Вальтер Боте - Walther Bothe

Вальтер Боте
Вальтер Боте 1950s.jpg
Вальтер Боте в 1950-х годах
Родившийся ( 1891-01-08 )8 января 1891 г.
Умер 8 февраля 1957 г. (1957-02-08)(66 лет)
Национальность Германия
Альма-матер Берлинский университет
Известен Схема совпадения
Награды Нобелевская премия по физике (1954),
Медаль Макса Планка (1953)
Научная карьера
Поля Физика , математика , химия
Учреждения Берлинский
университет Университет Гиссена
Гейдельбергский университет Институт медицинских исследований имени
Макса Планка
Докторант Макс Планк

Вальтер Вильгельм Георг Боте (8 января 1891 - 8 февраля 1957) был немецким физиком-ядерщиком, который разделил Нобелевскую премию по физике в 1954 году с Максом Борном .

В 1913 году он присоединился к недавно созданной Лаборатории радиоактивности в Рейхском физико-техническом институте (PTR), где он оставался до 1930 года, последние несколько лет в качестве директора лаборатории. Он служил в армии во время Первой мировой войны с 1914 года и был военнопленным русских, вернувшись в Германию в 1920 году. По возвращении в лабораторию он разработал и применил методы совпадений для изучения ядерных реакций, Эффект Комптона , космические лучи и дуальность излучения волна-частица , за что он получил Нобелевскую премию по физике в 1954 году.

В 1930 году он стал профессором и директором физического факультета Гиссенского университета . В 1932 году он стал директором Физико-радиологического института Гейдельбергского университета . Он был вытеснен из этого положения элементами движения deutsche Physik . Чтобы предотвратить его эмиграцию из Германии, он был назначен директором Физического института Института медицинских исследований кайзера Вильгельма (KWImF) в Гейдельберге . Там он построил первый действующий циклотрон в Германии. Кроме того, он стал руководителем немецкого проекта ядерной энергетики, также известного как «Урановый клуб», который был начат в 1939 году под надзором Управления вооружений.

В 1946 году, в дополнение к его руководству Физическим институтом в KWImf, он был восстановлен в должности профессора Гейдельбергского университета. С 1956 по 1957 год он был членом Рабочей группы по ядерной физике в Германии.

Через год после смерти Боте его физический институт в KWImF был повышен до статуса нового института в рамках Общества Макса Планка, а затем он стал Институтом ядерной физики Макса Планка . Его главное здание позже было названо лабораторией Боте.

Образование

Боте родился у Фридриха Боте и Шарлотты Хартунг. С 1908 по 1912 год Боте учился в Университете Фридриха Вильгельма (сегодня Берлинский университет имени Гумбольдта ). В 1913 году он был ассистентом Макса Планка . Он получил докторскую степень в 1914 году под руководством Планка.

Карьера

Ранние годы

В 1913 году Боте присоединился к Physikalisch-Technische Reichsanstalt (PTR, Рейхский физико-технический институт; сегодня Physikalisch-Technische Bundesanstalt ), где он оставался до 1930. Ганс Гейгер был назначен директором новой лаборатории радиоактивности там в 1912 году. В PTR Боте был помощником Гейгера с 1913 по 1920 год, научным сотрудником Гейгера с 1920 по 1927 год, а с 1927 по 1930 год он сменил Гейгера на посту директора Лаборатории радиоактивности.

В мае 1914 года Боте пошел добровольцем на службу в немецкую кавалерию. Он попал в плен к русским и провел в России пять лет. Там он выучил русский язык и работал над проблемами теоретической физики, связанными с его докторской диссертацией. Он вернулся в Германию в 1920 году с русской невестой.

По возвращении из России Боте продолжил свою работу в PTR под руководством Ханса Гейгера в лаборатории радиоактивности. В 1924 году Боте опубликовал свой метод совпадений. Затем и в последующие годы он применил этот метод к экспериментальному изучению ядерных реакций, эффекта Комптона и волнового дуализма света. Метод совпадений Боте и его применение принесли ему Нобелевскую премию по физике в 1954 году.

