Πέμπτη, 30 Απριλίου 2020

Σαν σήμερα ... 1897, ο J. J. Thomson ανακοίνωσε την ανακάλυψη του ηλεκτρονίου.



Σαν σήμερα, στις 30 Απριλίου 1897, ο Βρετανός φυσικός Joseph John Thomson (Τζόζεφ Τζον Τόμσον) ανακοίνωσε την ύπαρξη ενός νέου σωματίου, για το οποίο αργότερα καθιερώθηκε το όνομα "ηλεκτρόνιο". Η ανακοίνωση έγινε κατά τη διάρκεια μιας από τις καθιερωμένες απογευματινές ομιλίες της Παρασκευής στο Royal Institution (Βασιλικό Ίδρυμα) στο Λονδίνο.
Ο Thomson είπε στο ακροατήριό του ότι, νωρίτερα τον ίδιο χρόνο, είχε κάνει μια εκπληκτική ανακάλυψη. Βρήκε ένα σωματίδιο της ύλης χίλιες φορές μικρότερο από το άτομο. Εκείνος το αποκάλεσε "corpuscle", που σημαίνει "μικρό σώμα, σωμάτιο".

Αν και ο Thomson ήταν καθηγητής Πειραματικής Φυσικής και διευθυντής του Εργαστηρίου Cavendish στο Πανεπιστήμιο του Cambridge (1884-1919) και ένας από τους πιο σεβαστούς επιστήμονες στη Μεγάλη Βρετανία, οι επιστήμονες που παρευρίσκονταν στην εκδήλωση δυσκολεύτηκαν να πιστέψουν αυτό που άκουσαν εκείνο το απόγευμα. Μέχρι τότε ο επιστημονικός κόσμος πίστευε ότι το  άτομο ήταν το μικρότερο και αδιαίρετο μέρος της ύλης που θα μπορούσε να υπάρχει.
Παρ' όλα αυτά όμως, το ηλεκτρόνιο ήταν το πρώτο στοιχειώδες σωματίδιο που ανακαλύφθηκε.

Καθοδικός σωλήνας (klouras.chem.upatras)

Για μεγάλο μέρος της καριέρας του, ο Thomson εργάστηκε μελετώντας εργαστηριακά την ηλεκτρική αγωγιμότητα των αερίων σε αερόκενους σωλήνες. 

Το 1897 ανέφερε ότι οι "καθοδικές ακτίνες" ήταν στην πραγματικότητα αρνητικά φορτισμένα σωματίδια σε κίνηση. Υποστήριξε ότι τα φορτισμένα σωματίδια ζύγιζαν πολύ λιγότερο από το ελαφρύτερο άτομο και ήταν στην πραγματικότητα συστατικά των ατόμων.
Ας πάμε όμως λίγο πίσω στον χρόνο.
Το 1895, ο Γάλλος φυσικός Jean Perrin (Ζαν Περέν) είχε διαπιστώσει ότι οι καθοδικές ακτίνες έφεραν αρνητικό φορτίο. Τον Ιανουάριο του 1897, ο Γερμανός φυσικός Emil Wiechert (Έμιλ Βίσερτ) κατέγραψε μια περίεργη μέτρηση που έδειχνε ότι ο λόγος της μάζας των καθοδικών ακτίνων προς το φορτίο τους ήταν πάνω από χίλιες φορές μικρότερος από τον λόγο της μάζας τους προς το μικρότερο φορτισμένο άτομο.
Την ίδια περίοδο, ο Γερμανός φυσικός Philipp Lenard (Φίλιπ Λέναρντ) πειραματιζόταν βομβαρδίζοντας ένα μεταλλικό φύλλο με καθοδικές ακτίνες  που είχαν περάσει μέσα από διαφορετικά αέρια. Είχε καταλήξει στο συμπέρασμα, ότι αν οι καθοδικές ακτίνες ήταν σωματίδια, θά 'πρεπε να είναι πολύ μικρά. 

Σωλήνες Geissler (αερόκενοι σωλήνες) από κατάλογο της 
εταιρείας "Chicago Laboratory Supply and Scale Company" (1898).
(φωτογραφία από American Institute of Physics)

Ο J.J. Thomson μελέτησε με επιμέλεια τις εργασίες των συναδέλφων του, επανέλαβε τα πειράματά τους, σχεδίασε κάποια καινούρια πειράματα με προσοχή, συγκέντρωσε τα δεδομένα και στη συνέχεια έκανε ένα πολύ τολμηρό άλμα. Διατύπωσε την υπόθεση ότι οι καθοδικές ακτίνες δεν είναι απλά υλικά σωματίδια, αλλά στην πραγματικότητα αποτελούν τα δομικά στοιχεία του ατόμου: είναι η πολυπόθητη βασική μονάδα όλης της ύλης στο σύμπαν.

Ο Thomson κατέληξε σ' αυτό το συμπέρασμα μέσα από τρία πειράματα που έκανε.
Το πρώτο ήταν παραλλαγή ενός πειράματος του 1895 από τον Jean Perrin. Ο Perrin είχε καταλήξει στο συμπέρασμα ότι οι καθοδικές ακτίνες μετέφεραν ποσότητα ηλεκτρικού φορτίου. 
Ο Thomson ήθελε να δει αν, κάμπτοντας τις ακτίνες με μαγνήτη, μπορούσε να χωρίσει το φορτίο από τις ακτίνες. Διαπίστωσε ότι όταν οι ακτίνες περνούσαν μέσα από μια ειδική σχισμή που είχε φτιάξει στο εσωτερικό του σωλήνα, το ηλεκτρόμετρο, που είχε τοποθετήσει κατάλληλα, μετρούσε μια μεγάλη ποσότητα αρνητικού φορτίου. Αντίθετα, το ηλεκτρόμετρο δεν κατέγραφε πολύ ηλεκτρικό φορτίο, εάν οι ακτίνες ήταν λυγισμένες και γι' αυτό δεν περνούσαν από την σχισμή. Το πιο σημαντικό για τον Thomson ήταν ότι: δεν μπορούσε να διαχωριστεί το ηλεκτρικό φορτίο από τις ακτίνες.   

Η συσκευή καθοδικών ακτίνων που χρησιμοποίησε 
ο Τόμσον στο 1ο του πείραμα.
(J.J. Thomson, "Cathode Rays," The London, Edinburgh, and
Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science,
Fifth Series, October 1897, p. 295)

Μέχρι τότε, όλες οι προσπάθειες των φυσικών είχαν αποτύχει όταν προσπαθούσαν να "λυγίσουν" (εκτρέψουν) τις καθοδικές ακτίνες από ένα ηλεκτρικό πεδίο. Στο δεύτερο πείραμά του ο Thomson είχε την ιδέα να αφαιρέσει προσεκτικά όλο τον αέρα από τον καθοδικό σωλήνα. Ήταν κάτι πολύ δύσκολο, αλλά το αποτέλεσμα τον δικαίωσε: διαπίστωσε ότι οι καθοδικές ακτίνες εκτρέπονταν από την εφαρμογή ηλεκτρικού πεδίου.

