Nobel - Nicolaas BLOEMBERGEN, Arthur Leonard SCHAWLOW, Kai M SIEGBAHN, Kenneth G WILSON, Subrahmanyan CHANDRASEKHAR, William Alfred FOWLER, Carlo RUBBIA, Simon VAN DER MEER, Klaus von KLITZING referat



Nicolaas BLOEMBERGEN

(n. 1920)

Fizician american de origine olandeza, laureat al premiului Nobel in 1981, impreuna cu A.L. Schawlow si K.M. Siegbahn

S-a nascut la 11 martie 1920 in Dordrecht, Olanda.

Ajuns, iri S.U.A., profesor de fizica aplicata la Universitatea Harvard, devine cunoscut pentru cercetarile sale privind pompajul in maseri, rezonanta magnetica nucleara, rezonanta feromagnetica. Premiul Nobel pentru fizica i s-a atribuit in 1981 in special pentru lucrarile sale teoretice si experimentale in domeniul opticii neliniare.



Optica neliniara este un domeniu nou, care se ocupa cu studiul propagarii luminii in medii al caror indice de refractie nu este con-stant, ci depinde de intensitatea fasciculului de lumina ca urmare a interactiunii dintre undele de lumina si electronii optici ai mediului. Aceasta influenta se datoreaza oscilatiilor componentei electrice a campului electromagnetic si, cum intensitatea luminii este proportionala cu patratul amplitudinii vectorului camp electric (I -~ E2), expresia indicelui de refractie se poate scrie sub forma:

n=n0 +c~E2+...

unde o este un coeficient de proportionalitate a carui valoare este mica. Daca lumina are o intensitate mica, o E2 este neglijabil si indicele de refractie n no se poate considera constant (cazul opticii liniare).

Daca se utilizeaza un fascicul laser de putere, inf1uenta sa asupra indicelui de refractie devine sesizabila si intram deja in domeniul opticii neliniare (n este variabil). Cercetarile experimentale in acest domeniu au inceput abia dupa aparitia laserelor de putere.

Contributia profesorului N. Bloembergen la dezvoltarea opticii neliniare consta in studii referitoare la teoria polarizarii neliniare, lucrari teoretice si experimentale privind fenomenele ondulatorii la granita mediilor neliniare, studiul inf1uentei radiatiei laser asupra generarii armonicelor optice si a difuziei combinate fortate si altele.

 

Arthur Leonard SCHAWLOW

(n. 1921)

Fizician american, laureat al premiului Nobel in 1981, impreuna cu N. Bloembergen si K. M. Siegbahn

S-a nascut la Mount Vernon, statul New York, in 5 mai 1921.

A lucrat la laboratoarele Bell Telephone (1951-1961), apoi, in

1961, a devenit profesor de fizica la Universitatea Stanford din California, unde ulterior a fost numit si director al Departamentului de fizica. A lucrat in diverse domenii: spectroscopie optica , microunde, electronica cuantica (lasere) si supraconductibilitate.

Impreuna cu cumnatul sau, C.H. Townes (laureat Nobel pentru fizica in 1964) a fost unul dintre inventatorii laserului.

Premiul Nobel pentru fizica i-a fost acordat pentru lucrarile sale in domeniul spectroscopiei cu lasere, recompensand astfel activitatea sa in domeniul constructiei si aplicatiilor laserelor.

 

 

Kai M. SIEGBAHN

(n. 1918)

 

Fizician suedez, laureat al premiului Nobel in 1 981, impreuna cu N. Bloembergen si A.L. Schawlow

S-a nascut la Lund, Suedia, in 20 aprilie 1918, fiind fiul profesorului Karl Manne Siegbahn, laureat al premiului Nobel pentru fizica in 1924.

Djn 1951 a fost profesor la Scoala regala de tehnologie din Stockholm (Institutul politehnic) apoi la Universitatea Uppsala (1954), unde a predat fizica atomica si moleculara si a pus la punct aparatul ESCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analy-sis), care perinite analiza fina a suprafetei unui material cu ajutorul radiatiilor X.

Premiul Nobel pentru fizica i-a fost atribuit pentru succesele sale in domeniul spectroscopiei electronice. Spectroscopia electronica se ocupa cu analiza ‚iilor f3 emise in urma unor procese nucleare (dezintegrare f3 etc.) si formate din electroni rapizi, precum si a radiatiilor 3 formate din electronii scosi din norul electronic al atomului.

Experimental s-a constatat ca exista un spectru f3 continuu peste care se suprapune un spectru 3 discontinuu (de linii). Generarea spectrului de linii se explica prin interactiunea nucleului radioactiv cu norul electronic al atomului. Mai exact, in urma dezintegrarii, nucleul — ramas in stare excitata — trece pe un nivel energetic inferior, fie prin emisia unui foton ‘y care preia diferenta de energie, fie prin emisia unui electron de conversie din norul electronic al atomului. Masurarea intensitatii liniilor f3 permite calcularea energiilor corespunzatoare tranzitiilor nucleare si obtinerea unor informatii foarte importante privind procesele nucleare. Spectroscopia f3 permite cunoasterea mai profunda a proprietatilor nucleului atomic. K.M. Siegbahn are meritul de a fi realizat si perfectionat spectrometrele 3 utilizate astazi in laboratoarele de cercetari nucleare din intreaga lume.

Kenneth G. WILSON

  1. 1936)

 

Fizician teoretician american, laureat al premiului Nobel pentru fizica in anul

1982.

S-a nascut la Waltham (Massachusetts, S.U.A.) in 8 iunie 1936, fiind fiul unui chimist celebru, colaborator al lui L. C. Pauling (laureat al premiului Nobel pentru chimie in 1954 si al premiului Nobel pentru pace in 1962).

A studiat la Universitatea Harvard si s-a specializat in fizica particulelor elementare la Institutul de tehnologie din California (Caltech), unde si-a sustinut teza de doctorat la care a lucrat sub indrumarea cunoscutului fizician teoretician Murray Gell-Mann (creatorul teoriei quarkurilor — premiul Nobel pentru fizica in 1969).

