Хофстедтер Роберт

Род. 5 февраля 1915 г. Нобелевская премия по физике, 1961 г. совместно с Рудольфом Л. Мёссбауэром

Американский физик Роберт Хофстедтер родился в Нью-Йорке. В семье торговца Луиса Хофстедтера и урожденной Генриетты Кенигсберг было четверо детей, Хофстедтер был третьим сыном. Детские годы он провел в Нью-Йорке, там же учился в школе, а затем поступил в нью-йоркский Сити-колледж, где специализировался по физике и математике. В 1935 г. Хофстедтер получил степень бакалавра с высшим отличием и премию Кениона по физике и математике. На всю жизнь он сохранил признательность одному из преподавателей колледжа, сумевшему передать ему свою увлеченность точными науками, – ведь первоначально интересы Хофстедтер лежали в области философии. Стипендия Коффина от компании «Дженерал электрик» позволила Хофстедтер поступить в Принстонский университет. В 1938 г. ему были присвоены ученые степени магистра и доктора наук по физике. Получив стипендию Проктера, следующий год Хофстедтер провел в Принстонском университете, занимаясь исследованием фотопроводимости кристаллов. В 1940 г. он стал преподавателем физики Пенсильванского университета, а в 1941 г. – Сити-колледжа Нью-Йорка. Став стипендиатом Пенсильванского университета, Хофстедтер в 1940…1941 гг. принимал участие в строительстве большого генератора Ван де Граафа.

В 1942…1943 гг. Хофстедтер работал в Национальном бюро стандартов и внес вклад в создание фотоэлектрических дистанционных взрывателей для зенитных снарядов. С 1943 по 1946 г. он занимал пост ассистента главного физика компании «Норден лабораториз», организованной создателем знаменитого прицела для бомбометания Норденом. По окончании войны Хофстедтер возвратился к академической жизни и в 1946 г. стал ассистент-профессором Принстонского университета. В этот период его исследования были сосредоточены на кристаллах, используемых в качестве детекторов частиц с высокой энергией, и радиации. В 1948 г. он разработал сцинтилляционный детектор на основе кристалла соли иодида натрия, «легированного» небольшим количеством таллия. При столкновении с таким кристаллом высокоэнергичной атомной частицы или фотона (частицы световой энергии) возникает вспышка света, интенсивность которой пропорциональна энергии частиц или фотона. Измеряя интенсивность света, экспериментатор получает возможность измерить и энергию частиц. Этот эффект лежит в основе сцинтилляционного спектрометра – одного из основных средств измерения в исследованиях ядерной радиации.

В 1950 г. Хофстедтер был назначен адъюнкт-профессором физики Станфордского университета. Используя новый ускоритель электронов Лаборатории физики высоких энергий университета, он приступил к исследованию структуры ядра. К тому времени Джордж П. Томсон, Клинтон Дж. Дэвиссон и другие доказали, что электроны обладают волновой природой. Было уже известно, что при увеличении энергии длина волны электрона убывает. Станфордский ускоритель позволял разгонять электроны до энергий от 100 до 500 млн. электрон-вольт, что соответствует длине волны электронов меньше характерных размеров атомных ядер. Это означало, что этот ускоритель можно было бы использовать как гигантский электронный микроскоп, позволяющий исследовать структуру атомного ядра. При столкновении с ядром электрон, разогнанный на ускорителе, отклоняется, как бильярдный шар. В некоторых случаях ядро распадается, испуская дополнительные электроны и другие частицы. Исследуя обломки таких столкновений, Хофстедтер надеялся получить представление о структуре ядра.