Από τα δύο πειράματα ο Thomson συμπέρανε: "Δεν διαπιστώνω κάποια αλλαγή στο μέχρι τώρα συμπέρασμα ότι (οι καθοδικές ακτίνες) είναι φορτία αρνητικού ηλεκτρισμού, που μεταφέρονται από σωματίδια ύλης". Και συνέχισε, "Τι είναι αυτά τα σωματίδια; Είναι άτομα, ή μόρια, ή ύλη σε ακόμα λεπτότερη κατάσταση υποδιαίρεσης;"

Το τρίτο πείραμα του Thomson προσπάθησε να καθορίσει τις βασικές ιδιότητες των σωματιδίων. Αν και δεν μπορούσε να μετρήσει άμεσα τη μάζα ή το ηλεκτρικό φορτίο ενός τέτοιου σωματιδίου, θα μπορούσε να μετρήσει πόσο οι ακτίνες εκτρέπονταν από ένα μαγνητικό πεδίο και πόση ενέργεια μετέφεραν. Από αυτά τα δεδομένα θα μπορούσε να υπολογίσει το λόγο της μάζας ενός σωματιδίου προς το ηλεκτρικό του φορτίο (m/e). 
Πειραματιζόμενος μ' αυτό το στόχο, συνέλεξε δεδομένα χρησιμοποιώντας μια μεγάλη ποικιλία αερόκενων σωλήνων και χρησιμοποιώντας διαφορετικά αέρια.

Η συσκευή καθοδικών ακτίνων που χρησιμοποίησε 
ο Τόμσον στο 2ο του πείραμα.
(J.J. Thomson, "Cathode Rays," The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical
 Magazine and Journal of Science, Fifth Series, October 1897, p. 296)

Τα αποτελέσματα ήταν εκπληκτικά. Ακριβώς όπως Εmil Wiechert είχε αναφέρει νωρίτερα εκείνο το έτος, ο λόγος της μάζας προς το φορτίο (για τις καθοδικές ακτίνες) ήταν πολύ μικρότερος από τον αντίστοιχο λόγο ενός φορτισμένου ατόμου υδρογόνου, περισσότερο από χίλιες φορές μικρότερος. Έτσι, παρουσιαζόταν το δίλημμα: Ή οι καθοδικές ακτίνες μετέφεραν ένα τεράστιο ηλεκτρικό φορτίο (σε σύγκριση μ' ένα φορτισμένο άτομο), ή αλλιώς ήταν πολύ ελαφριές, είχαν πολύ μικρή μάζα σε σχέση με το φορτίο τους.  

Η απάντηση στο δίλημμα δόθηκε από τον Philipp Lenard. Πειραματιζόμενος με το πώς οι καθοδικές ακτίνες διαπερνούν τα αέρια, έδειξε ότι εάν οι καθοδικές ακτίνες ήταν μόρια, έπρεπε να έχουν μάζα πάρα πολύ μικρότερη από τη μάζα οποιουδήποτε ατόμου. Η απόδειξη δεν φαινόταν να είναι πειστική. Αλλά τα διαφορετικά πειράματα που ακολούθησαν από άλλους στα δύο επόμενα χρόνια, κατάφεραν να καταγράψουν μια τιμή για την ποσότητα του ηλεκτρικού φορτίου (e) και επιβεβαίωσαν το παραπάνω αξιοσημείωτο συμπέρασμα.
Μετά από αυτά, ο Thomson ανακοίνωσε την εικασία ότι "στις καθοδικές ακτίνες έχουμε ύλη σε μια νέα κατάσταση, μια κατάσταση κατά την οποία η υποδιαίρεση της ύλης πάει πολύ πέρα από την συνηθισμένη κατάσταση των αερίων: μια κατάσταση στην οποία όλη η ύλη... (είναι φτιαγμένη) από το ίδιο είδος˙ αυτή η ύλη αποτελεί την ουσία από την οποία  είναι δομημένα όλα τα χημικά στοιχεία."

Ο J. J. Thomson στο γραφείο του στο Εργαστήριο Cavendish.
(φωτογραφία από American Institute of Physics)

Μετά τα πειράματα που έκανε ο Thomson το 1897, κατέληξε σε τρεις εικασίες (υποθέσεις) για τις καθοδικές ακτίνες:
  • Οι καθοδικές ακτίνες είναι φορτισμένα σωματίδια (που τα ονόμασε "corpuscles").
  • Αυτά τα corpuscles είναι συστατικά του ατόμου.
  • Αυτά τα corpuscles είναι τα μοναδικά συστατικά του ατόμου.
Όπως είναι φανερό, οι εικασίες του Thomson αντιμετωπίστηκαν με αρκετό σκεπτικισμό. Η δεύτερη και η τρίτη εικασία ήταν ιδιαίτερα αμφιλεγόμενες (η τρίτη αποδείχθηκε λανθασμένη). Χρόνια αργότερα θυμόταν ο Thomson: "Στην αρχή υπήρχαν πολύ λίγοι που πίστευαν στην ύπαρξη αυτών των σωμάτων που ήταν μικρότερα από τα άτομα. Μάλιστα, μου ειπώθηκε πολύ αργότερα από ένα διακεκριμένο φυσικό που παρευρισκόταν στην ομιλία μου στο Royal Institution, ότι νόμιζε πως αστειευόμουν (αγγλική έκφραση "I had been pulling their legs")".


Ο Thomson καθισμένος στο γραφείο του σπιτιού του
διαβάζει εφημερίδα (1897). Η καρέκλα στην οποία 
κάθεται ανήκε στον James Clerk Maxwell.
(φωτογραφία από American Institute of Physics)

Η λέξη "ηλεκτρόνιο" ("electron") που επινόησε ο George Johnstone Stoney το 1891, είχε χρησιμοποιηθεί για να δηλώσει την ποσότητα ηλεκτρικού φορτίου που διαπιστώθηκε σε πειράματα κατά τα οποία ηλεκτρικό ρεύμα περνούσε μέσα από χημικές ουσίες. Υπό αυτή την έννοια, ο όρος χρησιμοποιήθηκε από τον Joseph Larmor, συμφοιτητή του J.J. Thomson στο Cambridge. Ο  Larmor επινόησε μια θεωρία για το ηλεκτρόνιο σύμφωνα με την οποία αποτελούσε δομικό στοιχείο του "αιθέρα" (το αόρατο ρευστό με ελαστικές ιδιότητες που προτάθηκε ως υπόστρωμα για το φως και άλλα ηλεκτρικά φαινόμενα). Όμως η θεωρία του Larmor δεν περιέγραφε το ηλεκτρόνιο ως μέρος του ατόμου. 
Το 1897 ο Ιρλανδός φυσικός George Francis Fitzgerald, ανηψιός του Stoney, πρότεινε την άποψη ότι τα  corpuscles του Thomson ήταν πραγματικά "ελεύθερα ηλεκτρόνια", έχοντας κατά νου το είδος του "ηλεκτρονίου" που περιγραφόταν από τη θεωρία του Larmor και διαφωνώντας στην πραγματικότητα με τις εικασίες του Thomson. 