Dupa obtinerea doctoratului a lucrat la Centrul international pentru cercetari nucleare (CERN) de la Geneva, Elvetia.

In 1963, cand se afla deja la Geneva, a elaborat o lucrare — bazata pe analiza dimensio-nala — in care a incercat sa explice interactiunile la mica distanta in campurile cuantice, dar si-a dat seama ca solutia propusa de el nu este multumitoare.

In 1971, dupa intoarcerea in S.U.A., la Universitatea Cornell, K. Wilson are ideea de a aplica o metoda utilizata in fizica cuantica, numita metoda grupului de renormalizare, la studierea starilor critice si a transformarilor de faza care le insotesc. O asemenea stare critica apare in cursul transformarii de faza lichid-vapori, cand temperatura amestecului (sistemul lichid + vapori) atinge o valoare numita temperatura critica, deasupra careia substanta poate exista numai in faza gazoasa. Starii critice ii corespunde, pe izotermele lui Andrews, un punct critic caracterizat printr-o presiune critica, o temperatura critica si un volum critic.

Asemenea stari critice se intalnesc si in alte situatii: in tranzitia de la ordine la dezordine in aliaje, in trecerea de la starea magnetica ordonata (feromagnetism) la starea magnetica dezordonata (paramagnetism) la atingerea temperaturii numite punct Curie, in trecerea unui fluid din starea normala in starea de supraf1uiditate (punctul 2~.) etc.

K. Wilson a reusit sa creeze o teorie unitara care include rezultatele anterioare obtinute de Heisenberg, Landau si altii si care descrie comportarea tuturor acestor sisteme diferite aflate in stare critica. E1 a calculat parametrii specifici ai acestor stari, ajungand la rezultate in concordanta cu cele obtinute pe cale experimentala. De asemenea, pe baza aceleiasi teorii, el a reusit sa explice efectul Kondo (anomalia variatiei rezistivitatii datorita impuritatilor magnetice).

Pentru teoria sa privind fenomenele critice, Kenneth G. Wilson a primit premiul Nobel pentru fizica in 1982.

Subrahmanyan CHANDRASEKHAR

(1910-1995)

Astrofizician american de origine indiana, laureat al premiului Nobel pentrufizica in 1983, impreuna cu WA. Fowler

S-a nascut 1a 19 octombrie 1910 la Lahore, India.

A fost profesor Ia Universitatea din Chicago, S.U.A.

Initial specialist in hidrodinamica si termodinamica, el a aplicat metodele utilizate in aceste domenii la studiul comportarii materiei stelare si a turbulentelor care insotesc miscarea acesteia. Este cunoscut si pentru alte lucrari de astronomie teoretica: studiul polarizarii luminii

planetelor, teoria cosinogonica si mai cu seama, cercetarile privind radiatia stelara. E1 a stabilit existenta unei mase stelare limita de aproximativ 1,4 ori masa Soarelui — nurnita astazi „masa Chandrasekhar” — in functie de care se produce evolutia ulterioara a unei stele ajunse in faza de giganta rosie. Tot el a dat o explicatie a formarii asa-numitelor „gauri negre” din Univers.

A decedat la Chicago, S.U.A., in 21 august 1995, avand varsta de 85 de ani.

William Alfred FOWLER

(1911- 1995)

 

Astrofizician american, laureat al premiului Nobel pentrufizica in 1983, impreuna cu fizicianul de origine indiana S. Chandrasekhar

S-a nascut la 9 august 1911 in Pittsburgh, S.U.A.

Dupa urcarea diferitelor trepte ale ierarhiei universitare, devine profesor la Institutul de tehnologie din California. Desi specializat in fizica nucleara, el se orienteaza, la inceputul anilor ‘50, spre astrofizica, in dezvoltarea careia a avut o contributie majora in problema nucleosintezei stelare.

A decedat in 14 martie 1995 la Pasadena (California, S.U.A.).

Contributiile lui W Fowler si S. Chandrasekhar la dezvoltarea astrofizicii stelare, pentru care cei doi savanti au primit premiul Nobel pentru fizica in 1983, se refera la elaborarea unei teorii coerente care explica intr-un mod plauzibil nasterea si evolutia stelelor.

W Fowler, in colaborare cu E Hoyle, a analizat din punct de vedere teoretic procesele fizice care au loc in nuc1eul stelelor, iar Chandrasekhar a elaborat teoria cosmogonica privind evolutia acestora. Conform teoriei lor, o stea se formeaza din nori de materie interstelara in urma unui proces de contractie (condensare) datorat fortelor gravitationale care actioneaza injurul unui nucleu dens, existent anterior. Ca urmasre a cresterii temperaturii la valori de ordinul milioanelor de grade, se declanseaza reactii nucleare de fuziune care au ca rezultat transformarea hidrogenului in heliu. De la un moment dat, masa radiatiilor emise echilibreaza contractia gravitationala si steaua devine stabila pentru o perioada lunga de timp, de ordinul miliardelor de ani.

Datorita scaderii rezervei de hidrogen, radiatiile scad si ele treptat in intensitate, contractia gravitationala reincepe, temperatura nucleului stelei creste din nou pana la o valoare care determina declansarea unor noi reactii termonucleare de fuziune a nucleelor de heliu, care se transforma in nuclee de carbon. Ca urmare a degajarii de energie, steaua se dilata, ajungand la dimensiuni enorme — proces care duce, in acelasi timp, la racirea suprafetei stelei, astfel incat ea se transforma intr-o giganta rosie, stare in care ramane cateva milioane de ani.