В 1925 году, еще учась в PTR, Боте стал приват-доцентом в Берлинском университете, что означает, что он завершил свою хабилитацию , а в 1929 году он стал там ausserordentlicher профессором .

В 1927 году Боте начал изучение трансмутации легких элементов путем бомбардировки альфа-частицами . В результате совместного исследования с Х. Френцем и Хайнцем Позе в 1928 году Боте и Френц коррелировали продукты ядерных взаимодействий с уровнями ядерной энергии.

В 1929 году в сотрудничестве с Вернером Кольхёрстером и Бруно Росси, которые были гостями в лаборатории Боте на ПТР, Боте начал изучение космических лучей . Изучение космического излучения Боте будет проводить до конца своей жизни.

В 1930 году он стал ординарным профессором и директором физического факультета Гиссенского университета Юстуса Либиха . В том же году, работая с Гербертом Беккером , Боте бомбардировал бериллий , бор и литий альфа-частицами полония и наблюдал новую форму проникающего излучения. В 1932 году Джеймс Чедвик определил это излучение как нейтрон .

Гейдельберг

Вальтер Боте

В 1932 году Боте сменил Филиппа Ленарда на посту директора Physikalische und Radiologische Institut (Физико-радиологический институт) Гейдельбергского университета. Именно тогда Рудольф Флейшманн стал ассистентом Боте. Когда 30 января 1933 года Адольф Гитлер стал канцлером Германии, концепция Deutsche Physik приобрела больше благосклонности, чем пыл; она была антисемитской и против теоретической физики, особенно против современной физики, включая квантовую механику, атомную и ядерную физику. Применительно к университетской среде политические факторы преобладали над исторически применяемой концепцией научных способностей, хотя двумя наиболее известными ее сторонниками были нобелевские лауреаты по физике Филипп Ленард и Йоханнес Старк . Сторонники Deutsche Physik начали злобные атаки на ведущих физиков-теоретиков. Хотя Ленард ушел на пенсию из Гейдельбергского университета, он все еще имел там значительное влияние. В 1934 году Ленарду удалось освободить Боте от должности директора Физико-радиологического института Гейдельбергского университета, после чего Боте стал директором Institut für Physik (Институт физики) Института кайзера-Вильгельма. medizinische Forschung (KWImF, Институт медицинских исследований кайзера Вильгельма; сегодня Институт Макса Планка für medizinische Forschung ) в Гейдельберге , заменив Карла В. Хаузера, который недавно умер. Людольф фон Крель , директор KWImF, и Макс Планк , президент Kaiser-Wilhelm Gesellschaft (KWG, Общество кайзера Вильгельма, сегодня Общество Макса Планка ), предложили Боте руководство, чтобы предотвратить возможность его эмиграции. Боте занимал должность директора Института физики в KWImF до своей смерти в 1957 году. Находясь в KWImF, Боте занимал должность почетного профессора Гейдельбергского университета, которую он занимал до 1946 года. Флейшманн пошел с Боте и работал с ним до тех пор, пока 1941. Для его сотрудников, Боте работу ученых в том числе Вольфганг Гентнер (1936-1945), Хайнца Майера-Лейбница (1936 -?) - кто сделал его докторантуру с лауреатом Нобелевской премии Джеймс Франк и очень рекомендую по Роберту Полем и Георг Joos , и Арнольд Фламмерсфельд (1939–1941). В его штат также входили Питер Йенсен и Эрвин Фюнфер.

В 1938 году Боте и Гентнер опубликовали статью об энергетической зависимости ядерного фотоэффекта. Это было первым явным доказательством того, что спектры ядерного поглощения накапливаются и непрерывны - эффект, известный как диполярный гигантский ядерный резонанс. Теоретически это объяснили десять лет спустя физики Дж. Ханс Д. Йенсен , Гельмут Стейнведель, Питер Йенсен, Майкл Голдхабер и Эдвард Теллер .

