Δευτέρα, 19 Νοεμβρίου 2018

Σαν σήμερα ... 1990, πέθανε ο Ρώσος πυρηνικός φυσικός Georgy Flerov.


Georgy Nikolayevich Flerov

Σαν σήμερα, στις 19 Νοεμβρίου 1990, πέθανε στη Μόσχα ο διακεκριμένος Ρώσος πειραματικός φυσικός Georgy Nikolayevich Flerov (Γκεόργκι Νικολάιεβιτς Φλερόφ) (ρωσ. Гео́ргий Никола́евич Флёров).
Ο Flerov είναι γνωστός για την ανακάλυψη της αυθόρμητης (πυρηνικής) σχάσης (spontaneous fission) και για τη συμβολή του στη φυσική των θερμικών αντιδράσεων. 

Ο Georgy Flerov γεννήθηκε στις 2 Μαρτίου 1913 στο Rostov-on-Don. Γονείς του ήταν ο Nikolai Michailovich Flerov και η Elizaveta Pavlovna.
Από το 1929 ως το 1931 εργάστηκε ως εργάτης και ηλεκτρολόγος σε επιχειρήσεις της πόλης του. Την περίοδο 1932-1933 μετακινήθηκε στο Λένινγκραντ (σήμερα Αγία Πετρούπολη) όπου εργάστηκε ως ηλεκτρολόγος-πυρομετρητής στο εργοστάσιο όπλων "Krasnyi putilovets".

Με τη μητέρα του και τον αδελφό του.

Το 1933 ο νεαρός Flerov στάλθηκε στο Leningrad Polytechnic Institute (Πολυτεχνείο του Λένινγκραντ) (τώρα γνωστό με το όνομα Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University) για να σπουδάσει στα τμήματα μηχανικής και φυσικής. Εδώ ειδικεύτηκε στη θερμική φυσική και στην πειραματική πυρηνική φυσική. Το 1937 κι ενώ ακόμη σπούδαζε, μετακινήθηκε για ερευνητική εργασία στο Εργαστήριο του Igor KurchatovΚάτω από την καθοδήγηση του Kurchatov, ο Flerov ολοκλήρωσε την διπλωματική του εργασία που ήταν σχετική με τη διερεύνηση της αλληλεπίδρασης νετρονίων διαφορετικών ενεργειών που προέρχονταν από διαφορετικούς πυρήνες. Για να αποκτούν τα νετρόνια την απαιτούμενη ενέργεια, ο Flerov επινόησε έναν έξυπνο τρόπο να τα επιβραδύνει τοποθετώντας τα μέσα σε κατάλληλα θερμαινόμενο λάδι.


Ο Georgy Flerov το 1940.

Το 1938 ο Flerov ξεκίνησε να εργάζεται ως βοηθός ερευνητής στο εργαστήριο του Kurchatov, στο Leningrad Polytechnic Institute. Από την αρχή της επιστημονικής του καριέρας, ο Flerov απέδειξε ότι ήταν ένας λαμπρός πειραματικός φυσικός, δείχνοντας εξαιρετική επιμονή και σταθερότητα στην επίλυση δύσκολων προβλημάτων της πυρηνικής φυσικής.
Την εποχή εκείνη πολλοί επιστήμονες ενδιαφέρονταν να δείξουν αν ήταν δυνατή μια  αλυσιδωτή πυρηνική αντίδραση. Ο Flerov με τη συνεργασία του L.I. Rusinov  προσπάθησαν να πραγματοποιήσουν πειραματικά την αλυσιδωτή σχάση του ουρανίου. Αν και τότε δεν τα κατάφεραν, τα αποτελέσματα που κατέγραψαν ήταν πολύ σημαντικά και αποτέλεσαν τη βάση για τη μετέπειτα μεγάλη πειραματική έρευνα του Flerov.

Ο Georgy Flerov (στη μέση) με τον Δανό φυσικό Sven Bjornholm
(δεξ.) στο Joint Institute (1/11/1966, alamy photo).

Στη συνέχεια, προέκυψε το ζήτημα της διερεύνησης της σχάσης φυσικών ισοτόπων του ουρανίου (ουράνιο-238, ουράνιο-235 και ουράνιο-234) υπό την επίδραση νετρονίων διαφορετικής ενέργειας. 
Το 1940, ο Flerov σε συνεργασία με τον Konstantin Petrzhak ανέλαβαν σειρά πειραμάτων που τους επέτρεψαν να παρακολουθήσουν ένα νέο είδος πυρηνικού μετασχηματισμού, την αυθόρμητη σχάση του ουρανίου. Αυτή η θεμελιώδης ανακάλυψη που έκαναν οι σοβιετικοί επιστήμονες συμπεριλήφθηκε σε εγχειρίδια και μονογραφίες και αποδείχτηκε η αφετηρία για το νέο πεδίο της πυρηνικής φυσικής.


Ο Georgy Flerov (αριστ.) στον εορτασμό για τα 70 χρόνια του, 
στο Ινστιτούτο Joint.

Το 1941 κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, υπηρέτησε ως υπολοχαγός στην σοβιετική αεροπορία, στην αεροπορική βάση Yoshkar-Ola.
Το Δεκέμβριο του 1941 πήγε ως βοηθός ερευνητής στο Kazan Physical and Technical Institute (Φυσικό και Τεχνολογικό Ινστιτούτο του Καζάν). Ευρισκόμενος εκεί, υπέβαλε στην  Ακαδημία Επιστημών της ΕΣΣΔ που τότε είχε μεταφερθεί στο Καζάντις ιδέες του για τη σημασία της διερεύνησης των αλυσιδωτών αντιδράσεων ταχέων νετρονίων πριν από τους σοβιετικούς ακαδημαϊκούς A. IoffeP. Kapitsa και άλλους φυσικούς.
Τον Απρίλιο του 1942 κι ενώ υπηρετούσε στο στρατό, έγραψε μία επιστολή μέσω του Kurchatov προς τον Ιωσήφ Στάλιν, όπου επισήμαινε την σιωπή που υπήρχε από τις  Ηνωμένες Πολιτείες, τη Μεγάλη Βρετανία και τη Γερμανία σχετικά με το ζήτημα της  πυρηνικής σχάσης. Η προτροπή του Flerov να "χτίσουν χωρίς καθυστέρηση τη βόμβα του ουρανίου", οδήγησε τελικά στην ανάπτυξη του σοβιετικού σχεδίου για την ατομική βόμβα.