Dupa epuizarea combustibilului nuclear, datorita fortelor gravitationale se produce o prabusire gravitationala (colaps gravitational) si evolutia stelei — in functie de masa ei — intra intr-o noua faza, explicata de S. Chandrasekhar: daca masa stelei este mai mica decat de aproximativ 1,4 ori masa Soarelui, invelisul exterior al gigantei rosii (anvelopa) se destrama intr-o nebuloasa planetara, iar restul stelei — incluzand nucleul acesteia —se contracta, formandu-se o pitica alba. Aceasta este o stea de dimensiuni mici, in care densitatea materiei atinge valori de ordinul a 1011 kg/m3, iar temperatura de la suprafata ei depaseste 50 000 K, ceea ce explica culoarea ei alba. Prin racire, pitica alba se transforma treptat intr-o pitica neagra -. un corp ceresc lipsit de lumina proprie si deci invizibil.

Daca masa stelei este mai mare decat de 1,4 ori masa Soarelui , giganta rosie explodeaza si astfel se naste o supernova, producandu-se o degajare fantastica de energie, luminozitatea stelei creste de milioane de ori pentru o perioada foarte scurta de timp (cateva zile). In urma exploziei, straturile exterioare sunt expulzate in spatiul interstelar, iar materia din zona centralase contracta, transformandu-se intr-o stea neutronica, numita astfel pentru ca, datorita contractiei foarte puternice, densitatea materiei atinge valori de ordinul a 10~~ kg/m3, incat protonii fuzioneaza cu electronii, transformandu-se in neutroni.

O stea neutronica este de dimensiuni mici, raza ei fiind de cativa kilometri, dar ea concentreaza o cantitate imensa de materie, masa ei fiind aproximativ de 2 ori mai mare decat masa Soarelui.

Daca masa gigantei rosii depaseste de 10 ori masa Soarelui, atunci dupa explozia ei iau nastere zone in care — datorita fortelor gravitationale foarte puternice, exercitate de resturile de materie stelara — se absoarbe totul, inclusiv radiatiile luminoase, astfel ca nimic nu scapa in exterior, aceste zone fiind numite gauri negre (in engleza „black holes”).

Carlo RUBBIA

(n. 1934)

Fizician experimentator italian, laureat al premiului Nobel in 1984, impreuna cu fizicianul olandez Simon Van der Meer

S-a nascut la Gorizia, Italia, in 1934.

A fost sustinator si realizator al ideii lui Simon Van der Meer de a transforma camera de acccelerare a unui accelerator conventional intr-un inel in care sa se produca ciocniri frontale proton-antiproton (inel de coliziune) pentru a obtine noi particule la energii foarte mari. In acest scop, impreuna cu colaboratorii lui, a amenajat acceleratorul de protoni de 400 GeV ( Super Proton Syncrotron) de la CERN, Geneva, reusind ca, dupa efectuarea unor experimente dificile, de lunga durata, sa demonstreze experimental (1983) existenta bosonilor .

 

 

Simon VAN DER MEER

  1. 1925)

 

Fizician olandez, laureat al premiului Nobel in 1984. pe care l-a obtinut impreuna cu fizicianul italian Carlo Rubbia

S-a nascut la La Haye, Olanda, in 1925.

A inventat si a experimentat in 1972 o metoda de obtinere a unui fascicul de antiprotoni suficient de intens pentru a putea fi mentinut intr-un inel de coliziune, ceea ce i-a permis mai tarziu lui Carlo Rubbia si echipei pe care a condus-o sa realizeze experimentele de coliziune proton-antiproton, efectuate la CERN, Geneva, in 1983, care au condus la descoperirea bosonilor .

Existenta bosonilor W si Z0 fusese prezisa cu multi ani mai inainte de teoreticienii S. Glashow, A. Saiam si S. Weinberg, toti trei laureati ai premiului Nobel in 1979 pentru crearea teoriei unificate a interactiunii electromagnetice si a interactiunii slabe. Conform acestei teorii, bosonii trebuia sa fie niste particule foarte grele, a caror masa sa corespunda unei energii de 81 GeV pentru bosonii W respectiv 93 GeV pentru bosonii Z0. Pentru obtinerea lor era necesara realizarea unor reactii nucleare in care sa se elibereze o energie corespunzatoare masei acestor particule. Obtinerea unor particule accelerate la o asemenea energie (in jurul valorii de100 GeV) a fost posibila numai prin ciocnirile frontale proton-antiproton, produse in inelul acceleratorului SPS la CERN, Geneva, special amenajat in acest scop de C. Rubbia si colaboratorii lui. Dificultatea realizarii experimentului a constat in obtinerea unui fascicul de antiprotoni stabil si suficient de intens, problema a carei solutie fusese gasita anterior de S. Van der Meer, care a pus la punct tehnica numita „racire stocastica” a antiprotonului.

La reusita acestor experitnente complexe si diflcile au contribuit mii de oaineni, iar prelucrarea datelor a necesitat, de asemenea, un volum urias de munca. Pentru a ne da seama de dtmensturnle efortului depus pentru ducerea la bun sfarsit a acestui program de cercetare, este suflcient sa retinem ca la un miliard de ciocniri proton-antiproton se produc, in medie, doar 30 de bosoni W~, tot atatia bosoni W si circa 10 bosoni Z0, in rest rezultand o ploaie de alte particule. Deoarece bosonii W si Z se dezintegreaza dupa un timp foarte scurt (1025 s), aparitia lor poate fi conflrmata numai prin urmarirea particulelor e + (pozitron) si e— (electron) de mare energie, rezultate prin dezintegrarea lor. A fost necesara rea1izarea catorva zeci de miliarde de coliziuni proton-antiproton pentru ca flzicienii experimentatori sa ajunga la rezultate concludente, care sa probeze existenta bosonilor W si Z0, confirmand astfel teoria unificata a interactiunii electromagnetice si a interactiunii slabe.

Pentru activitatea lor stiintiflca, ce a dus la demonstrarea, pe ca1e experimentala, a existentei bosonilor W si Z0, fizicienii C. Rubbia si S. Van Der Meer au primit impreuna premiul Nobel pentru flzica in 1984.

Klaus von KLITZING

  1. 1943)

 

Fizician experimentator german, laureat al premiului Nobel in ) 985

S-a nascut in 1943 la Schroda (astazi Sroda Wielkopolska, in Polonia).