Также в 1938 году Майер-Лейбниц построил камеру Вильсона . Изображения камеры Вильсона были использованы Боте, Гентнером и Майером-Лейбницем для публикации в 1940 году Атласа типичных изображений камеры Вильсона , который стал стандартным справочным материалом для идентификации рассеянных частиц.

Первый немецкий циклотрон

К концу 1937 года быстрые успехи Боте и Гентнера в создании и исследовательском использовании генератора Ван де Граафа побудили их задуматься о создании циклотрона . К ноябрю отчет уже был отправлен президенту Kaiser-Wilhelm Gesellschaft (KWG, Общество кайзера Вильгельма; сегодня Общество Макса Планка ), и Боте начал получать средства от Helmholtz-Gesellschaft (Общества Гельмгольца; сегодня Helmholtz Association of German Research Centre ), Badischen Kultusministerium (Министерство культуры Бадена), IG Farben , KWG и другие агентства, ориентированные на исследования. Первоначальные обещания привели к заказу магнита у Siemens в сентябре 1938 года, однако дальнейшее финансирование стало проблематичным. В это время Гентнер продолжил свои исследования ядерного фотоэффекта с помощью генератора Ван де Граафа, который был модернизирован для получения энергии чуть ниже 1 МэВ. Когда его направление исследований было завершено реакциями 7 Li (p, гамма) и 11 B (p, гамма), а также ядерным изомером 80 Br, Гентнер посвятил все свои усилия созданию запланированного циклотрона.

Чтобы облегчить строительство циклотрона, в конце 1938 и в 1939 году, с помощью стипендии Helmholtz-Gesellschaft , Гентнер был отправлен в Радиационную лабораторию Калифорнийского университета (сегодня Национальная лаборатория Лоуренса Беркли ) в г. Беркли, Калифорния. В результате визита Джентнер установил отношения сотрудничества с Эмилио Г. Сегре и Дональдом Кукси .

После перемирия между Францией и Германией летом 1940 года Боте и Гентнер получили приказ осмотреть циклотрон, построенный Фредериком Жолио-Кюри в Париже. Хотя он был построен, он еще не работал. В сентябре 1940 года Гентнер получил приказ сформировать группу для запуска циклотрона. Герман Денцер из Франкфуртского университета участвовал в этой работе. Находясь в Париже, Гентнер смог освободить арестованных и задержанных Фредерика Жолио-Кюри и Поля Ланжевена . В конце зимы 1941/1942 г. циклотрон работал на пучке дейтронов с энергией 7 МэВ . Уран и торий были облучены пучком, а побочные продукты были отправлены Отто Хану в Институт химии кайзера-Вильгельма (KWIC, Институт химии кайзера Вильгельма, сегодня - Институт химии Макса Планка ) в Берлине. В середине 1942 года преемником Гентнера в Париже стал Вольфганг Рицлер из Бонна .

В 1941 году Боте получил все необходимое финансирование для завершения строительства циклотрона. Магнит был доставлен в марте 1943 года, а первый пучок дейтронов был испущен в декабре. Церемония открытия циклотрона состоялась 2 июня 1944 года. В то время как строились и другие циклотроны, Bothe's был первым действующим циклотроном в Германии.