Ο Georgy Flerov στο γραφείο του με το
πορτραίτο του Igor Kutchatov από πάνω του
(13/11/1986, alamy photo).

Από το τέλος του 1942 ο Flerov εργάστηκε με τον Kurchatov και συνέβαλε σε μεγάλο βαθμό στις έρευνες που είχαν στόχο την ενίσχυση της ρωσικής άμυνας και τη δημιουργία  του προγράμματος πυρηνικών όπλων της Σοβιετικής Ένωσης.
Μέχρι το 1945 εργάστηκε ως κύριος ερευνητής στο Εργαστήριο Ν2 (σήμερα Ινστιτούτο  Kurchatovτης Ακαδημίας Επιστημών της ΕΣΣΔ, όπου στη συνέχεια έγινε διευθυντής μέχρι το 1949.
Το 1949 έλαβε το διδακτορικό του στη Φυσική και τα Μαθηματικά.
Από το 1949 μέχρι το 1957 ήταν διευθυντής του Ινστιτούτου Ατομικής Ενέργειας  της Ακαδημίας Επιστημών της ΕΣΣΔ.
Το 1951 ανέπτυξε μεθόδους καταγραφής νετρονίων και γ ακτινοβολίας σε δεξαμενές πετρελαίου.
Από το 1953 το επιστημονικό ενδιαφέρον του Flerov στράφηκε εξ ολοκλήρου στη νέα κατεύθυνση της πυρηνικής φυσικής, σχετικά με τη διερεύνηση της σύγκρουσης σύνθετων πυρήνων και του θεμελιώδους προβλήματος της σύνθεσης νέων στοιχείων.

Georgy Flerov και Y. T. Oganessian το 1989 στο Ινστιτούτο Joint.

Το 1956 ξεκίνησε μια σειρά πειραμάτων που είχαν στόχο τη σύνθεση του άγνωστου τότε στοιχείου με ατομικό αριθμό 102 (Νομπέλιο). Την ίδια χρονιά έγινε μέλος του επιστημονικού συμβουλίου του Ινστιτούτου Joint για την Πυρηνική Έρευνα.
Η νέα κατεύθυνση που είχε πάρει η ερευνητική προσπάθεια του Flerov, έχοντας επιτυχημένα αποτελέσματα και με την θερμή υποστήριξη του ακαδημαϊκού Kurchatov,  αποφασίστηκε να επεκταθεί στην έρευνα δεσμών βαρέων ιόντων.


(Από αριστ.) K.A. Petrzak (Ινστιτούτο Radium VG Khlopin),
Y.T.Oganesyan και Georgy Flerov στο FLNR (3/2/1988).

Για το σκοπό αυτό, στις 20 Μαΐου του 1957 ιδρύθηκε το Εργαστήριο Πυρηνικών Αντιδράσεων (LNR), ένα από τα σημαντικότερα εργαστήρια του Ινστιτούτου Joint στη Dubna και ο Flerov ανέλαβε διευθυντής, όπου και παρέμεινε μέχρι το 1989. Σήμερα το εργαστήριο φέρει το όνομά του - Εργαστήριο Πυρηνικών Αντιδράσεων Flerov (FLNR). Η βάση λειτουργίας του εργαστηρίου ήταν ο επιταχυντής που κατασκευάστηκε ειδικά για την επιτάχυνση δεσμών βαρέων ιόντων.
Ήδη από το 1953-1955 ήταν σαφές στον Flerov ότι η έρευνα με βαρέα ιόντα δεν ήταν δυνατό να αναπτυχθεί στο μέγιστο βαθμό χωρίς κάποια νέα και ειδική εγκατάσταση. Έχοντας απορρίψει τους γραμμικούς επιταχυντές επέλεξε την κατασκευή ενός  κύκλοτρου ως την καλύτερη μέθοδο για την επιτάχυνση βαρέων ιόντων. Έτσι, ήδη το 1960, στο εργαστήριο πυρηνικών ερευνών της Dubna τέθηκε σε λειτουργία ο επιταχυντής βαρέων ιόντων, ένα κύκλοτρο με μαγνήτη διαμέτρου 310 εκατοστών.

O Georgy Flerov (αριστ.) με τον Ρώσο θεωρητικό φυσικό 
N. Bogolubov (δεξ.).

Το 1958 ο Flerov διατύπωσε την ιδέα της ταυτοποίησης των νέων υπερουράνιων στοιχείων που είχαν συντεθεί κατά τις διάφορες αυθόρμητες σχάσεις. Από το 1962 μέχρι το 1967 συνέθεσε τα στοιχεία με ατομικούς αριθμούς 104 (Ραδερφόρδιο) πρώτα και 103  Λωρένσιο) μετά. Σ' αυτή την περίοδο συνέθεσε και πέντε ισότοπα του στοιχείου με ατομικό αριθμό 102. 
Το 1970 συνθέτει το στοιχείο με ατομικό αριθμό 105 (Ντούμπνιο). Το 1971 προσπαθεί να υλοποιήσει την ιδέα για την παραγωγή πυρηνικών φίλτρων χρησιμοποιώντας επιταχυνόμενα βαρέα ιόντα.
Το 1974 και 1975 συνθέτει τα στοιχεία με ατομικούς αριθμούς 106 (Σιμπόργκιο) και 107 (Μπόριο), αντίστοιχα.