Si-a inceput studiile superioare la Universitatea tehnica din Braunschweig si le-a continuat, in 1972, la Universitatea Wiirzburg. Dupa un stagiu la Universitatea din Oxford, Anglia, a obtinut titlul de doctor in fizica in 1978, apoi, obtinand o bursa Heisenberg —si-a continuat cercetarile experimentale la Universitatea Wiirzburg. A observat prima data efectul Hall cuantic in timpul unui stagiu efectuat la Laboratorul de campuri magnetice intense a1 CNRS, de la Grenoble, Franta, in 1980. Intors la Wiirzburg, face masuratori mai precise asupra acestui fenomen, masuratori pe care le continua in laboratoarele Universitatii tehnice din Munchen — unde, pentru oscurta perioada, a fost profesor asociat — si apoi la Institutul „Max Planck” pentru fizica solidului, din Stuttgart, al carui director devine.

Pentru a intelege in ce consta descoperirea facuta de Klaus von Klitzing este necesar sa cunoastem in ce consta efectul Ha11 clasic — fenomen descoperit in 1880 de fizicianul american cu acelasi nume. Daca o lamela conductoare sau semiconductoare (proba de materia1), parcursa de un curent electric longitudinal cu intensitatea I, este plasata intr-un camp magnetic transversa1 de inductie B , atunci intre fetele opuse ale acesteia (M si N) apare o tensiune

electrica numita tensiune Ha11.

Efectul Hall cuantic se produce la temperaturi foartejoase, intr-un camp magnetic foarte intens (10-15 T) si in conditiile in care proba de material (lama semiconductoare) este foarte subtire. Atunci, rezistenta Hall are valoare cuantificata.

Descoperirea efectului HaIl cuantic a reprezentat un succes al fizicii experimentale, desi explicarea lui in acel moment nu era cunoscuta. Pentru descoperirea efectului Hall cuantic, Klaus von Klitzing a primit premiul Nobel pentru fizica in anul 1985.

Gerd BINNIG

(n. 1947)

Fizician german, laureat al premiului Nobel in 1 986, impreuna cu Heinrich Rohrer si Ernst Ruska

S-a nascut la Frankfurt, Germania, in anul 1947.

Este diplomat al Universitatii din Frankfurt din 1978 si in acelasi an intra ca cercetator la laboratoarele I.B.M. din Zurich. Aici concepe, impreuna cu H. Rohrer, primul microscop electronic cu baleiaj folosind efectul tunel, microscop care permite obtinerea imaginii tridimensionale a unei suprafete Ia scara atomica — realizare pentru care cei doi au primit premiul Nobel pentru fizica in 1986, impreuna cu E. Ruska, inventatorul primului microscop electronic.

Heinrich ROHRER

  1. 1933)

 

Fizician elverian, laureat al premiului Nobel in 1986, impreuna cu G. Binnig ~i E. Ruska

S-a nascut in 9 iunie 1933 in orasul Buchs din Elvetia.

Diplomat al Institutului federal de tehnologie din Ziirich (1960), el intra in 1963 ca cercetator la laboratoarele I.B.M. din acelasi oras. H. Rohrer — impreuna cu G. Binnig, care lucra la acelasi centru de cercetari din 1978 — a conceput si realizat in 1981 primul microscop electronic cu baleiaj, bazat pe efectul tunel, realizare pentru care ambii au fost recompensati cu premiul Nobel pentru fizica in 1986, impreuna cu Ernst Ruska.

 

Ernst RUSKA

(1906-1988)

Fizician german, laureat al premiului Nobel in 1986, impreund cu G. Binnig ~i H. Rohrer

S-a nascut in 25 decembrie 1906, la Heidelberg, Germania.

A absolvit Institutul Politehnic din Miinchen, dupa care si-a sustinut teza de doctorat la Berlin, in 1933. In perioada 1940-1955 a lucrat ca cercetator stiintific la firma Siemens. Din anul 1955 a fost directorul Institutului de microscopie electronica „Fritz Haber”, iar din 1959 a fost numit profesor la catedra de optica electronica si microelectronica a Institutului Politehnic din Berlinul de Vest.

A murit la Berlin, la 30 mai 1988, in varsta de 81 de ani si cinci luni, dupa aproximativ doi ani de la inmanarea premiului Nobel pentru fizica.

Ernst Ruska este considerat astazi parintele microscopului electronic. Este interesant faptul ca ~i-a inceput cercetarile care 1-au condus in final la realizarea microscopului electronic fara sa cunoasca in prealabil teoria lui de Broglie si nici rezultatele experimentului efectuat de Davisson si Germer, care puneau in evidenta proprietatile ondulatorii ale electronilor.

La inceput, fiind proaspat inginer (1928), s-a ocupat de rezolvarea unor probleme de optica electronica privind foca1izarea fasciculului de electroni iritr-un tub catodic, in vederea ameliorarii performantelor osciloscopului catodic. Mai intai a experimentat utilizarea lentilelor electrostatice 

* Cu ajutorul unor mecanisme foarte precise, varful metalic este plimbat deasupra probei in plan orizontal de la stanga la dreapta (in lungul axei Ox), dupa care sare la randul urmator (printr-o mica deplasare in lungul axei Oy) asa cum, de exemplu, citim o pagina de carte.

si apoi, urmarind sa obtina rezuitate mai bune, a construit si utilizat lentile electrornagnetice. Deoarece fasciculele de electroni, la trecerea prin aceste lentile electronice, se comporta ase-manator cu fasciculele de lumina ia trecerea lor prin lentile optice, lui E. Ruska i-a venit ideea de a incerca sa reaiizeze un rnicroscop in care in locul fasciculeior de lumina sa utilizeze un fascicui de electroni, iarin locul lentiielor optice obisnuite sa foloseasca lentile electromagnetice. Conversia imaginii eiectronice in imagine optica se realizeaza prin proiectia ei pe un ecran fluorescent. Primele incercari, facute in colaborare cu Max Kroil, au avut ca rezultat construirea unui modei rudimentar (1931), capabil sa obtina o imagine marita de 16 ori a unei grile metalice. Doi ani mai tarziu, in 1933, E. Ruska a reusit sa construiasca un microscop electronic cu o putere de marire de 12 000 de ori si cu o rezolutie de 55 A — performante net superioare microscopului optic. Puterea de marire superioara a microscopuiui electronic se explica prin faptui ca iungimea de unda a electroniior este de cateva mii de ori mai mica decat lungimea de unda a luminii, ceea ce face posibila cresterea puterii de rezolutie la o valoare in jur de 2 A.