Φοιτητές του καθηγητή E.J. Routh στο Πανεπιστήμιο Cambridge
το 1879. Ο Thomson στέκεται όρθιος, στο μέσο της πόρτας.
Όρθιος, στο αριστερό άκρο, στέκεται ο Joseph Larmor.
 

Σταδιακά οι επιστήμονες δέχτηκαν την πρώτη και τη δεύτερη εικασία του Thomson, αν και με κάποιες λεπτές αλλαγές στο νόημά τους. Τα πειράματα του Thomson, του Lenard και άλλων κατά τη διάρκεια του κρίσιμου έτους 1897 δεν ήταν αρκετά για να ξεπεράσουν τις αβεβαιότητες. Η πραγματική κατανόηση απαιτούσε πολλά περισσότερα πειράματα τα επόμενα χρόνια.
Στον απόηχο του έργου του Thomson το 1897, οι θεωρίες για το άτομο πολλαπλασιάστηκαν. Το ερώτημα που μπήκε ήταν: αν ο Thomson είχε βρει το ενιαίο δομικό συστατικό όλων των ατόμων, πώς θα μπορούσαν να δομούνται τα άτομα από τα corpuscles;
Τον Μάρτιο 1904, ο Thomson πρότεινε ένα μοντέλο, που ονομάστηκε "plum pudding"("πουτίγκα δαμάσκηνο") ή "raisin cake" ("σταφιδόψωμο"). Σύμφωνα με αυτό το μοντέλο, το άτομο αποτελείται από ένα νέφος θετικού φορτίου δίχως μάζα, μέσα στο οποίο υπάρχει ένα σμήνος από χιλιάδες μικροσκοπικά, αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια (corpuscles). Τα ηλεκτρόνια είναι τόσα στον αριθμό ώστε το συνολικό φορτίο του ατόμου να είναι μηδέν και να εξασφαλίζεται έτσι η ηλεκτρική του ουδετερότητα. 
Βέβαια αργότερα το 1911, ήρθε ο Ernest Rutherford, πρώην φοιτητής του Thomson, που πρότεινε μια δομή για το άτομο που έμοιαζε με μικροσκοπικό ηλιακό σύστημα, το "πλανητικό" μοντέλο. 

Το ατομικό μοντέλο του "σταφιδόψωμου".

Σήμερα, στον J.J. Thomson πιστώνεται η ανακάλυψη του ηλεκτρονίου (αν και για χρόνια ο ίδιος επέμενε να τα ονομάζει "corpuscles") και στον Stoney η σύλληψη της ιδέας και το όνομα.

To 1906 o J.J. Thomson έλαβε το Νόμπελ Φυσικής "σε αναγνώριση των μεγάλων πλεονεκτημάτων από τις θεωρητικές και πειραματικές έρευνές του σχετικά με την αγωγιμότητα του ηλεκτρισμού μέσα από αέρια".
  • O J.J. Thomson μιλά για το μέγεθος του ηλεκτρονίου το 1934 (απόσπασμα ηχογραφημένης ομιλίας του Thomson 37'').
  • Η ομιλία του J.J. Thomson μετά την απονομή του Νόμπελ Φυσικής.
  • Η εργασία που δημοσίευσε ο J.J. Thomson στο Philosophical Magazine, 44, 293 (1897).
  • Βίντεο από την Kathy για την ανακάλυψη του ηλεκτρονίου (αγγλικά, 10:37).
  • Άρθρο "Η πορεία της ανακάλυψης του ηλεκτρονίου" από το Physics4u.
  • Μια παρέμβαση από τον Χαράλαμπο Κασωτάκη  με τίτλο "Τα "Ιστορικά" Λάθη Των σχολικών βιβλίων.. Φυσική Γενικής Γ ΛΥΚΕΙΟΥ Το μοντέλο του Thomson" μέσα από το ylikonet.
Πηγή: Today in Science History, American Institute of Physics

Τετάρτη, 29 Απριλίου 2020

Σαν σήμερα... 1894, γεννήθηκε η Αυστριακή πυρηνικός φυσικός Marietta Blau.


 Marietta Blau

Σαν σήμερα, στις 29 Απριλίου 1894, γεννήθηκε στη Βιέννη η Marietta Blau (Μαριέτα Μπλάου), πρωτοπόρος στην πειραματική έρευνα της πυρηνικής φυσικής.    
Προερχόταν από μεσοαστική εβραϊκή οικογένεια και είχε μεγαλώσει σε μια περιοχή της Βιέννης όπου ζούσαν πολλοί Εβραίοι, όπως οι οικογένειες του Sigmund Freud και της Lise Meitner. Ο πατέρας της ήταν δικηγόρος και μουσικός εκδότης.

Ολοκλήρωσε το Γυμνάσιο Θηλέων που διατηρούσε στη Βιέννη η Ένωση για την Διαρκή Εκπαίδευση των Γυναικών (Association for the Extended Education of Women) και πήρε το Matura (απολυτήριο δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης) με διάκριση. Σπούδασε Φυσική και Μαθηματικά στο Πανεπιστήμιο της Βιέννης από το 1914 μέχρι το 1918, σε μια εποχή που οι περισσότεροι άνδρες είχαν κληθεί για υπηρεσία στο στρατό (Α' παγκόσμιος πόλεμος). Τον Μάρτιο του 1919 πήρε το διδακτορικό της που ήταν σχετικό με την απορρόφηση των ακτίνων γάμμα. Εκείνη την εποχή η ζωή στην Αυστρία είχε γίνει δύσκολη λόγω της εξαθλίωσης από τη διάλυση της Αυστροουγγαρίας και, ιδιαίτερα για τους Εβραίους, λόγω του αυξανόμενου αντισημιτισμού. 

Το Radiuminstitut της Βιέννης τη δεκαετία του '20.

Τα επόμενα δύο χρόνια η Blau εργάστηκε στη Γερμανία ασχολούμενη με προβλήματα που συνδέονταν με τις ακτίνες Χ, πρώτα σε μια βιομηχανική εταιρεία και στη συνέχεια στο Πανεπιστήμιο της Φρανκφούρτης. Αυτή την περίοδο η Blau εργάστηκε για πρώτη φορά στην ιατρική φυσική, καθοδηγώντας τους γιατρούς με βάση τις θεωρητικές και πρακτικές μελέτες της ακτινολογίας και των ακτινογραφιών. Και οι δύο θέσεις,  αργότερα  θα αποδεικνύονταν σημαντικές για την καριέρα της, όταν απασχολήθηκε με τη θεραπεία του καρκίνου, εργαζόμενη με συσκευές που έκαναν χρήση ραδιενεργών ουσιών.