Προτομή του Georgy Flerov στην Dubna.

Παράλληλα με την σύνθεση βαρέων στοιχείων και για να βοηθήσει αυτή τη διαδικασία, ο Flerov ασχολήθηκε με τη συνεχή ανάπτυξη και βελτίωση του συγκροτήματος του επιταχυντή του εργαστηρίου. Έτσι είχαμε την εξέλιξη του κύκλοτρου τύπου U-200 σε U-300 (έναρξη στις 9 Σεπτεμβρίου 1960), για να φτάσει στο U-400 (έναρξη στις 31 Δεκεμβρίου 1978). Σημαντικός συνεργάτης του σε μεγάλο μέρος αυτής της διαδικασίας ήταν ο διακεκριμένος φυσικός, Y. T. Oganessian.

Μαζί με την επίλυση θεμελιωδών προβλημάτων της πυρηνικής φυσικής, ο Flerov έδωσε μεγάλη προσοχή και στις διάφορες εφαρμογές αυτής. Από το 1969 ήταν πρόεδρος του Επιστημονικού Συμβουλίου της Ακαδημίας Επιστημών της ΕΣΣΔ για την εφαρμογή μεθόδων πυρηνικής φυσικής σε άλλα επιστημονικά πεδία. Διετέλεσε μέλος διαφόρων επιστημονικών συμβουλίων της Ακαδημίας Επιστημών και των συντακτικών συμβουλίων επιστημονικών περιοδικών.

Ο Georgy Flerov πέθανε στη Μόσχα από ξαφνική ασθένεια, σε ηλικία 77 ετών. Τάφηκε στο κοιμητήριο Novodevichy της Μόσχας.


Αναμνηστικός φάκελος του Ρωσικού Ταχυδρομείου (21-1-2013)
για την 100στή επέτειο γέννησης του G. Flerov
.

Στη διάρκεια της ζωής του αλλά και μετά τον θάνατό του, ο Georgy Flerov τιμήθηκε με τα σπουδαιότερα βραβεία της Σοβιετικής Ένωσης και της Ρωσίας. Το Ινστιτούτο Joint της Dubna έχει καθιερώσει βραβείο με το όνομά του από το 1992. Το βραβείο δίνεται κάθε 2 ή 3 χρόνια σε επιστήμονες με εξαιρετικές εργασίες στην πυρηνική φυσική.

Στις 30 Μαΐου 2012 η IUPAC ονόμασε προς τιμή του Flerov το στοιχείο με ατομικό αριθμό 114 ως Flerovium (Φλερόβιο). Το στοιχείο αυτό είχε συντεθεί στο εργαστήριο της Dubna το 1998.

  • Ένα βίντεο με τίτλο "Λευκό Αρχιπέλαγος - Η βόμβα του ακαδημαϊκού Flerov" (στα ρωσικά, 31').
  • Άρθρο στο περιοδικό CHEMISTRY WORLD για την δημιουργία νέων χημικών στοιχείων. 

Σάββατο, 17 Νοεμβρίου 2018

Σαν σήμερα ... 1902, γεννήθηκε ο θεωρητικός φυσικός Eugene Wigner.


Eugene Paul Wigner

Σαν σήμερα, στις 17 Νοεμβρίου 1902, γεννήθηκε ο Eugene Paul Wigner (
Γιουτζίν Πολ Γουίγκνερ) στη Βουδαπέστη της τότε Αυστροουγγρικής Αυτοκρατορίας με το όνομα Wigner Jenő Pál (ουγγρικά-Γουίγκνερ Γένο Πολ). Πατέρας του ήταν ο βυρσοδέψης Anthony Wigner και μητέρα του η Elisabeth Einhorn. Η οικογένεια ήταν Εβραίοι της μεσαίας τάξης. Είχε μια μεγαλύτερη αδερφή την Bertha και μια μικρότερή του την Margit, γνωστή ως Manci, που αργότερα παντρεύτηκε τον πολύ γνωστό Βρετανό θεωρητικό φυσικό Paul Dirac.


Ο E. P. Wigner με την οικογένειά του το 1910.

Ο νεαρός Γένο διδάχθηκε  τα πρώτα μαθήματα στο σπίτι από έναν επαγγελματία δάσκαλο  μέχρι την ηλικία των 9 ετών, οπότε και πήγε κατευθείαν στην τρίτη δημοτικού. Από τα πρώτα χρόνια ανέπτυξε ένα ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τα μαθηματικά προβλήματα.
Παρακολούθησε το Γυμνάσιο Fasori Evangélikus Gimnázium όπου η θρησκευτική εκπαίδευση ήταν υποχρεωτική. 
Στο ίδιο γυμνάσιο, μια τάξη μικρότερος ήταν ο János von Neumann
Και οι δύο ωφελήθηκαν πολύ από τη διδασκαλία ενός χαρισματικού καθηγητή των μαθηματικών, László Rátz.


Η τάξη που αποφοίτησε το 1919. Ο Eugene Wigner είναι
στην πρώτη γραμμή, τρίτος από δεξιά.