Aparatul construit de Ruska, la fei ca si rnicroscoapele electronice actuale, era format dintr-un tun electronic care genereaza fasciculul de eiectroni, o lentiia (sau sistem de Ientile) condensor — cu ajutorul careia fasciculul de electroni este proiectat pe proba de examinat —‚ lentiia (sau sistemui de lentile) obiectiv, ientila de pr oiectie si o incinta vidata in care se introduce proba*. In plus, orice microscop electronic mai este echipat cu o instaiatie de vid inait si cu un genera-tor de inaita tensiune pentru accelerarea eiectronilor.

Eforturile depuse de Ruska si de colaboratorii lui au condus la construirea de catre firma Siemens a primului microscop electronic de serie in 1953. Microscoapele electronice obisnuite actuale au o putere de marire de circa 100 000 de ori, iar cele mai perfectionate ating o putere de marire de 1 milion de ori. Cu ajutorul microscopuiui electronic s-au facut descoperiri importante in studiui structurii metalelor, genetica, inframicrobiologie etc.

Ca o recunoastere tarzie a meriteior sale privind inventarea microscopului electronic si pentru munca depusa pentru perfectionarea acestuia pe parcursui mai muitor decenii, Ernst Ruska a fost rasplatit cu premiul Nobei pentru fizica in 1986, cand el avea aproape 80 de ani.

Johannes Georg BEDNORZ

(n. 1950)

Fizician german, laureat al premiului Nobel in 1 987,

impreuna cu fizicianul elvetian K. A. Muller

J. G. Bednorz s-a nascut ia Neuenkirchen, Germania, in 1950.

Dupa absolvirea Universitatii din Munster, in 1976, a intrat, in 1982, ca cercetator la Laboratoarele I.B.M. din Zurich, unde si-a pregatit doctoratul sub indrumarea lui K.A. Mi11er. Impreuna au descoperit noi materiaie cu proprietati supraconductoare, descoperire pentru care au primit premiul Nobel pentru fizica in 1987.

 

Karl Alexander MULLER

(n. 1927)

Fizician elverian, laureat al premiului Nobel in 1987,impreuna cu fizicianul german J.G. Bednorz.

Karl Alexander Mtiller s-a nascut la Bale, Elvetia, in 1927.

Dupa obtinerea diplomei universitare la Institutul federal de tehnologie din Zurich, in 1958, a inceput, in 1963, cercetari stiintifice in domeniul fizicii solidului, in laboratoarele din Ztirich ale companiei I.B.M., cercetari la care s-a asociat ulterior si fizicianul gerrnan J.G. Bednorz.

In urma cercetarilor comune asupra proprietatilor supraconductoare ale materialelor ceramice, J. G. Bednorz si K. A. Muller au reusit sa Sintetizeze in 1986 un oxid de lantan, bariu si cupru care devine supraconductor la temperatura de 35 K — temperatura mult mai ridicata decat temperatura critica a metalelor pure. Aceasta descoperire a declansat o adevarata intrece~e intre fizicieni pentru obtinerea de noi materiale supraconductoare cu temperaturi critice din ce in ce mai ridicate.

Ulterior, fizicienii Chu si M.K. Wu — cercetatori la Universitatea din Houston,respectiv A1abama — au reusit ca, prin inlocuirea lantanului cu ytriu, sa obtina un oxid cu temperatura critica de 98 K, superioara temperaturii critice a azotului lichid, care este de 77 K, deschizand astfel calea aplicatiilor tehnologice inainte de elucidarea problemelor teoretice privind explicarea acestui fenornen.

In prezent, cercetarile continua in directia gasirii unor materiale cu proprietati supraconductoare stabile, avand temperatura critica situata in domeniul temperaturilor pozitive pe scara Celsius (T ~ 273 K), ceea ce ar elimina utilizarea azotului lichid pentru mentinerea unei temperaturi foartejoase.

Utilizarea supraconductoarelor face posibil transportul energiei electrice la mari distante, fara pierderi. De asemenea, folosirea materialelor cu proprietati supraconductoare la temperaturi obisnuite deschide perspective nebanuite: realizarea unor trenuri de mare viteza „pe perna magnetica” produsa de magneti supraconductori~ obtinerea unor campuri magnetice foarte intense, necesare mentinerii stabilitatii plasmei fierbinti in reactorul cu fuziune nucleara, construirea unor noi acceleratoare de particule de puteri mari, dar cu un consum energetic redus, utilizarea jonctiunilor Josephson pentru marirea vitezei de operare a calculatoarelor electronice si dezvoltarea spectroscopiei electromagnetice in domeniul campurilor foarte slabe generate de biocurentii din materia vie etc.

Pentru lucrarile lor, care au dus la descoperirea unor noi materiale cu proprietati supracon-ductoare, descoperire care a deschis calea unor noi progrese de ordin tehnologic, G. Bednorz si K. A. Muller au fost recompensati cu premiul Nobel pentru fizica in 1987.

Leon Max LEDERMAN

(n. 1922)

Fizician american, laureat al premiului Nobel in 1 988, impreuna cu Melvin Schwartz si Jack Steinberger, pentru cercetarile lor asupra neutrinilor

S-a nascut la 15 iulie 1922 in New York, S.U.A.

Studiaza la Universitatea Columbia din New York, unde devine licentiat in 1951 si profesor titularin 1958.

Experimentele privind producerea fasciculelor de neutrini au fost efectuate intre 1960 si 1962 la Laboratorul National din Brookhaven (Long Island), utilizand acceleratorul de protoni existent acolo (sincrotronul AGS).