Το 1923 επέστρεψε στη Βιέννη για να φροντίσει τη μητέρα της και άρχισε να εργάζεται στο Radiuminstitut (Institut für Radiumforschung) χωρίς μισθό. Εκείνη την εποχή το Ινστιτούτο ήταν ένα από τα τρία πιο σημαντικά ερευνητικά κέντρα για την ραδιενέργεια.
Το Radiuminstitut ήταν ένα ερευνητικό ινστιτούτο στη Βιέννη που είχε ιδρυθεί το 1910, μετά τις ανακαλύψεις της Marie Curie, από τον πλούσιο δικηγόρο Karl Kupelwieser και είχε ως αντικείμενο την έρευνα των ραδιενεργών στοιχείων. Εκείνη την εποχή δεν ήταν ασυνήθιστο για φυσικούς να εργάζονται σε εθελοντική βάση, δίχως πληρωμή, μιας και η Ακαδημία Επιστημών της Αυστρίας δεν είχε αρκετά κεφάλαια για τους μισθούς τους. Αυτό μπορεί να ήταν ένας από τους λόγους για τους οποίους ένα εξαιρετικά υψηλό ποσοστό των ατόμων που εργάζονταν στο Radiuminstitut ήταν γυναίκες. Πολλές από αυτές τις γυναίκες υποστηρίζονταν οικονομικά από τις οικογένειές τους, όπως ακριβώς και η  Marietta Blau. 

Ο Hans Pettersson στο Radiuminstitut το 1925.

Εκείνη την εποχή τα σωματίδια που εκπέμπονταν σε πυρηνικές αντιδράσεις μπορούσαν να ανιχνευθούν μόνο με τη μέθοδο του σπινθηρισμού (scintillation method). Αυτή η πρακτική στηριζόταν στο γεγονός ότι οι ραδιενεργές ακτίνες προκαλούσαν σπινθηρισμούς (αναβοσβησίματα) σε ειδικές οθόνες που μπορούσαν να παρατηρηθούν και μετρηθούν. Μόνο που οι μετρήσεις δεν ήταν αξιόπιστες. 
Τότε, στο Radiuminstitut εργαζόταν ο Σουηδός θαλάσσιος επιστήμονας (ωκεανογράφος)  Hans Pettersson, που ζήτησε από την Blau να διερευνήσει κατά πόσο η επίδραση των ραδιενεργών ακτίνων σε φωτογραφικό γαλάκτωμα θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση αυτών των ακτίνων. 
Το 1925 η Blau δημοσίευσε στα Γερμανικά την πρώτη της εργασία με τίτλο "Über die photographische Wirkung natürlicher H-Strahlen" ("Σχετικά με την φωτογραφική επίδραση των φυσικών ακτίνων Η") που απαντούσε στην ερώτηση του Pettersson. (Οι ακτίνες Η είναι δέσμες πυρήνων υδρογόνου, δηλαδή πρωτόνια).

Η Marietta Blau το 1927 στο εργαστήριό της.

Τα επόμενα χρόνια δημοσίευσε πολλές εργασίες σχετικά με το φωτογραφικό αποτέλεσμα και την ποσοτικοποίηση των παρατηρήσεων για τα πρωτόνια και τα α-σωματίδιαΟ κύριος στόχος ήταν να γίνει διαχωρισμός των α-σωματιδίων και των πρωτονίων. 
Σύμφωνα με τον καθηγητή Richard Dalitz του Πανεπιστημίου Oxford, η Blau ήταν η  πρώτη φυσικός που έδειξε ότι τα ίχνη πρωτονίων μπορούσαν να διαχωριστούν από τα ίχνη α-σωματιδίων σε γαλάκτωμα. Βέβαια, πολλοί φυσικοί είχαν μελετήσει σε γαλάκτωμα τις τροχιές των α-σωματιδίων που προέρχονταν από την διάσπαση πολύ βαρέων πυρήνων  ήδη από τη δεκαετία του 1890 και ακόμη νωρίτερα, αλλά η Blau προχώρησε παραπέρα εντοπίζοντας τις τροχιές των πρωτονίων που προέρχονταν από την α) ελαστική σύγκρουση των α-σωματιδίων με τους πυρήνες υδρογόνου και β) τις αντιδράσεις των α-σωματιδίων με τους πυρήνες του γαλακτώματος. 
Μετά την ανακάλυψη του νετρονίου από τον Chadwick το 1932, η Blau, συνεργαζόμενη με την πρώτη μεταπτυχιακή φοιτήτριά της και μετέπειτα στενή συνεργάτη της Hertha Wambacher, ανέπτυξε μια μέθοδο για την ανίχνευση και τον προσδιορισμό της ενέργειας αυτών των σωματιδίων. Αυτό επιτεύχθηκε με την προσαρμογή των φωτογραφικών γαλακτωμάτων στις απαιτήσεις της πυρηνικής έρευνας. 

Φωτογραφία που πάρθηκε στο παρατηρητήριο του Hafelekar
μετά από έκθεση της φωτογραφικής πλάκας επί 5 μήνες.

Η "φωτογραφική μέθοδος" (μέθοδος καταγραφής των ιχνών από τα σωματίδια) χρησιμοποιήθηκε από την Blau και για την ανίχνευση κοσμικών ακτίνων, μια πολύ σημαντική ανακάλυψη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature. Στη μέθοδο αυτή, που αργότερα ονομάστηκε "αποσύνθεση αστεριών" (disintegration stars), έγινε πολύμηνη έκθεση φωτογραφικών πλακών σε κοσμική ακτινοβολία, σε υψόμετρο 2.300 μέτρων, στο παρατηρητήριο κοσμικής ακτινοβολίας του Hafelekar
Η μέθοδος αυτή αντιμετωπίστηκε με μεγάλο ενδιαφέρον από τους θεωρητικούς φυσικούς.
Το 1937, η Blau και η Wambacher έλαβαν το πιο διάσημο επιστημονικό βραβείο στην Αυστρία, το Βραβείο Ignaz Lieben, γι' αυτή την "φωτογραφική" μέθοδο.

Ο σταθμός παρατήρησης κοσμικών ακτίνων στο Hafelekar.

Μετά την προσάρτηση της Αυστρίας στη ναζιστική Γερμανία (Anschluss), όλοι οι Εβραίοι επιστήμονες εκδιώχθηκαν από το Radiuminstitut και τη θέση της Blau κατέλαβε η Wambacher, που από νεαρή ηλικία είχε υποστηρίξει δεξιές πολιτικές οργανώσεις.
Η Blau φεύγοντας από την Βιέννη με την μητέρα της κατέληξε στο Μεξικό, μετά από στάση στο Όσλο. Εκείνη την εποχή ήταν εξαιρετικά δύσκολο για τους πρόσφυγες να αποκτήσουν θεώρηση για οποιαδήποτε χώρα στον κόσμο. 

Η Marietta Blau όπως εμφανίζεται στην ταυτότητα
που έβγαλε στο Mexico City το 1941.

Το καλοκαίρι του 1941 η Blau έλαβε πρόσκληση να διδάξει στο Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (ESIME) στο Μεξικό, ένα τμήμα του νεοσύστατου  Instituto Nacional Politécn ICO (IPN), κατόπιν σύστασης του Αϊνστάιν, που ήδη είχε διαφύγει στις ΗΠΑ. 
Ο Αϊνστάιν το 1941 είχε γράψει στο γράμμα του απευθυνόμενος προς τον Μεξικανό υπουργό Εκπαίδευσης: "Παίρνω το θάρρος να επιστήσω την προσοχή σας σε μια υπόθεση που έχω στην καρδιά μου. Εδώ και τρία χρόνια η συνάδελφός μου, φυσικός Δρ. Marietta Blau, ζει στην Πόλη του Μεξικού ... Γνωρίζω την δεσποινίδα Blau ως μία πολύ ικανή πειραματική φυσικό που θα μπορούσε να προσφέρει πολύτιμες υπηρεσίες στη χώρα σας. Είναι πειραματική ερευνήτρια στον τομέα της ραδιενέργειας και των κοσμικών ακτίνων."