Το 1919 αποφοίτησε από το γυμνάσιο και γράφτηκε στο Budapest University of Technical Sciences (Πανεπιστήμιο Τεχνολογικών Επιστημών της Βουδαπέστης), γνωστό ως Műegyetem. Επειδή δεν ήταν ευχαριστημένος με τα μαθήματα εκεί, την επόμενη χρονιά γράφτηκε στην Technische Hochschule του Βερολίνου (το σημερινό Πολυτεχνείο του Βερολίνου), όπου σπούδασε χημικός μηχανικός. Παράλληλα, παρακολουθούσε τα απογευματινά σεμινάρια της Γερμανικής Φυσικής Εταιρείας όπου δίδασκαν προσωπικότητες όπως οι Max PlanckMax von LaueRudolf LadenburgWerner HeisenbergWalther NernstWolfgang Pauli και Albert Einstein. Εκεί ο Γουίγκνερ  συνάντησε τον συμπατριώτη του φυσικό Leó Szilárd που έγινε αμέσως ο καλύτερος φίλος του.
Στο Βερολίνο εργάστηκε στο "Kaiser Wilhelm Ινστιτούτο Φυσικοχημείας και Ηλεκτροχημείας" (μετέπειτα "Ινστιτούτο Fritz Haber") όπου συνάντησε τον μετέπειτα μέντορά του καθηγητή  Michael Polanyi, που επόπτευσε και τη διδακτορική διατριβή του, με τίτλο "Bildung und Zerfall von Molekülen" ("Σχηματισμός και διάσπαση των μορίων").


Ο Γουίγκνερ με τον Χάιζεμπεργκ το 1928.

Με το τέλος των σπουδών του ο Γουίγκνερ επέστρεψε στη Βουδαπέστη, όπου εργάσθηκε στο βυρσοδεψείο του πατέρα του. 
Το 1926, δέχθηκε την προσφορά του Αυστριακού φυσικού Karl Weissenberg και πήγε να δουλέψει μαζί του στο Ινστιτούτο Φυσικής Κάιζερ Γουλιέλμου στο Βερολίνο, ασχολούμενος με την κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ, για ένα εξάμηνο.
Στη συνέχεια, τα δύο επόμενα εξάμηνα, βρέθηκε βοηθός του καθηγητή Richard Becker. Αυτή την περίοδο ήταν που ήρθε για πρώτη φορά σ' επαφή με την κβαντομηχανική, μέσα από τη δουλειά του Erwin Schrödinger.


Αναμνηστική πλάκα για τον Γουίγκνερ στο Πολυτεχνείο του Βερολίνου.

Το επόμενο διάστημα δέχτηκε την πρόταση του Arnold Sommerfeld να εργασθεί στο Πανεπιστήμιο του Göttingen ως βοηθός του μεγάλου μαθηματικού David Hilbert, αλλά σύντομα απογοητεύτηκε από αυτή τη συνεργασία. Έτσι, μελέτησε ανεξάρτητα και έθεσε τα θεμέλια για τη θεωρία των συμμετριών στην κβαντομηχανική, εισάγοντας το 1927 αυτό που σήμερα  είναι γνωστό ως Πίνακας D του Γουίγκνερ.

Το 1930 αποδέχτηκε θέση λέκτορα στο Πανεπιστήμιο Princeton για ένα έτος με μισθό επταπλάσιο από αυτόν που είχε στην Ευρώπη. Ταυτόχρονα το Πρίνστον προσέλαβε  τον φίλο του von Neumann. Τα επόμενα χρόνια μέχρι το 1936, μισό χρόνο εργαζόταν στο  Princeton και τον άλλο μισό στην Technische Hochschule του Βερολίνου.


Ο Eugene Wigner με την τρίτη σύζυγό του Eileen Clare-Patton (Pat) Hamilton
στην 32η συνάντηση των κατόχων Νόμπελ στο Lindau, το 1982.

Το 1936, μετακινήθηκε στο Πανεπιστήμιο του Wisconsin. Εκεί παντρεύτηκε την πρώτη του σύζυγο, την Amelia Frank, που ήταν φοιτήτρια της Φυσικής. Ωστόσο ο πρόωρος θάνατός της το 1937 άφησε τον Γουίγκνερ σε άσχημη ψυχική κατάσταση. Έτσι, το 1938 δέχτηκε την πρόσκληση από το Πρίνστον και επέστρεψε εκεί. 
Στις 8 Ιανουαρίου 1937 ο Γουίγκνερ απέκτησε την αμερικανική υπηκοότητα. 

Στις 2 Αυγούστου 1939 ο Γουίγκνερ συνέστησε στον Αϊνστάιν τον Leó Szilárd με αποτέλεσμα πολύ σύντομα να υπάρξει η περίφημη επιστολή η οποία ζητούσε από τον Πρόεδρο των ΗΠΑ Φράνκλιν Ρούζβελτ να αρχίσει αυτό που έγινε γνωστό ως "Πρόγραμμα Μανχάταν", δηλαδή την ανάπτυξη ατομικών όπλων.

Στις 4 Ιανουαρίου 1941, ο Γουίγκνερ παντρεύτηκε τη δεύτερη σύζυγό του Mary Annette Wheeler, που ήταν καθηγήτρια Φυσικής στο Vassar College. Παρέμειναν μαζί μέχρι το θάνατό της, το Νοέμβριο του 1977 και απέκτησαν δύο παιδιά, τον David και την Martha.

Αναμνηστικό γραμματόσημο της Ουγγαρίας για τον Wigner.

Ο Γουίγκνερ συμμετείχε στο Πρόγραμμα Μανχάταν, επικεφαλής μιας ομάδας που περιελάμβανε τους Alvin WeinbergKatharine WayGale Young και Edward Creutz. Στόχος της ομάδας ήταν να σχεδιάσει τους «παραγωγικούς αντιδραστήρες» που θα μετέτρεπαν ουράνιο σε πλουτώνιο για χρήση σε πυρηνικά όπλα. Τότε δεν είχε ακόμα επιτευχθεί η αυτοσυντηρούμενη αλυσιδωτή αντίδραση και πολύ περισσότερο η κατασκευή πυρηνικού αντιδραστήραΤον Ιούλιο του 1942 ο Γουίγκνερ επέλεξε ένα συντηρητικό σχέδιο υδρόψυκτου αντιδραστήρα των 100 MW, με γραφίτη ως επιβραδυντή νετρονίων. Ο Γουίγκνερ ήταν παρών στο Σικάγο στις 2 Δεκεμβρίου 1942, όταν ο πρώτος πυρηνικός αντιδραστήρας στην ιστορία πέτυχε μία αυτοσυντηρούμενη αλυσιδωτή πυρηνική αντίδραση.  Ο Γουίγκνερ δεν μετάνιωσε για τη συμμετοχή του στο Πρόγραμμα Μανχάταν και κάποτε ευχήθηκε η ατομική βόμβα να ήταν έτοιμη ένα χρόνο νωρίτερα.