Урановый клуб

Немецкий проект ядерной энергии , также известный как Uranverein (Uranium Club), началось весной 1939 года под эгидой Reichsforschungsrat (RFR, Reich Research Council) в Reichserziehungsministerium (REM, Reich Министерство образования). К 1 сентября Heereswaffenamt (HWA, армейское артиллерийское управление) вытеснил RFR и взял на себя эти усилия. Под контролем HWA, Uranverein провела свою первую встречу 16 сентября. Встреча была организована Куртом Дибнером , советником HWA, и проходила в Берлине. Среди приглашенных были Вальтер Боте, Зигфрид Флюгге , Ханс Гейгер , Отто Хан , Пауль Хартек , Герхард Хоффманн , Йозеф Маттаух и Георг Стеттер . Вскоре после этого состоялась вторая встреча, в которой участвовали Клаус Клузиус , Роберт Дёпель , Вернер Гейзенберг и Карл Фридрих фон Вайцзеккер . Поскольку Боте был одним из руководителей, Вольфганг Гентнер , Арнольд Фламмерсфельд , Рудольф Флейшманн , Эрвин Фюнфер и Петер Йенсен вскоре были привлечены к работе в Uranverein . Их исследования были опубликованы в Kernphysikalische Forschungsberichte ( Research Reports in Nuclear Physics ); см. ниже раздел Внутренние отчеты .

Для Уранферайна Боте и до 6 членов его штата к 1942 году работали над экспериментальным определением атомных констант, энергетическим распределением осколков деления и ядерными сечениями. Ошибочные экспериментальные результаты Боте по поглощению нейтронов графитом сыграли центральную роль в решении Германии отдать предпочтение тяжелой воде в качестве замедлителя нейтронов . Его ценность была слишком высока; одна из гипотез заключалась в том, что это произошло из-за наличия воздуха между графитовыми деталями с азотом, имеющим высокое поглощение нейтронов. Однако экспериментальная установка включала сферу электрографита Siemens, погруженную в воду без воздуха. Ошибка в сечении быстрых нейтронов была связана с примесями в продукте Сименс: «даже электрографит Сименса содержал барий и кадмий, оба хищных поглотителя нейтронов». В любом случае сотрудников или групп было так мало, что они не могли повторить эксперименты для проверки результатов, хотя на самом деле отдельная группа в Геттингене во главе с Вильгельмом Ханле определила причину ошибки Боте: «Собственные измерения Ханле показали, что углерод должным образом подготовленный, на самом деле будет отлично работать в качестве модератора, но при стоимости производства в промышленных количествах, запрещенных боеприпасами [немецкой] армии ".

К концу 1941 года стало очевидно, что ядерный энергетический проект не внесет решающего вклада в прекращение военных действий в ближайшем будущем. Контроль HWA над Уранферайном был передан RFR в июле 1942 года. После этого ядерный энергетический проект сохранил свое обозначение кригсвичтиг (важный для войны), и финансирование продолжалось за счет военных. Однако затем немецкий проект ядерной энергетики был разбит на следующие основные области: производство урана и тяжелой воды , разделение изотопов урана и Uranmaschine (урановая машина, то есть ядерный реактор). Кроме того, затем проект был разделен между девятью институтами, где директора доминировали над исследованиями и устанавливали свои собственные исследовательские программы. Институт физики Боте был одним из девяти институтов. Остальные восемь институтов или объектов: Институт физической химии Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана , HWA Versuchsstelle (испытательная станция) в Готтове, Kaiser-Wilhelm-Institut für Chemie , факультет физической химии Гамбургского университета , Kaiser-Wilhelm-Institut für Physik , Второй институт экспериментальной физики в Геттингенском университете имени Георга-Августа , Auergesellschaft и II. Physikalisches Institut в Венском университете .

После Второй мировой войны

С 1946 по 1957 год, помимо должности в KWImF, Боте был штатным профессором Гейдельбергского университета.

В конце Второй мировой войны союзники захватили циклотрон в Гейдельберге. В 1949 году контроль над ним был возвращен Боте.