Το διδακτικό προσωπικό του ESIME στον εορτασμό των 
25ων γενεθλίων της σχολής. Στην άκρη αριστερά
 η Marietta Blau, η μόνη γυναίκα του προσωπικού.
 
(25 Νοεμβρίου 1941) 

Καθώς ήταν η μοναδική γυναίκα που εργαζόταν στο ESIME, είχε πολλά προβλήματα και καμία ευκαιρία για επιστημονική εργασία. Μη μπορώντας να εργαστεί στον δικό της τομέα έρευνας, άρχισε να μελετά τα προβλήματα που συνδέονται με τη γεωγραφική θέση του Μεξικού, όπως η επίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας σε έναν πληθυσμό που ζει σε μεγάλο υψόμετρο, σε μια τροπική ζώνη. Μελέτησε επίσης τη ραδιενέργεια σε μέταλλα και πηγές σε διάφορα μέρη της χώρας. Ενώ βρισκόταν στο Μεξικό, μακριά από τα κέντρα πυρηνικής έρευνας, η "φωτογραφική μέθοδος" που πρώτη ανέπτυξε, χρησιμοποιήθηκε για νέες ανακαλύψεις στην πυρηνική φυσική.  

Η Marietta Blau την δεκαετία του "50.

Το 1944, μετά το θάνατο της μητέρας της, η Blau μετανάστευσε στη Νέα Υόρκη στις ΗΠΑ, όπου ζούσε ο αδελφός της. Άρχισε να εργάζεται στο τμήμα έρευνας μιας βιομηχανικής εταιρείας, όπου ανέπτυξε πολλές συσκευές οι οποίες χρησιμοποιούσαν ραδιενεργά ισότοπα και κατέθεσε διπλώματα ευρεσιτεχνίας για ορισμένα από αυτά. Όμως δεν ήταν πολύ ευχαριστημένη με αυτό το είδος της εργασίας και άρχισε να ψάχνει για μια άλλη θέση, ειδικά όταν η εταιρεία μεταφέρθηκε στη Janesville, μια μικρή πόλη στο  Ουισκόνσιν, όπου ένιωθε εντελώς απομονωμένη. 
Το 1948 αποδέχτηκε πρόταση του Πανεπιστημίου Columbia να εργαστεί ως επιστημονικό μέλος του προσωπικού του. Ως ειδική στην ανίχνευση σωματιδίων με φωτογραφικά γαλακτώματα, η δουλειά της εκεί είχε να κάνει με την ανάπτυξη ενός προγράμματος έρευνας με τη χρήση αυτής της μεθόδου για τη διερεύνηση των σωματιδίων που παράγονται από τους αντιδραστήρες σχάσης
Δύο χρόνια μετά πήρε θέση στο Brookhaven National Laboratory, όπου τέτοια σωματίδια παράγονταν σε μηχανές ακόμη υψηλότερης ενέργειας.

Η Marietta Blau το 1961.
(AIP 
Emilio Segrè Visual Archives)

Το 1950, για την ανακάλυψη της μεθόδου "disintegration stars", κατόπιν εισήγησης του Erwin Schrödinger, η Blau και η Wambacher προτάθηκαν για το Νόμπελ Φυσικής, που όμως πήρε ο Cecil Powell για την ανακάλυψη του πιονίου με τη βοήθεια της  φωτογραφικής μεθόδου. Στην αυτοβιογραφία του ο Powell έγραψε ότι έμαθε για τη φωτογραφική μέθοδο από τον Walter Heitler, ο οποίος γνώριζε προσωπικά την Blau.

Το 1956 άφησε το Brookhaven και βρήκε θέση στο Πανεπιστήμιο του Μαϊάμι, όπου συνέχισε την έρευνα της στη σωματιδιακή φυσική, εκπαιδεύοντας παράλληλα μερικούς νέους φυσικούς που εργάζονταν εκεί. 
Το 1960 η Blau αποφάσισε να επιστρέψει στη Βιέννη, εν μέρει επειδή ένιωσε νοσταλγία και εν μέρει για λόγους υγείας (η όρασή της είχε εξασθενήσει από την χρόνια έκθεσή της σε ραδιενεργές ουσίες). Μη έχοντας κάποια ασφάλεια υγείας, ήταν αδύνατο να κάνει στις ΗΠΑ την εγχείρηση που χρειαζόταν και που έκανε στη Βιέννη.

Στις 29 Απριλίου 1967, η Blau τιμήθηκε με άλλους επιστήμονες
από το Δημοτικό Συμβούλιο της πόλης της Βιέννης,
για την προσφορά της στις Φυσικές Επιστήμες. 

Εκεί, επανήλθε στο Radiuminstitut και πάλι χωρίς μισθό, ασχολούμενη με την καθοδήγηση μεταπτυχιακών φοιτητών που οι εργασίες τους ήταν στη φυσική υψηλών ενεργειών. Όμως παρέμεινε στο περιθώριο, επειδή ήταν πολύ απογοητευμένη βλέποντας πρόσωπα, όπως ο Georg Stetter, που είχαν συνεργαστεί με τους ναζί, να έχουν ενεργό ρόλο στο πανεπιστήμιο.  
Το 1962 τιμήθηκε με το Βραβείο Schrödinger από την Ακαδημία των Επιστημών της Αυστρίας, αλλά την ίδια εποχή δεν δέχτηκαν να γίνει αντεπιστέλλον μέλος της.

Η Marietta Blau πέθανε σε θάλαμο εντατικής θεραπείας νοσοκομείου της Βιέννης στις 27 Ιανουαρίου 1970, σε ηλικία 76 ετώνΗ ασθένεια και ο θάνατός της σχετίζονταν με την πολύχρονη εργαστηριακή χρήση  ραδιενεργών ουσιών χωρίς μέτρα προστασίας, αλλά και στο πολύ κάπνισμα. Δυστυχώς, καμία νεκρολογία δεν εμφανίστηκε σε κάποιο επιστημονικό δημοσίευμα εκείνη την εποχή.

Αναμνηστική πλάκα για την Marietta Blau στο Γυμνάσιο της 
Rahlgasse, της Βιέννης, απ' όπου αποφοίτησε το 1914.