Paul Dirac (είχε παντρευτεί την αδελφή του Wigner) και Eugene Wigner.

Στις αρχές του 1946 ο Γουίγκνερ δέχθηκε μία θέση διευθυντή ερευνών στο Εργαστήριο  Clinton (το σημερινό Oak Ridge National Laboratory), στο Oak Ridge του Τενεσί. Ένα χρόνο περίπου αργότερα, τον Αύγουστο του 1947, παραιτήθηκε από τη θέση και επέστρεψε στο Πανεπιστήμιο Princeton, διατηρώντας μόνο ένα ρόλο συμβούλου στο εργαστήριο του Oak Ridge.

Το 1960 ο Γουίγκνερ δημοσίευσε ένα κλασικό πλέον άρθρο στη φιλοσοφία των μαθηματικών και της φυσικής, με τίτλο "Η αδικαιολόγητη αποτελεσματικότητα των μαθηματικών στις φυσικές επιστήμες" ("The Unreasonable Effectiveness of Mathematics in the Natural Sciences"). Εκεί υποστήριζε ότι η βιολογία και η συνείδηση μπορεί να αποτελούν τις γενέτειρες των φυσικών εννοιών, όπως τις αντιλαμβάνονται οι άνθρωποι, και ότι η ευχάριστη σύμπτωση πως τα μαθηματικά και η φυσική ταίριαξαν τόσο καλά, φαινόταν «αδικαιολόγητη» και δυσερμήνευτη.

13 Δεκεμβρίου 1963: O Eugene Wigner με τον παλιό συμμαθητή του
Gábor Kornél Tolnai και τις οικογένειές τους.

Το 1963 ο Γουίγκνερ μοιράστηκε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής "για τη συνεισφορά του στη θεωρία του ατομικού πυρήνα και των στοιχειωδών σωματιδίων, ιδίως μέσω της ανακάλυψης και εφαρμογής βασικών αρχών συμμετρίας". Το άλλο μισό βραβείο μοιράστηκαν η Maria Goeppert Mayer και o J. Hans D. Jensen "για τις ανακαλύψεις τους σχετικά με τη δομή του πυρηνικού κέλυφους".
Ο Γουίγκνερ τότε δήλωσε ότι δεν είχε ποτέ σκεφθεί την πιθανότητα να συμβεί αυτό, προσθέτοντας: "Δεν περίμενα ποτέ να δω το όνομά μου στις εφημερίδες χωρίς να έχω διαπράξει κάτι διεστραμμένο".

(Lindau 1968) Ο Eugene Wigner (μέσον) με τον Werner Heisenberg
και την Maria Goeppert-Mayer.

Ο Γουίγκνερ συνέλαβε και το νοητικό πείραμα κβαντομηχανικής που έμεινε γνωστό ως "Ο φίλος του Γουίγκνερ" ("Wigner's friend"), μία επέκταση της Γάτας του Σρέντινγκερ. Το πείραμα του Γουίγκνερ θέτει το ερώτημα: "Σε ποιο στάδιο της πειραματικής διαδικασίας λαμβάνει χώρα μία μέτρηση;" Ο Γουίγκνερ σχεδίασε το πείραμα για να φωτίσει το πώς πίστευε ότι η συνείδηση είναι απαραίτητη στις κβαντομηχανικές διαδικασίες μέτρησης.

Το 1979, ο Γουίγκνερ παντρεύτηκε την τρίτη του σύζυγο, Eileen Clare Pat Hamilton, που ήταν χήρα του φυσικού Donald Ross Hamilton, πρώην πρύτανη του Princeton.


Το εξώφυλλο του βιβλίου με τις αναμνήσεις του.

Το 1992, σε ηλικία 90 ετών, ο Γουίγκνερ σε συνεργασία με τον Andrew Szanton  δημοσίευσε τις αναμνήσεις του στο βιβλίο με τίτλο "The Recollections of Eugene P. Wigner" ("Οι αναμνήσεις του Γιουτζίν Π. Γουίγκνερ").

Ο Γιουτζίν Γουίγκνερ πέθανε από πνευμονία, την 1η Ιανουαρίου 1995, στο  Πανεπιστημιακό Ιατρικό Κέντρο του Princeton, σε ηλικία 92 ετών.

Στη διάρκεια της ζωής του, εκτός από το βραβείο Νόμπελ, τιμήθηκε με μια σειρά βραβείων για ένα έργο που υπήρξε πολύ πλούσιο και σημαντικό. Το όνομά του δόθηκε στον αστεροειδή 75570 Jenowigner, που ανακαλύφθηκε την πρώτη νύχτα του 21ου αιώνα

Edward Teller και Eugene Wigner το 1975.

Φωτογραφικό υλικό για τον Γιουτζίν Γουίγκνερ  ΕΔΩ.

Βιογραφία του Γιουτζίν Γουίγκνερ από την Ακαδημία Επιστημών της Ουγγαρίας.

Συνέντευξη του Γιουτζίν Γουίγκνερ στους Charles Weiner και Jagdish Mehra για το Oral History Interviews του American Institute of Physics (AIP), στις 30 Νοεμβρίου 1966. 