Хофстедтер измерял отклонение электронов, столкновения которых с ядром не сопровождались испусканием новых частиц. Для этого он использовал два массивных, весом по 250 т, магнитных спектрометра – прибор, позволяющий сортировать электроны по энергии и углу отклонения от первоначальной траектории. С помощью этого оборудования Хофстедтеру удалось измерить величину и определить форму многих атомных ядер. Выяснилось, что все они имеют примерно одну и ту же среднюю плотность. Объем ядра пропорционален полному числу протонов и нейтронов. Это означает, что в больших тяжелых ядрах эти частицы упакованы не более плотно, чем в малых легкиХофстедтер Почти постоянная плотность ядер оказалась равной 150 млн кг на м3. Если бы капля воды обладала такой плотностью, то она весила бы 2 млн. тонн. Хотя Хофстедтер и обнаружил, что средняя плотность всех ядер примерно одинакова, его эксперименты показали, что атомное ядро отнюдь не является просто сферой с жесткой оболочкой. У него есть мягкая «шкура», толщина которой одинакова для всех ядер независимо от их размеров и составляет величину около 2,4•1013 см. После того как станфордский ускоритель после реконструкции стал разгонять электроны до энергии в 1 млрд электрон-вольт, Хофстедтер обратился к исследованию внутренней структуры протонов и нейтронов – частиц, из которых состоит атомное ядро. В 1956…1957 гг. он вместе со своей группой определил размеры и форму протона и нейтрона. Исследователи пришли к выводу о том, что протоны и нейтроны представляют собой разновидности одной частицы, получившей название нуклона. Хотя протон и нейтрон имеют различный электрический заряд (положительный у протона и нулевой у нейтрона), во всех процессах, связанных с сильным взаимодействием, не дающим распадаться атомному ядру, они ведут себя одинаково. Открытие Хофстедтер показало неадекватность существовавшей в то время теории ядра и побудило Йоширо Намбу из Чикагского университета пересмотреть ее наиболее важные понятия. Считалось, что переносчиками взаимодействия между нуклонами являются пи-мезоны – частицы с массой, составляющей примерно половину массы протона. Намбу привел теоретические аргументы в пользу существования более тяжелых и короткоживущих носителей сильного взаимодействия. Предсказанные им частицы были открыты в 1961 г.

В 1961 г. Хофстедтер был удостоен Нобелевской премии по физике «за основополагающие исследования по рассеянию электронов на атомных ядрах и связанных с ними открытий в области структуры нуклонов». Вторым лауреатом того же года был Рудольф Л. Мёссбауэр. Представляя новых лауреатов, Ивар Валлер из Шведской королевской академии наук с особой похвалой отозвался об отличительной особенности работ Хофстедтер – «точности, недостижимой ранее в физике высоких энергий». Результаты Хофстедтер, заметил Валлер, «стимулировали открытие новых частиц, существенных для понимания сил, действующих в атомных ядрах».

С 1971 г. Хофстедтер – профессор Станфордского университета, где продолжает свои исследования по физике высоких энергий. В 1942 г. он вступил в барк с Нэнси Гивон. У супругов родилось трое детей. Их сын Дуглас приобрел известность как специалист по искусственному интеллекту. По отзывам коллег, Хофстедтер спокойный, тихий человек. Он любит слушать классическую и джазовую музыку, заниматься фотографией, читать и ходить на лыжаХофстедтер

Хофстедтер член Национальной академии наук США, Итальянского, Американского и Лондонского физических обществ. В 1959 г. в Калифорнии он был удостоен почетного титула «Ученый года». В 1962 г. Сити-колледж Нью-Йорка отчеканил медаль в честь Хофстедтер Он удостоен почетных степеней Сити-колледжа, Падуанского и Карлтонского университетов.

www.library.by

Бор Оге Нильс

Род. 19 июня 1922 г. Нобелевская премия по физике, 1975 г. совместно с Бенжамином Р. Моттельсоном и Джеймсом Рейнуотером Датский физик Оге Нильс Бор родился в Копенгагене и был четвертым из шести сыновей Маргарет (в девичестве Норлунд) Бор и Нильса Бора. Воспитываясь в атмосфере Института теоретической физики (ныне Институт Нильса Бора) в Копенгагене, который возглавлял…

Чемберлен Оуэн

Род. 10 июля 1920 г. Нобелевская премия по физике, 1959 г. совместно с Эмилио Сегре Американский физик Оуэн Чемберлен родился в Сан-Франциско (штат Калифорния), в семье Эдварда Чемберлена, радиолога в госпитале Станфордского университета, и Женевьевы Лусинды (Оуэн) Чемберлен. Когда мальчику было 10 лет, его семья переехала в Филадельфию, где он получил среднее образование. Степень бакалавра…