Η Marietta Blau υπήρξε μια πολύ σημαντική γυναίκα στο χώρο της Φυσικής στην εποχή που έζησε και που βέβαια οι  επιτυχημένες γυναίκες επιστήμονες ήσαν ολιγάριθμες, για πολλούς και διάφορους λόγους.
Η Αυστριακή υπηρεσία υποτροφιών OeAD προσφέρει σε Αυστριακούς διδακτορικούς φοιτητές την υποτροφία Marietta Blau Grant για 6 έως 12 μήνες. Η χώρα σπουδών για 2 υποτρόφους είναι οποιαδήποτε εκτός της Αυστρίας. 
Κλείνοντας, νομίζω ότι η απάντηση που έδωσε η Blau στην ερώτηση ενός από τους καθηγητές της, εάν υπήρχε δυνατότητα να γίνει υφηγήτρια στο πανεπιστήμιο, ήταν πολύ χαρακτηριστική για τα προβλήματα που είχε ν' αντιμετωπίσει σ' όλη της τη ζωή: "Το να είσαι Εβραία και γυναίκα είναι πάρα πολύ, υπάρχει μικρή πιθανότητα".
  • Βιογραφία (pdf) της Marietta Blau από την Ruth Lewin Sime (Sacramento City College · Department of Chemistry) με τίτλο "Marietta Blau: Pioneer of Photographic Nuclear  Emulsions and Particle Physics" ("Μαριέτα Μπλάου: Πρωτοπόρος των φωτογραφικών πυρηνικών γαλακτωμάτων και της σωματιδιακής φυσικής").
  • Σύντομη βιογραφία με παράθεση των κυριότερων δημοσιεύσεων της Marietta Blau από το UCLA στην εργασία CWP "Contributions of 20th Century Women to Physics".

    Το εξώφυλλο της βιογραφίας της Marietta Blau
    από την Brigitte Strohmaier και τον Robert Rosner.
    (εκδόσεις Ariadne Press, 2006)

  • Κείμενο pdf με τίτλο "Marietta Blau’s Work After World War II" ("Η δουλειά της Μαριέτας Μπλάου μετά τον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο") του Arnold Perlmutter.
  • Κείμενο pdf στο PHYSICS TODAY με τίτλο "More on Marietta Blau and the Physicists of Pre‐, Postwar Vienna" ("Περισσότερα για την Μαριέτα Μπλάου και τους φυσικούς στην Βιέννη πριν και μετά τον πόλεμο") των Arnold Perlmutter, Joseph F. AschnerManfred Drosg και Peter Galison.

Τρίτη, 28 Απριλίου 2020

Επανάληψη στη ΜΗΧΑΝΙΚΗ των ΡΕΥΣΤΩΝ (2ο μέρος).



Φυσική Γ' Λυκείου Προσανατολισμού Θετικών Σπουδών και Σπουδών Υγείας

Σ' αυτή την ανάρτηση έχω συγκεντρώσει ένα σύνολο ερωτήσεων και ασκήσεων που αφορούν το κεφάλαιο "ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ" (2ο μέρος).
  • 2 εργασίες με 50 ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής φτιαγμένες με το πρόγραμμα Hot Potatoes,
  • αρχεία σε word με ερωτήσεις από τα Ψηφιακά Εκπαιδευτικά Βοηθήματα (ΨΕΒ) του Υπουργείου Παιδείας (με τις απαντήσεις τους),
  • 1 αρχείο σε word με επαναληπτικές ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής και Σωστού - Λάθους από τα Ψηφιακά Εκπαιδευτικά Βοηθήματα (ΨΕΒ) του Υπουργείου Παιδείας (με τις απαντήσεις τους),
  • Τα θέματα των Πανελλαδικών Εξετάσεων από τον Ιούνιο 2016 (που εντάχθηκε το κεφάλαιο στη διδακτέα ύλη) μέχρι και τον Σεπτέμβριο 2019.
Μπορείτε να δείτε και να κατεβάσετε τις εργασίες όπως φαίνεται παρακάτω:

Εργασίες παρουσίασης ερωτήσεων με το πρόγραμμα Hot Potatoes
  • 25 Ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής (Ι) από  ΕΔΩ.
  • 25 Ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής (ΙΙ) από  ΕΔΩ

    Αρχεία ερωτήσεων σε word από τα ΨΕΒ
    • 1ο αρχείο: "Εισαγωγή - Ισορροπία υγρών" (8 σελίδες) από  ΕΔΩ.
    • 2ο αρχείο: "Διατήρηση της ύλης - Εξίσωση συνέχειας" (8 σελίδες) από  ΕΔΩ.
    • 3ο αρχείο: "Η διατήρηση της ενέργειας και η εξίσωση Bernoulli" (20 σελίδες) από  ΕΔΩ.
    • 4ο αρχείο: "Η τριβή στα ρευστά" (7 σελίδες) από  ΕΔΩ.

    Αρχείο επαναληπτικών ερωτήσεων σε word από τα ΨΕΒ
    • Επαναληπτικές ερωτήσεις για Α' Θέμα (17 σελίδες) από  ΕΔΩ.

    Εργασία με θέματα εξετάσεων σε word
    • Πανελλαδικές Εξετάσεις από τον Ιούνιο 2016 μέχρι και τον Σεπτέμβριο 2019 (10 σελίδες) από  ΕΔΩ.
    Καλή συνέχεια στις προσπάθειές σας.

    Σαν σήμερα... 1999, πέθανε ο νομπελίστας Αμερικανός φυσικός Arthur Schawlow.


    Arthur Leonard Schawlow

    Σαν σήμερα, στις 28 Απριλίου 1999, πέθανε στο Πάλο Άλτο της Καλιφόρνιας ο Αμερικανός φυσικός Arthur Leonard Schawlow (Άρθουρ Λέοναρντ Σκόλοου).

    Ο Schawlow γεννήθηκ στις 5 Μαΐου 1921, στο Mount Vernon της πολιτείας της Ν. Υόρκης.
    Ο πατέρας του, Arthur Schawlow, ήταν εβραϊκής καταγωγής από τη Ρίγα της Λετονίας και είχε έρθει στις Η.Π.Α. μια δεκαετία νωρίτερα μόνο για να επισκεφτεί τον αδελφό του στη Ν. Υόρκη, αλλά τελικά ποτέ δεν έφυγε πίσω στην Ευρώπη. Η μητέρα του Helen Mason ήταν από τον Καναδά, προτεστάντης στο θρήσκευμα
    Το 1924, όταν ο Άρθουρ ήταν 3 ετών, η οικογένειά του μετακόμισε στο Τορόντο του Καναδά κατόπιν επιθυμίας της μητέρας του. Εκεί ο Άρθουρ φοίτησε στο δημόσιο δημοτικό σχολείο του Winchester και στο Normal Model School. Ως μαθητής έδειχνε ιδιαίτερο ενδιαφέρον για θέματα που είχαν να κάνουν με τον ηλεκτρισμό, τη μηχανική και την αστρονομία. Η φιλομάθειά του τον ώθησε να διαβάσει όλα τα σχετικά βιβλία στην τοπική βιβλιοθήκη.