Η ομιλία (Γερμανικά) του Γιουτζίν Γουίγκνερ το 1982 στο Lindau, στην 32η  συνάντηση των κατόχων βραβείου Νόμπελ (πλούσιο φωτογραφικό υλικό).

Πέμπτη, 15 Νοεμβρίου 2018

Σαν σήμερα ... 1959, πέθανε ο Σκωτσέζος φυσικός C. T. R. Wilson.


Charles Thomson Rees Wilson

Σαν σήμερα, στις 15 Νοεμβρίου 1959, πέθανε ο Charles Thomson Rees (C.T.R.) Wilson στο  Εδιμβούργο της Σκωτίας. Ο Wilson είναι περισσότερο γνωστός για τον θάλαμο που φέρει το όνομά του (cloud chamber Wilson, θάλαμος νέφους Ουίλσον) και χρησιμοποιείται στη μελέτη της ραδιενέργειας, των ακτίνων Χ, των κοσμικών ακτίνων και άλλων πυρηνικών φαινομένων.   

Ο  Wilson γεννήθηκε στις 14 Φεβρουαρίου 1869, στην  ενορία του Glencorse, νότια του Εδιμβούργου της Σκωτίας. 
Ο πατέρας του, John Wilson, ήταν αγρότης κτηνοτρόφος. Οι πρόγονοί του ήταν επίσης αγρότες για πολλές γενιές, προερχόμενοι από τα νότια της Σκωτίας. Μητέρα του ήταν η  Annie Clerk Harper.
Σε ηλικία τεσσάρων ετών έχασε τον πατέρα του και η μητέρα του με την οικογένεια μετακόμισε στο Μάντσεστερ.


Ο C. T. R. Wilson το 1889 (αρχείο της Royal Society). 

Εκεί, αρχικά εκπαιδεύτηκε σε ιδιωτικό σχολείο και αργότερα γράφτηκε στο Owen'College (το σημερινό Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ). Θέλοντας να σπουδάσει γιατρός, ο Wilson ξεκίνησε με βιολογία. Έχοντας πάρει μια αρχική υποτροφία το 1888, προτίμησε να συνεχίσει στο Κέιμπριτζ (Sidney Sussex College), απ’ όπου πήρε το πτυχίο του το 1892. 
Στη διάρκεια των σπουδών του στο Κέιμπριτζ έδειξε ενδιαφέρον για τις φυσικές επιστήμες. Είναι πιθανόν, στην απόφασή του να εγκαταλείψει τελικά την ιατρική, να έπαιξε ρόλο και ο Balfour Stewart, καθηγητής Φυσικής στο Owen College εκείνη την εποχή

Στα τέλη του καλοκαιριού του 1894, ο Wilson ευρισκόμενος στο αστεροσκοπείο στην κορυφή Ben Nevis, ενός από τα υψηλότερα βουνά της Σκωτίας, είχε την ευκαιρία να θαυμάσει την ομορφιά των «coronas» («κορώνες») και των "glories" (οπτικά φαινόμενα από τη δημιουργία χρωματιστών δαχτυλιδιών γύρω από σκιές που περιβάλλουν την ομίχλη και τα σύννεφα), με αποτέλεσμα να αποφασίσει να προκαλέσει την αναπαραγωγή αυτών των φαινομένων στο εργαστήριο, κάτι που κατάφερε στις αρχές του 1895. 
(Σ’ ένα άρθρο του 1959, ο ίδιος θυμάται "Αναμφίβολα, όλη η επιστημονική μου δουλειά προήλθε από πειράματα στα οποία οδηγήθηκα απ’ ό,τι είδα το δεκαπενθήμερο στο Ben Nevis").


Το εργαστήριο του Wilson στο Κολέγιο Sidney Sussex.

Μετά από εργαστηριακή δουλειά λίγων μηνών στο Εργαστήριο Cavendish και μέσα από την προσεκτική και διεισδυτική παρατήρησή του κατέληξε στο συμπέρασμα ότι οι λίγες σταγόνες που εμφανίζονταν ξανά και ξανά, κάθε φορά που αύξανε έναν όγκο υγρού, χωρίς σκόνη αέρα, ήταν αποτέλεσμα συμπύκνωσης γύρω από τους πυρήνες που δεν σταματούσαν να παράγονται - ίσως τα ιόντα να ήταν αυτά που προκαλούσαν την "υπολειπόμενη" αγωγιμότητα της ατμόσφαιρας.
Το 1896 διεξήγαγε ένα σημαντικό πείραμα. Άφησε μια ποσότητα υγρού αέρα να διασταλεί μέσα σε ένα δοχείο. H διαστολή μείωσε την θερμοκρασία, με αποτέλεσμα ο αέρας να μην μπορεί να συγκρατήσει όλη την υγρασία. H περίσσεια εμφανίσθηκε ως σταγονίδια νερού, τα οποία σχημάτισαν ένα μικρό νέφος. Με αυτό τον τρόπο διαπίστωσε ότι η παρουσία σωματιδίων σκόνης ή ιόντων ευνοεί τον σχηματισμό σταγονιδίων νερού και επομένως και νεφών. 


Δημιουργία ενός ηλιακού "glory". 