Intre 1979 si 1989, L.M. Lederman a fost director al Laboratorului National Fermi (FNAL) de la Batavia (Illinois), unde functioneaza unul dintre cele mai mari acceleratoare de particule din lume.

Melvin SCHWARTZ

(n. 1932)

Fizician si industrias american, laureat al premiului Nobel in 1 988, impreuna cu L. M. Lederman si J. Steinberger

S-a nascut la 2 noiembrie 1932 in New York.

Isi face studiile la Universitatea Columbia din New York si — dupa obtinerea licentei, in 1953 — ramane in cadrul acestei universitati, urcand diferite trepte ale ierarhiei universitare, pana in 1966, cand este numit profesor la Universitatea Stanford, post pe care il detine pana in 1983. Dupa 1970 este si director al firmei Digital Pathways, cu profil de informatica, fiind si fondator al acesteia.

Melvin Schwartz este cel care a avut ideea privind producerea fasciculului de neutrini prin folosirea fasciculului de protoni, idee care a stat la baza experimentului realizat intre 1960 si 1962 la sincrotronul AGS de la Brookhaven.

Jack STEINBERGER

(n. 1921)

Fizician american de origine germana, laureat al premiului Nobel in 1988, impreuna cu L. M. Lederman si M. Schwartz.

S-a nascut la 25 mai 1921 in localitatea Bad Kissingen, Germania.

Este licentiat in chirnie la Universitatea din Chicago, dupa care — in timpul celui de-al doilea razboi mondial — studiaza fizica la Institutul de tehnologie din Massachusetts (MIT). Obtinand licenta in fizica in 1948, se intoarce la Chicago, unde studiaza miuonii produsi de radiatiile cosmice.

A fost profesor la Berkeley si la Universitatea Columbia din New York. Din 1968 a lucrat la Centrul European de Cercetari Nucleare (CERN) din Geneva, unde s-a ocupat de constructia detectorului ALEPH pentru noul accelerator LE1~ Rezultatele cercetarilor efectuate de L. M. Lederman si M. Schwartz, care au pus in evidenta existenta neutrinilor miuonici, 1-au determinat ulterior pe J. Steinberger sa continue la CERN studierea fortelor nucleare in cadrul „modelului standard” al particulelor elementare.

Cei trei fizicieni — L. M. Lederman, Melvin Schwartz si Jack Steinberger — au primit premiul Nobel pentru fizica in anul 1988 pentru lucrarile lor in domeniul fizicii neutrinilor, in special pentru descoperirea faptului ca neutrinii asociati rniuonilor sunt diferiti de neutrinii asociati electronilor.

Existenta neutrinului si a antiparticulei sale a fost mai intai presupusa de W Pauli (1930), pentru a putea explica dezintegrarea f3. Conform acestei teorii, radiatiile j3 sunt ernise ca urmare a unor reactii nucleare ce au loc in nucleul atomic.

Deci dezintegrarea f3 corespunde transformarii unui proton din nucleul atomic intr-un neutron, proces in urma caruia diferenta de energie este preluata de un pozitron rapid, expulzat din nucleu si de un neutrin electronic .

In mod asemanator, dezintegrarea f3 corespunde transformarii unuia din neutronii din nucleul atomic intr-un proton, proces insotit de expulzarea unui electron rapid (radiatia f3) si a unui antineutrin electronic .

Denumirea de „neutrin” apartine fizicianului italian E. Fermi (neutrino neutron mic).

Neutrinul si antiparticula lui, care apar in dezintegrarea j3 (numiti, din acest motiv, neutrin electronic si antineutrin electronic) sunt particule stabile. Datorita faptului ca nu au sarcina electrica si ca masa lor este foarte mica (de aproximativ 10 ori mai mica decat masa electronului!), acesti neutrini interactioneaza foarte slab cu materia si din acest motiv sunt foarte greu de detectat. Un flux de neutrini poate sa traverseze Pamantui de la un poi la aitui practic fara sa-si modifice intensitatea.

Studiul neutrinilor a devenit posibil numai dupa construirea acceleratoarelor de particule la energii foarte mari, capabile sa produca fluxuri suficient de intense de neutrini. M. Schwartz si — independent de ei — B. Pontecorvo au estimat, in 1960, ca pentru efectuarea unui experi-ment cu neutrini in cadrui caruia sa se observe cateva evenimente pe zi este necesara utilizarea unui detector cu masa de 10 t si producerea unui flux de neutrini de 5 000 neutrini/cm2 s, flux care s-ar putea obtine cu ajutorul unui fascicul de protoni avand intensitatea de 1012 protoni/s.

Experimentul a fost realizat in 1962 la Brookhaven, cu protoni accelerati la energia de 15 GeX care bombardau o tinta de beriliu si se generau astfel pioni; ia randul lor, acestia se dezintegrau in miuoni) si neutrini miuonici, respectiv antiparticulele acestora,

Neutrinii miuonici care apar in aceste procese au masa de 1O ori mai mare decat neutrinii electronici, ceea ce inseamna ca masa lor este comparabila cu cea a electronului si, din acest motiv, sunt mai usor detectabili. Ca detector a fost utiiizata o camera cu scantei. Aceasta contine mai multe placi metaiice subtiri carora li se aplica un puls de inalta tensiune la scurt timp dupa trecerea unei particule incarcate — in cazul acesta un miuon — care ionizeaza gazul dintre placi si, ca urmare, apare o descarcare in forma de scanteie de-a iungul traiectoriei particulei, scanteie ce poate fi fotografiata.

In experimentul realizat la Brookhaven s-au observat 113 astfel de evenimente in opt luni! Traiectoriile observate au fost atribuite miuonilor deoarece erau traiectorii lungi, spre deosebire de cele produse de electroni, care au un traseu scurt si nereguiat, ca urmare a disiparii rapide a energiei lor prin generarea asa-numitelor „dusuri” de particule secundare.