В течение 1956 и 1957 Бот был членом Arbeitskreis Kernphysik (Рабочая группа по ядерной физике) в Fachkommission II "Forschung унд Nachwuchs" (Комиссия II "Исследование и рост") в Deutschen Atomkommission (DAtK, немецкий Atomic Energy Commission). Другими членами Рабочей группы по ядерной физике в 1956 и 1957 годах были: Вернер Гейзенберг (председатель), Ханс Копферман (заместитель председателя), Фриц Бопп , Вольфганг Гентнер , Отто Хаксель , Виллибальд Йеншке , Хайнц Майер-Лейбниц, Йозеф Маттаух , Вольфганг Рицлер, Вильгельм Вальхер и Карл Фридрих фон Вайцзеккер . Вольфганг Пауль также был членом группы в 1957 году.

В конце 1957 года Гентнер вёл переговоры с Отто Ганом , президентом Max-Planck Gesellschaft (MPG, Общество Макса Планка , преемником Kaiser-Wilhelm Gesellschaft ), и с сенатом MPG о создании нового института под эгидой их покровительство. По существу, Walther Бот Institut für Physik на Макс Планк Institut für Medizinische Forschung , в Гейдельберге , должны был быть выделен , чтобы стать полноценным институтом MPG. Решение о проведении было принято в мае 1958 г. Гентнер был назван директор Max-Planck Institut für Kernphysik (MPIK, Институт Макса Планка по ядерной физике) на 1 октября, и он также получил должность в качестве ordentlicher профессора в университете Гейдельберга. Боте не дожил до окончательного учреждения MPIK, так как умер в феврале того же года.

Боте был немецким патриотом, который не оправдал свою работу с Уранферайном . Однако нетерпение Боте по поводу национал-социалистической политики в Германии привлекло его к подозрению и расследованию со стороны гестапо .

Личное

В результате его заключения в России во время Первой мировой войны в качестве военнопленного он встретил Барбару Белов, на которой женился в 1920 году. У них было двое детей. Она умерла раньше него на несколько лет.

Боте был опытным художником и музыкантом; он играл на пианино.

Почести

Боте был удостоен ряда наград:

Внутренние отчеты

Следующие ниже отчеты были опубликованы в Kernphysikalische Forschungsberichte ( Research Reports in Nuclear Physics ), внутреннем издании немецкого Uranverein . Отчеты были засекречены, они имели очень ограниченное распространение, и авторам не разрешалось хранить копии. Отчеты были конфискованы в рамках операции союзников «Алсос» и отправлены в Комиссию по атомной энергии США для оценки. В 1971 году отчеты были рассекречены и возвращены в Германию. Отчеты доступны в Центре ядерных исследований Карлсруэ и Американском институте физики .