Στην πορεία των πειραμάτων του, ο Wilson σκέφθηκε ότι η ακτινοβολία υψηλής ενέργειας θα παράγει ιόντα κατά την διέλευση της μέσα από την ατμόσφαιρα. Αν ο αέρας μέσα στο δοχείο του ήταν εντελώς απαλλαγμένος από σκόνη, θα μπορούσε να αυξήσει σε μεγάλο βαθμό την υγρασία του, χωρίς να σχηματισθούν σταγονίδια νερού, αφού δεν θα υπήρχαν σωματίδια σκόνης για να χρησιμεύσουν ως «πυρήνες» υγροποίησης. Αν τώρα διέλθει από τον θάλαμο ένα σωματίδιο υψηλής ενέργειας και ο θάλαμος υποστεί διαστολή, θα σχηματισθούν σταγονίδια νερού γύρω από τα ιόντα που θα έχουν δημιουργηθεί από την διέλευση του σωματιδίου. Έτσι θα είναι δυνατός όχι μόνο ο εντοπισμός του σωματιδίου αλλά και ο προσδιορισμός της τροχιάς του. Τέλος, τοποθετώντας αυτό το θάλαμο νέφωσης μέσα σε ένα μαγνητικό πεδίο, η καμπύλωση της τροχιάς του σωματιδίου θα δείξει την φύση του ηλεκτρικού του φορτίου και θα δώσει πληροφορίες για τη μάζα του. O θάλαμος θα μπορεί επίσης να δείξει τις συγκρούσεις σωματιδίων με μόρια και άλλα σωματίδια και να δώσει πληροφορίες για τα γεγονότα που συμβαίνουν πριν και μετά την σύγκρουση.

Φοιτητές του Εργαστηρίου Cavendish το 1897.
Από τους όρθιους, 2ος από αριστερά ο CTR Wilson.
3ος από δεξιά (καθισμένος) ο καθηγητής J. J. Thomson.

Στις αρχές του 1896, αυτή η υπόθεση του Wilson ενισχύθηκε, μετά από την έκθεση του πρωτόγονου "cloud chamber"  ("θαλάμου νέφους") που είχε φτιάξει, σε ακτινοβολία Χ, που πρόσφατα είχε ανακαλυφθεί από τον Röntgen. Η τεράστια αύξηση της συμπύκνωσης τύπου "βροχής" ταίριαξε θαυμάσια με την παρατήρηση που είχαν κάνει ο Thomson με τον McClelland, αμέσως μετά την ανακάλυψη του Röntgen, ότι ο αέρας γινόταν αγώγιμος με τη διέλευση των ακτίνων Χ.

Κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού του 1896, διαπιστώθηκε στα σίγουρα από τον Thomson και τον Rutherford ότι η αγωγιμότητα οφειλόταν πράγματι στον ιονισμό του αερίου. Έτσι, δεν υπήρχε πλέον καμία αμφιβολία ότι τα ιόντα στα αέρια μπορούσαν να ανιχνευθούν και να φωτογραφηθούν. Αυτό πρακτικά σήμαινε, ότι θα υπήρχε η δυνατότητα στους ερευνητές να μελετούν τις φωτογραφίες με την ησυχία τους.

Εικόνες από θάλαμο νέφους που πήρε ο Wilson το 1912:
(α) ιονισμού, που παράγεται από κυλινδρική δέσμη ακτίνων Χ με διάμετρο
περίπου 2 mm, που διέρχεται από δεξιά προς τα αριστερά και
(β) μεγενθυμένες διαδρομές ιόντων, που σχηματίζονται με ακτίνες Χ
(αρχείο της Royal Society)
.

Στο τέλος του ίδιου έτους, ο Wilson τοποθετήθηκε ως Clerk Maxwell Student (είδος υποτροφίας) για τρία χρόνια, ενώ για έναν επιπλέον χρόνο απασχολήθηκε από το Μετεωρολογικό Συμβούλιο στην έρευνα για την ατμοσφαιρική ηλεκτρική ενέργεια. Αυτό του επέτρεψε να αφιερώσει όλο το χρόνο του σ’ αυτό το διάστημα, στην έρευνα του θαλάμου νεφών. Το μεγαλύτερο μέρος του έργου του για τη συμπεριφορά των ιόντων ως πυρήνες συμπύκνωσης πραγματοποιήθηκε στο διάστημα 1895-1900, ενώ μετά από τότε, οι άλλες του απασχολήσεις - κυρίως διδασκαλία - τον εμπόδισαν να προχωρήσει στην ανάπτυξη του θαλάμου νέφους.

Το 1908, ο Wilson παντρεύτηκε τη Jessie Fraser και απέκτησαν δύο γιους και δύο κόρες.

Στις αρχές του 1911, ήταν ο πρώτος που είδε και φωτογράφισε τα ίχνη μεμονωμένων άλφα- (α) και βήτα- (β) σωματιδίων και ηλεκτρονίων. (Τα τελευταία περιγράφονταν από αυτόν ως «μικρά σκουπίδια και κλωστές από σύννεφα»).
Το γεγονός αυτό προκάλεσε μεγάλο ενδιαφέρον, καθώς τα ίχνη των α-σωματιδίων ήταν ακριβώς όπως τα είχε περιγράψει ο WHBragg σε κάποια δημοσίευσή του πριν από μερικά χρόνια.

Η "αφρόκρεμα" των φυσικών στη συνάντηση του Solvay, το 1927.
Ο Wilson διακρίνεται στην πρώτη σειρά, 2ος από δεξιά.

Βέβαια, έπρεπε να έρθει το 1923 για να τελειοποιηθεί ο θάλαμος και να μπορέσει ο ίδιος να γράψει δύο καταπληκτικές εργασίες με εικόνες, όπου φαίνονταν ίχνη ηλεκτρονίων.


Η τεχνική του Wilson ακολουθήθηκε αμέσως με εκπληκτική επιτυχία σε όλα τα μέρη του κόσμου. Στο Κέιμπριτζ, από τον Blackett (ο οποίος το 1948 πήρε το βραβείο Νόμπελ  εξαιτίας της περαιτέρω ανάπτυξης του θαλάμου νέφους και των ανακαλύψεών του) και τον Kapitsa, στο Παρίσι, από την Irène Curie και τον Auger, στο Βερολίνο, από τον  Bothe, την Meitner και τον Philipp Lenard, στο Λένινγκραντ (τώρα Αγ. Πετρούποληαπό τον Skobelzynστο Τόκιοαπό τον Kikuchi.