Experimentul a fost reluat dupa un an (1963) la CERN, de catre Simon Van der Meer, care a confirmat rezultatele obtinute la Brookhaven. Aceste rezultate sunt in concordanta cu teoria cunoscuta sub numeie de „modelul standard”, potrivit careia flecarui iepton (eiectron, mezon , taon ‘r) i se asociaza un neutrin, sugerandu-se astfel existenta unei structuri a materiei de tip lepton-quark: Astfel, conform modelului standard, materia este alcatuita din 6 ieptoni (electronul, miuonul, taonul si antiparticulele lor), 6 neutrini si 18 quarkuri (cele 6 quarkuri x 3 sarcini color fiecare = 18).

 

Hans Georg DEHMELT

  1. 1922)

 

Fizician american de origine germana, laureat al premiului Nobel in 1989, impreuna cu Wolfgang Paul si Norman F Ramsey

Hans Georg Dehmelt s-a nascut la Garlitz, Germania, in 9 septembrie 1922.

Student la Breslau (astazi orasul se numeste Wroclaw si se afla ixi Polonia), este incorporat in armata germana in timpul celui de-al doilea razboi mondial si facut prizonier de americani in 1945. Dupa eliberarea sa, in 1946, si-a continuat studiile la Gattingen, apoi in 1952 a plecat in S.U.A. In 1955 devine cadru didactic la Universitatea Washington, unde in 1961 este numit profesor titular si in acelasi an obtine cetatenia americana.

H. G. Dehmelt s-a facut cunoscut in comunitatea stiintifica internationala in urma elaborarii, in 1957, a unei metode de pompaj optic, numita in prezent „pompaj optic tip Dehmelt”, utilizata pentru studierea starilor fundamentale ale metalelor alcaline si pentru realizarea unor ceasuri atomice si magnetometre cu pompaj optic. De asemenea, a conceput si a utilizat pentru prima data tehnica fasciculelor incrucisate pentru detectia rezonantei magnetice prin modularea intensitatii radiatiei absorbite. E1 a utilizat primul sistemul numit „capcana lui Paul”, care permite trierea particulelor atomice in miscare dupa masa si sarcina lor electrica. Metoda utilizata de el este atat de precisa incat reuseste sa puna in evidenta si sa studieze un electron sau un pozitron izolat. H.G. Dehmelt, impreuna cu fizicienii W Nagurney si J. Sandberg, a realizat lucrari fundamentale in domeniul „spectroscopiei cu un singur ion”.

In 1989, el a primit premiul Nobel pentru flzica — in acelasi timp cu W Paul si N.F Ramsey —pentru lucrarile sale privind spectroscopia atomica de precizie

Wolfgang PAUL

(1913-1993)

Fizician german, laureat al premiului Nobel in 1989,in acelasi an cu H.G. Dehmelt si N. F Ramsey.

Wolfgang Paul s-a nascut in 10 august 1913 la Lorenzkirch, Saxonia, Germania.

Si-a facut studiile universitare la Munchen si la Berlin. Dupa obtinerea doctoratului la Technische Hochschule din Berlin, in 1939, devine profesor la Universitatea Gottingen (1944), iar din 1952 se transfera la Universitatea din Bonn, unde cumuleaza si functia de director al Institutului de fizica.

Este primul fizician care a imaginat in anii ‘50 un sistem fizic ce permite izolarea si imobilizarea atomilor ionizati. dupa 1970, aceasta metoda — numita „capcana lui Paul” — a fost utilizata pentru trierea particulelor atomice in miscare in functie de masa si sarcina lor electrica. Descoperirea lui a fost utilizata de Dehmelt pentru studierea electronului izolat.

W Paul are, de asemenea, lucrari de o importanta deosebita in domeniul spectroscopiei atomice de precizie, maserilor, determinarii orientarii unei navete in campul magnetic interplanetar si altele.

Pentru contributiile sale la dezvoltarea fizicii, el a primit premiul Nobel pentru flzica in 1989, impreuna cu H. G. Dehmelt si N.F Ramsey.

A murit la Bonn, Germania, in 7 decembrie 1993, in varsta de 80 de ani.

 

Nornian Foster RAMSEY

(n. 1915)

Fizician american, laureat al premiului Nobel in 1989,impreuna cu H.G. Dehmelt si W Paul

S-a nascut in 27 august 1915 la Washington, S.U.A.

Si-a facut studiile la Universitatea Columbia, dupa care a predat fizica si a intreprins cercetari in acest domeniu intr-o serie de universitati americane si britanice.

In timpul celui de-al doilea razboi mondial a participat, alaturi de alti fizicieni, la punerea la punct a radarului, pentru intarirea apararii antiaeriene.

La inceputul activitatii sale stiintifice, Ramsey s-a ocupat cu cercetari privind metoda fasciculelor moleculare si atomice, cercetari care au dus la realizarea celor mai precise ceasuri atomice (eroare de 1 s la 10 milioane de ani!), utilizate astazi ca etaloane de timp.

A fost ales membru al Academiei Nationale de stiinte a S.U.A. in 1952.

In 1960, impreuna cu Kleppner si Goldenberg, a realizat primul maser cu fascicule atomice de hidrogen, cu ajutorul caruia a efectuat masuratori privind structura hiperfina a spectrului hidrogenului s i — ulterior, prin metode asemanatoare — a spectrului deuteriului si tritiului. Spectroscopia atomica de precizie permite studierea starilor excitate sau fundamentale ale atomilor, spectrelor hiperfine ale acestora, determinarea momentelor atomice si nucleare si are aplicatii importante in realizarea ceasurilor atomice etalon, in constructia magnetometrelor cu pompaj optic .

Pentru contributiile sale la dezvoltarea spectroscopiei optice de precizie, N.F Ramsey a fost recompensat cu premiul Nobel pentru fizica in 1989, impreuna cu H.G. Dehmelt si W Paul.

Jerome Isaac FRIEDMAN

(n. 1930)

Fizician american, laureat al premiului Nobel in 1990,impreuna cu H.W Kendall si R.E. Taylor

S-a nascut la Chicago, S.U.A., in 1930.