  • Walther Bothe Die Diffusionsläge für thermische Neutronen в Kohle G12 (7 июня 1940 г.)
  • Walther Bothe Die Abmessungen endlicher Uranmaschinen G-13 (28 июня 1940 г.)
  • Walther Bothe Die Abmessungen von Maschinen mit rücksteuendem Mantel G-14 (17 июля 1941 г.)
  • Вальтер Боте и Вольфганг Гентнер Die Energie der Spaltungsneutronen aus Uran G-17 (9 мая 1940 г.)
  • Walther Bothe Einige Eigenschaften des U und der Bremsstoffe. Zusammenfassender Bericht über die Arbeiten G-66 (28 марта 1941 г.)
  • Вальтер Боте и Арнольд Фламмерсфельд Die Wirkungsquerschnitte von 38 für thermische Neutronen aus Diffusionsmessungen G-67 (20 января 1941 г.)
  • Вальтер Боте и Арнольд Фламмерсфельд Resonanzeinfang an einer Uranoberfläche G-68 (8 марта 1940 г.)
  • Вальтер Боте и Арнольд Фламмерсфельд Messungen an einem Gemisch von 38-Oxyd und -Wasser; der Vermehrungsfakto K unde der Resonanzeinfang w. Г-69 (26 мая 1941 г.)
  • Вальтер Боте и Арнольд Фламмерсфельд Die Neutronenvermehrung bei schnellen und langsamen Neutronen in 38 und die Diffusionslänge in 38 Metall und Wasser G-70 (11 июля 1941 г.)
  • Вальтер Боте и Питер Йенсен Die Absorption thermischer Neutronen в Elektrographit G-71 (20 января 1941 г.)
  • Вальтер Боте и Питер Йенсен Resonanzeinfang и Einer Uranoberfläche G-72 (12 мая 1941 г.)
  • Вальтер Боте и Арнольд Фламмерсфельд Versuche mit einer Schichtenanordnung von Wasser und Präp 38 G-74 (28 апреля 1941 г.)
  • Вальтер Боте и Эрвин Фюнфер Термическое поглощение нейтронов и Vermehrung schneller Neutronen в бериллии G-81 (10 октября 1941 г.)
  • Walther Bothe Maschinen mit Ausnutzung der Spaltung durch schnelle Neutronen G-128 (7 декабря 1941 г.)
  • Walther Bothe Über Stahlenschutzwäne G-204 (29 июня 1943 г.)
  • Walther Bothe Die Forschungsmittel der Kernphysik G-205 (5 мая 1943 г.)
  • Вальтер Боте и Эрвин Фюнфер Schichtenversuche mit Variation der U- und D 2 O-Dicken G-206 (6 декабря 1943 г.)
  • Фриц Бопп , Вальтер Боте, Эрих Фишер , Эрвин Фюнфер, Вернер Гейзенберг , О. Риттер и Карл Виртц Bericht über einen Versuch mit 1,5 до D 2 O und U und 40 cm Kohlerückstreumantel (B7) G-300 (3 января 1945 г.)

Избранная литература Боте

  • Walther Bothe и Hans Geiger Ein Weg zur Experimentellen Nachprüfung der Theorie von Bohr, Kramers und Slater , Z. Phys. Том 26, номер 1, 44 (1924)
  • Walther Bothe Theoretische Betrachtungen über den Photoeffekt , Z. Phys. Том 26, номер 1, 74–84 (1924)
  • Вальтер Боте и Ганс Гейгер Experimentelles zur Theorie von Bohr, Kramers und Slater , Die Naturwissenschaften, том 13, 440–441 (1925)
  • Walther Bothe и Hans Geiger Über das Wesen des Comptoneffekts: ein Experimenteller Beitrag zur Theories der Strahlung , Z. Phys. Том 32, номер 9, 639–663 (1925)
  • W. Bothe и W. Gentner Herstellung neuer Isotope durch Kernphotoeffekt , Die Naturwissenschaften, том 25, выпуск 8, 126–126 (1937). Поступило 9 февраля 1937 года. Принадлежность к учреждению: Institut für Physik при Институте медицины кайзера Вильгельма .
  • Вальтер Боте «Метод совпадений» , Нобелевская премия по физике 1954 г. , Nobelprize.org (1954 г.)

Книги Боте

  • Walther Bothe Der Physiker und sein Werkzeug (Грюйтер, 1944)
  • Вальтер Боте и Зигфрид Флюгге Kernphysik und kosmische Strahlen. Т. 1 (Дитрих, 1948)
  • Walther Bothe Der Streufehler bei der Ausmessung von Nebelkammerbahnen im Magnetfeld (Springer, 1948)
  • Вальтер Боте и Зигфрид Флюгге (редакторы) Ядерная физика и космические лучи Обзор немецкой науки FIAT, 1939–1945, тома 13 и 14 (Klemm, 1948)
  • Вальтер Боте Theorie des Doppellinsen-b-Spektrometers (Springer, 1950)
  • Вальтер Боте Die Streuung von Elektronen в schrägen Folien (Springer, 1952)
  • Вальтер Боте и Зигфрид Флюгге Kernphysik und kosmische Strahlen. Т. 2 (Дитрих, 1953)
  • Карл Х. Бауэр и Вальтер Боте Vom Atom zum Weltsystem ( Крёнер , 1954)

Смотрите также

Заметки

Библиография

Внешние ссылки