Το 1927 μοιράστηκε το Νόμπελ Φυσικής με τον Arthur Compton "για την μέθοδό του να κάνει τα ίχνη των ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων να είναι ορατά με τη συμπύκνωση υδρατμών". Μέχρι το 2016 ήταν ο μοναδικός Σκωτσέζος με Νόμπελ στη Φυσική. (Το 2016 πήρε επίσης Νόμπελ στη Φυσική ο Σκωτσέζος J. Michael Kosterlitz).

Θάλαμος νέφους του 1911, από το Εργαστήριο Cavendish του Κέιμπριτζ.

Μερικές από τις σημαντικότερες ανακαλύψεις που έγιναν με τη χρήση του θαλάμου Wilson ήταν: 
  • η επίδειξη της ύπαρξης ηλεκτρονίων ανάκρουσης Compton (σκέδαση Compton)
  • η ανακάλυψη του ποζιτρονίου από τον Άντερσον
  • η οπτική επίδειξη των διαδικασιών "δημιουργίας ζεύγους" ("pair creation" - "δίδυμος γένεση") ποζιτρονίου - ηλεκτρονίου και "εξαφάνισης" ("annihilation") ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων από τους Blackett και Occhialini,
  • η μεταστοιχείωση των ατομικών πυρήνων που διεξήχθη από τους Cockcroft και Walton
Έτσι, η παρατήρηση του Ράδερφορντ ότι ο θάλαμος νέφους ήταν "το πιο πρωτότυπο και υπέροχο όργανο στην επιστημονική ιστορία" ήταν πλήρως δικαιολογημένη.

O C. T. R. Wilson στην αυλή του Εργαστηρίου Cavendish.

Το 1900, ο Wilson έγινε καθηγητής στο Κολέγιο Sidney Sussex και λέκτορας στο  Πανεπιστήμιο Κέιμπριτζ.
Από τότε και ως το 1918 ήταν υπεύθυνος για την διδασκαλία της πειραματικής φυσικής στο Εργαστήριο Cavendish, σε προηγμένο επίπεδο
Εκτός από το πειραματικό έργο του στο Εργαστήριο Cavendish, πραγματοποίησε παρατηρήσεις (1900-1901) σχετικά με την ατμοσφαιρική ηλεκτρική ενέργεια (κυρίως στην περιοχή του Peebles στη Σκωτία).
Το 1913 διορίστηκε παρατηρητής της Μετεωρολογικής Φυσικής στο Παρατηρητήριο Ηλιακής Φυσικής και το μεγαλύτερο μέρος των ερευνών του, τόσο στα ίχνη σωματιδίων ιονισμού, όσο και στις ηλεκτρικές καταιγίδες, πραγματοποιήθηκε εκεί.
Το 1918 διορίστηκε καθηγητής (reader) στην Ηλεκτρική Μετεωρολογία και το 1925, καθηγητής Φυσικής Φιλοσοφίας στην Έδρα Jackson. 
Το 1900 εκλέχτηκε μέλος της Βασιλικής Εταιρείας και ο ίδιος σύλλογος τον τίμησε με το Μετάλλιο Hughes το 1911, το Βασιλικό Μετάλλιο το 1922 και το Μετάλλιο Copley το 1935.

Η Φιλοσοφική Εταιρεία του Κέιμπριτζ του απένειμε το βραβείο Χόπκινς το 1920 και η Βασιλική Εταιρεία του Εδιμβούργου το βραβείο Cunning το 1921, ενώ το Ινστιτούτο  Franklin του απένειμε το Μετάλλιο Howard Potts το 1925.


Αναμνηστική πλάκα για τον Wilson στο Crosshouse Farm,
κοντά στον τόπο που γεννήθηκε.

Μετά τη συνταξιοδότησή του, ο Wilson μετακόμισε στο Εδιμβούργο και στη συνέχεια, στην ηλικία των 80 ετών, στο χωριό Carlops, κοντά στη γενέτειρά του στην αγροικία  Crosshouse, στο Glencorse. Ωστόσο, στην διάρκεια αυτών των χρόνων η ζωή του δεν ήταν κενή. Ο C.T.R. όπως τον ονόμαζαν οι φίλοι και οι συνάδελφοί του, διατηρούσε κοινωνικές επαφές, πραγματοποιώντας ένα εβδομαδιαίο ταξίδι με λεωφορείο προς την πόλη για να γευματίσει μαζί τους. 
Από επιστημονική άποψη, ήταν ενεργός μέχρι το τέλος, ολοκληρώνοντας το χειρόγραφο που είχε υποσχεθεί από παλαιότερα πάνω στη θεωρία του ηλεκτρισμού των καταιγίδων (Έκδοση από τη Royal SocietyΛονδίνο, Αύγουστος 1956).


Σκίτσο του C. T. R. Wilson από την Carola Spaeth Hauschka.

C.T.R. Wilson πέθανε σε ηλικία 90 ετών, ανάμεσα στα μέλη της οικογένειάς του.

κρατήρας Wilson στην σελήνη έχει ονομαστεί προς τιμή του.

Όλο το αρχείο του C. T. R. Wilson στο Πανεπιστήμιο του Aberdeen. Το αρχείο προσφέρθηκε στο πανεπιστήμιο από την κόρη τουJessie Wilson, το 1995.

Κείμενο του Malcolm Longair με τίτλο "C.T.R. Wilson and the cloud chamber" ("Ο C.T.R. Wilson και ο θάλαμος νέφους")  (Astroparticle Physics, Τόμος 53, Ιανουάριος 2014, σελίδες 55-60).