Obtine licenta in fizica la Universitatea din Chicago in 1956, dupa care devine cercetator asociat la Universitatea Stanford (1957-1960) unde face cunostinta cu H. Kendall si R. Taylor. Din 1963 activeaza ca profesor asociat la lnstitutul de tehnologie din Massachusetts (MIT), iar in 1967 este numit profesor titular la catedra „William Coolidge” a LNS (Laboratorul de stiinte nucleare), apartinand aceluiasi institut. A fost director al LNS in perioada 1980-1983 si director al Departamentului de fizica al MIT intre 1983 si 1988.

Este membru al Academiei americane de stiinte si arte.

Premiul Nobel pentru fizica, pe care 1-a primit in anul 1990, recompenseaza cerc~tarile efectuate, intre 1967 si 1973, impreuna cu H. Kendall si R. Taylor, 1a acceleratorul liniar de la Stanford si care au avut ca rezultat demonstrarea experimentala a existentei quarkurilor, prezisa teoretic in 1964 de catre M. Gell-Mann si G. Zweig.

Friedman este si coautor al descoperirii incalcarii legii conservarii paritatii in dezintegrarea mezonilor .

 

Henry Way KENDALL

(n. 1926)

Fizician american, laureat al premiului Nobel in 1 990,impreuna cu J. Friedman si R.E.Taylor

S-a nascut in 1926 la Boston, S.U.A.

Isi face studiile la Institutul de tehnologie din Massachusetts (MIT), al carui licentiat devine in 1955, in specialitatea fizica nucleara. Lucreaza in cercetare, din 1954 pana in 1956, in cadrul acestui institut, dupa care se muta la Laboratorul de energii inalte de la Stanford, unde ramane pana in 1961, cand se intoarce la MIT, fiind numit profesor la o catedra de fizica in

1967.

In anii ‘80, in calitate de membru fondator al Union of Concerned Scientists, a luat o atitudine extrem de critica fata de pozitia administratiei americane privind initiativa de aparare strategica. Este membru al Asociatiei pentru controlul armamentului.

Pentru activitatea sa pacifista a primit premiul „Leo Szilard” si premiul Societatii „Bertrand Russell” in 1982.

A primit premiul Nobel pentru fizica in 1990, ca recompensa pentru cercetarile efectuate intre 1967 si 1973 la acceleratorul liniar de la Stanford, impreuna cu J. Friedman si R. Taylor, cercetari care au condus la confirmarea experimentala a existentei quarkurilor.

Richard Edward TAYLOR

(n. 1929)

Fizician canadian, laureat al premiului Nobel in 1990,impreuna cu J. I. Friedman si H. W Kendall

S-a nascut in 2 noiembrie 1929 in oraselul Medicine Hat, statul Alberta, Canada. Bunicul lui dupa tata era un dulgher originar din Irlanda de Nord, iar bunica, scotiana.

Mama lui se nascuse in America, fiind fiica unor emigranti din Norvegia, deveniti fermieri in Alberta.

Avand inclinatii catre fizica experimentala, intra la Universitatea Alberta, unde face studii

in acest domeniu si pe care o absolva in 1952. In 1958 este trimis impreuna cu un grup de

fizicieni pentru un stagiu de trei ani in Franta, la Centrul de cercetari nucleare de la Orsay. In

1961 se intoarce in America (S.U.A.) si lucreaza un timp la Lawrence Radiation Laboratory

(Berkeley, California). Obtine doctoratul in fizica in 1962 la Universitatea Stanford si intre

1962 si 1968 participa la cercetarile efectuate la Stanford Linear Accelerator Center (SLAC).

In 1970 este numit profesor de fizica la Universitatea Stanford, dupa care, in 1971, obtinand

o bursa de cercetare, merge pentru un an la CERN — Geneva. Intre 1982 si 1986 este director

a1 programului de cercetari (director stiintific) la SLAC, iar din 1990 conduce cercetarile

efectuate la noul accelerator de particule construit la Hamburg, in Germania.

Premiul Nobel pentru fizica, pe care 1-a primit in 1990, se datoreaza cercetarilor efectuate in comun cu J.I. Friedman si H.W Kendall la SLAC, Stanford, intre 1967 si 1973, cercetari care au demonstrat existenta quarkurilor.

Cercetarile teoretice intreprinse de Murray Gell-Mann impreuna cu G. Zweig, care urmareau sa gaseasca o explicatie a multitudinii de particule asa-zise elementare (aproape 200!), au

condus la concluzia ca multe din ele (mai exact hadronii, in categoria carora intra mezonii x si K, nucleonii si hiperonii) trebuie sa fie particule compuse din subparticule, botezate quarkuri , carora li se atribuie sarcini electrice fractionare: e fiind sarcina electrica elementara.

Experimentul efectuat la SLAC, imaginat si condus de J.I. Friedman, H.W Kendall si R. E. Taylor, trebuia sa verifice daca protonul are o structura interna. Cei trei au preluat, la o alta scara, ideea experimentului lui Rutherford, de sondare a nucleului atomic prin ciocnirea lui cu particule incarcate; in experimentul lor, tinta era protonul (nucleul atomului de hidrogen), iar ca proiectile erau folositi electronii accelerati la energii inalte, intre 4 si 21 Ge.Asemenea energii se puteau obtine numai cu ajutorul noului accelerator liniar de la Stanford (cu o lungime a instalatiei de accelerare de 3 kni!), iar drept tinta s-a folosit hidrogenul lichid si deuteriul lichid. Experimentul a fost extrem de diflcil pentru ca trebuiau deterrninate energia de recul si unghiurile de imprastiere ale electronilor care ciocneau cu o violenta deosebita protonii — tinta.

Rezultatele obtinute au confirrnat ca, intr-adevar, protonul are o structura interna proprie si ca particulele sale constituente, numite quarkuri, au o sarcina electrica egala cu o fractiune a sarcinii electrice elementare, care, pana la aceasta descoperire, era considerata ca fiind indivizibila.