган.

Приватен живот

Хобито на Бете вклучувало страст за собирање печат. Тој ја сакал природата, разгледувајќи ги Алпите и Рокиските планини. Починал во својот дом во Итака, Њујорк на 6 март 2005 година, на возраст од 98 години.

Почести и награди

Бете добил бројни почести и награди во својот живот и потоа. Тој станал почесен соработник на Американската академија на уметностите и науките во 1947 година. Френклин медал во 1959 година, Еддингтон медал и Енрико Ферми награда во 1961 година, Румфорд награда во 1963 година, Нобеловата награда за физика во 1967 година, Национален медал за наука во 1975 година, Оерстед Медал во 1993 година и постхумно во 2005 година од страна на Американското филозофско друштво Медалот на Бенџамин Френклин за признати достигнувања во науките.

Бете бил избран како Странски член на Кралското друштво во 1957 година, исто така тој го дал и Бејкерското предавање во Кралското друштво за механизмот на супернови.