    Στη φωτογραφία φαίνεται ο Arthur Schawlow να χρησιμοποιεί 
    ένα παιδικό  παιχνίδι που εκπέμπει κόκκινη ακτίνα λέιζερ.
     Η ακτίνα διαπερνά το πρώτο (εξωτερικό) μπαλόνι που είναι 

    διάφανο και σπάει το δεύτερο (εσωτερικό)
     μπαλόνι που είναι σκούρο.
     (Φωτό: Kenneth Sherwin και Frans Alkemade)

    Στα 16 του τελείωσε το γυμνάσιο Vaughan Road Collegiate Institute, απ' όπου πήρε υποτροφία 
    να σπουδάσει στο Κολέγιο Victoria του Πανεπιστημίου του Τορόντο. Εκείνος ήθελε να σπουδάσει ραδιοηλεκτρολόγος, αλλά τα οικονομικά της οικογένειας δεν επέτρεπαν δαπάνες φοιτητικών σπουδών για τον ίδιο και την αδελφή του Rosemary. Εκείνη την εποχή, λόγω και της οικονομικής κρίσης της δεκαετίας του '30, λίγοι απόφοιτοι γυμνασίου συνέχιζαν σε πανεπιστημιακές σπουδές. Μάλιστα, από τους περίπου 60 τελειόφοιτους της τάξης του Άρθουρ, μόλις 3 ή 4 συνέχισαν τις σπουδές τους. 
    Έτσι, τα δύο αδέλφια στράφηκαν σε σχολές από τις οποίες μπορούσαν να εξασφαλίσουν υποτροφία. Η αδελφή του ξεκίνησε να σπουδάζει αγγλική λογοτεχνία και ο ίδιος φυσική και μαθηματικά, επειδή αυτά ήταν πιο κοντινά στη ραδιοηλεκτρολογία. Όπως ομολόγησε αργότερα, στάθηκε πολύ τυχερός με αυτή την επιλογή του, αφού η φυσική τον βοήθησε να επικεντρωθεί σε έννοιες και μεθόδους που τον ευχαριστούσαν ιδιαίτερα.

    Ο Arthur Schawlow σε ομιλία του σε συνέδριο
    της Αμερικανικής Οπτικής Ένωσης (OSA).

    Πριν ολοκληρώσει τις πανεπιστημιακές του σπουδές, ο Καναδάς μπήκε στον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο, με αποτέλεσμα να τις διακόψει προσωρινά μέχρι το 1944, προκειμένου να διδάξει σε στρατιωτικό προσωπικό στο Πανεπιστήμιο του Τορόντο. 
    Το 1945 ξεκίνησε το διδακτορικό του στη φασματογραφίαστο Πανεπιστήμιο Τορόντομε την καθοδήγηση του καθηγητή Malcolm Crawford.

    Το φθινόπωρο του 1949 κέρδισε υποτροφία της εταιρείας Carbide and Carbon Chemicals (σήμερα Union Carbide) για να κάνει μεταδιδακτορικό στο Πανεπιστήμιο Columbia. Εκεί συνεργάστηκε για δύο χρόνια με τον Charles H. Townes στην φασματογραφία μικροκυμάτων υπό την καθοδήγηση του Isidor Isaac Rabi.
    Η συνεργασία με τον Townes έδωσε την ευκαιρία στον Schawlow να γνωριστεί με την μικρότερη αδελφή του, την Aurelia, την οποία παντρεύτηκε το 1951. Η σύζυγός του ήταν μουσικός, μέτζο σοπράνο και διευθύντρια χορωδίας. Το ζευγάρι απέκτησε τρία παιδιά, τον Arthur Jr. (που ήταν αυτιστικός), την Helen Aurelia και την Edith Ellen. 

    Η Aurelia με τον Arthur Schawlow στους
    Κήπους του Λουξεμβούργου στο Παρίσι, το 1985.

    Το 1951 ξεκίνησε να εργάζεται στην Bell Telephone Laboratories με αντικείμενο έρευνας την υπεραγωγιμότητα. Όμως τα σαββατοκύριακα εργαζόταν με τον κουνιάδο του  Charles Townes για τη συγγραφή του βιβλίου τους "Φασματογραφία Μικροκυμάτων", που τελικά κυκλοφόρησε το 1955. 
    Το 1957, ο Charles Townes, που είχε ανακαλύψει το maser και ο Arthur Schawlow ξεκίνησαν μια σοβαρή μελέτη για το laser (λέιζερ) υπερύθρου. Η ιδέα στην οποία δούλευαν αρχικά είχε ονομαστεί "ένα οπτικό maser". 
    Την ίδια περίοδο στο Πανεπιστήμιο Columbia, ο μεταπτυχιακός φοιτητής Gordon Gould  προετοίμαζε τη διδακτορική του διατριβή σχετικά με τις ενεργειακές στάθμες του διεγερμένου Θάλλιου
    Το 1957, ο Townes συναντήθηκε με τον Gould και συζήτησαν κάποιες ιδέες για την άντληση φωτεινής ενέργειας από άτομα. 

    Το Νοέμβριο του 1957 ο Gould σημείωσε στο σημειωματάριό του τις ιδέες του  για ένα "laser". 
    Το 1958, τα Εργαστήρια Bell υπέβαλλαν αίτηση διπλώματος ευρεσιτεχνίας για την προτεινόμενη συσκευή του οπτικού maser. Παράλληλα, ο Townes και ο Schawlow υπέβαλαν ένα χειρόγραφο των θεωρητικών τους υπολογισμών στο περιοδικό Physical Review, που δημοσιεύτηκε τον ίδιο χρόνο στο τεύχος No. 6 του τόμου 112. 

    Η πρώτη σελίδα των σημειώσεων του Gould, 
    όπου φαίνεται να χρησιμοποιεί τον όρο LASER 
    (Νοέμβριος 1957).  

    Το 1959, σε συνέντευξή του ο Gould δημοσιοποίησε τον όρο LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation - Ενίσχυση Φωτός με Εξαναγκασμένη Εκπομπή Ακτινοβολίας) γραμμένο σε χαρτί. Από γλωσσική άποψη, η πρόθεση του  Gould ήταν να χρησιμοποιήσει την κατάληξη "-aser" για κάθε ακτινοβολία που εκπέμπεται και το κατάλληλο γράμμα-πρόθεμα που θα δηλώνει την περιοχή στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα που εκπέμπει η πηγή της ακτινοβολίας. Π.χ.  "xaser" για τις ακτινογραφίες (ακτίνες Χ), "uvaser" για το υπεριώδες (ultraviolet), "laser" (light - ορατό φως) κλπ. Μέχρι τότε δεν είχε επίσημα καθιερωθεί κάτι τέτοιο, αν και ήδη χρησιμοποιείτο ο όρος ¨Raser" (Radio) για τις συσκευές εκπομπής ραδιοσυχνοτήτων. Οι σημειώσεις του Gould περιείχαν και πιθανές εφαρμογές του laser, όπως στη φασματομετρία, στη συμβολομετρία, στα ραντάρ και στην πυρηνική σύντηξη


    Ο Arthur Schawlow στα Εργαστήρια Bell 
    στις αρχές της δεκαετίας του '60. 

    Τον Απρίλιο του 1959, ο Gould υπέβαλλε αίτηση για να πάρει δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την ιδέα του. Το Γραφείο Ευρεσιτεχνιών των ΗΠΑ απέρριψε την αίτησή του και στις 22 Μαρτίου 1960, το Γραφείο Ευρεσιτεχνιών των ΗΠΑ έδωσε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας με αριθμό U.S. No. 2.929.922 στον Arthur Schawlow και στον Charles Townes για τη συσκευή που είχαν καταθέσει με τίτλο "Masers and Maser Communications System" ("Masers και σύστημα επικοινωνιών με Masers"). Αυτό που έκανε ξεχωριστή την ανακάλυψη των δύο επιστημόνων, ήταν το γεγονός ότι αυτό το laser ήταν το πρώτο που λειτουργούσε στο ορατό μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

    Τότε ο Gould ξεκίνησε δικαστικό αγώνα που κράτησε 28 χρόνια, γιατί η κατοχή του διπλώματος ευρεσιτεχνίας συνδεόταν με μεγάλες χρηματικές αποζημιώσεις. 
    Το 1977 είχε την πρώτη δικαστική νίκη και το 1987 Ομοσπονδιακός δικαστής διέταξε το Γραφείο Ευρεσιτεχνιών να κατοχυρώσει στον Gould τις συσκευές λέιζερ οπτικής άντλησης και εκκένωσης αερίου. 
    Μέχρι σήμερα το ερώτημα για το ποιος προηγήθηκε στην κατασκευή του laser παραμένει αναπάντητο από τους ιστορικούς.
    Τελικά, στις 16 Μαΐου 1960, ο Theodore H. Maiman από το Hughes Research Laboratories παρουσίασε το πρώτο λειτουργικό laser, ξεπερνώντας τις προσπάθειες των Townes, Schawlow και Gould.

    Ο Arthur Schawlow (δεξ.) με τον καθηγητή Theodor Hänsch.

    To 1961 ο Arthur Schawlow άφησε τα Εργαστήρια Bell γιατί αποδέχτηκε θέση καθηγητή στο Πανεπιστήμιο Stanford. Παρέμεινε εκεί μέχρι τη συνταξιοδότησή του το 1996. Από το 1966 μέχρι το 1970 ήταν διευθυντής του τομέα Φυσικής και το 1978 έγινε καθηγητής Φυσικής στην έδρα J.G. Jackson και C.J. Wood. 
    Στο Stanford συνεργάστηκε στενά με τον καθηγητή Theodor W. Hänsch και μια ομάδα μεταπτυχιακών φοιτητών και μεταδιδακτορικών ερευνητών. Ακόμη είχε στενή συνεργασία με τον καθηγητή Robert Hofstadter, ο οποίος είχε επίσης παιδί με αυτισμό και προσπάθησαν να δώσουν λύσεις σε κοινά προβλήματα που αντιμετώπιζαν τα παιδιά τους. Ο Schawlow, με μεγάλο ποσό χρημάτων που προσέφερε, βοήθησε να φτιαχτεί ινστιτούτο μελέτης των προβλημάτων αυτιστικών ατόμων και χώρος διαμονής τους, στο Paradise της Καλιφόρνιας. Το 1999 λίγο πριν τον θάνατό του, ονομάστηκε Arthur Schawlow Center.

    1981 στη Στοκχόλμη, ο Arthur Schawlow κατά την τελετή
    της απονομής του βραβείου Νόμπελ Φυσικής, με το βασιλικό
    ζεύγος της Σουηδίας Carl XVI Gustaf και Silvia.

    Αν και το κύριο αντικείμενο έρευνας του Schawlow ήταν το laser και η χρήση του στη φασματογραφία, ασχολήθηκε και με τα πεδία έρευνας της υπεραγωγιμότητας και του πυρηνικού συντονισμού.

    Το 1981, το Νόμπελ Φυσικής μοιράστηκαν o Arthur Schawlow (1/4) με τον Ολλανδό  Nicolaas Bloembergen  (1/4) "για την συμβολή τους στην εξέλιξη της φασματογραφίας laser" και ο Σουηδός Kai Siegbahn (1/2) "για την συμβολή του στην εξέλιξη της ηλεκτρονικής φασματογραφίας".
    Στη διάρκεια της ζωής του, εκτός από το βραβείο Νόμπελ, ο Arthur Schawlow τιμήθηκε και με άλλα βραβεία, όπως
    Σεπτέμβριος 1992, ο Arthur Schawlow (δεύτερος από δεξιά) στα 
    εγκαίνια του σπιτιού που αφιερώθηκε στη μνήμη της γυναίκας του 
    Aurelia, στο Arthur Schawlow Center.
    (Από αριστ.) Charles Townes, Carol Berger (ερευνήτρια για τον 
    αυτισμό), Arthur Schawlow Jr. και ο ηθοποιός William Christopher.

    Ήταν μέλος πολλών επιστημονικών ενώσεων και είχε λάβει τιμητικό διδακτορικό τίτλο από πολλά πανεπιστήμια.
    Το 1991, η εταιρεία NEC σε συνεργασία με την Αμερικανική Ένωση Φυσικής (APS),  καθιέρωσαν το βραβείο "Arthur L. Schawlow" στην Επιστήμη του Laser για "υποψηφίους που έχουν συμβάλλει εξαιρετικά στη βασική έρευνα χρήσης του laser". 
    Το 1991, η σύζυγος του Schawlow, Aurelia, σκοτώθηκε σε αυτοκινητικό δυστύχημα, καθώς πήγαινε να επισκεφτεί τον γιο της Arthur (Arti) στο ίδρυμα που βρισκόταν.  

    Ο Arthur Schawlow πέθανε από λευχαιμία σε ηλικία 78 ετών. Η ταφή του έγινε στο  κοιμητήριο North Lawn του Fort Dodge, στην Αϊόβα.
    Το 2018, οι μεγάλες πυρκαγιές στην Καλιφόρνια κατέκαψαν το κέντρο διαμονής για αυτιστικά άτομα Arthur Schawlow. Ευτυχώς, κανείς από τους 73 τροφίμους και τα 260 άτομα προσωπικό δεν έπαθε κάτι. Σήμερα, ο Arti Schawlow (γιος) βρίσκεται σε κέντρο περίθαλψης στη Yuba City, στην Καλιφόρνια.

    Σήμερα το Schawlow Center για αυτιστικά
    άτομα είναι μόνο στάχτες. 

    O Arthur Schawlow υπήρξε φανατικός οπαδός της τζαζ μουσικής και μεγάλος συλλέκτης δίσκων κλασικής αμερικάνικης τζαζ. Όπως είχε γράψει ο ίδιος "πολλές φορές, οι σκέψεις μου υποκινούνται από τους ήχους της παραδοσιακής τζαζ".
    • Βίντεο σχετικό με την δεύτερη φωτογραφία του κειμένου, ο Schawlow με το λέιζερ και το μπαλόνι (1.05).
    • Σύντομη βιογραφία του Arthur Schawlow από τον Steven Chu και τον Charles Townes για την Natinal Academy of Sciences (2003).
    • Βίντεο με συνέντευξη του Arthur Schawlow από το engineeringhistory (Larson Collection) στις 28 Δεκεμβρίου 1984 (αγγλικά, 1:48:48).
    • Αφιέρωμα από την Autism Society (San Francisco Bay Area) στην προσφορά της οικογένειας του Arthur και της Aurelia Schawlow.