Hans Bethe

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Hans Albrecht Bethe
Hans Bethe z doby práce v Los Alamos
Hans Bethe z doby práce v Los Alamos
Narození 2. července 1906
Štrasburk
Úmrtí 6. března 2005 (ve věku 98 let)
Ithaca
Alma mater Univerzita Johanna Wolfganga Goetheho Frankfurt (19241926)
Mnichovská univerzita (od 1926)
Povolání astronom, fyzik, jaderný vědec a vysokoškolský pedagog
Zaměstnavatelé Eberhard Karls Universität Tübingen
Cornellova univerzita
Manchesterská universita
Projekt Manhattan
Ocenění Henry Draper Medal (1947)
Medaile Maxe Plancka (1955)
Franklinova medaile (1959)
Eddingtonova medaile (1961)
Rumfordova cena (1963)
… více na Wikidatech
Rodiče Albrecht Bethe
Podpis Hans Albrecht Bethe - podpis
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Hans Albrecht Bethe (2. července 1906, Štrasburk, Německo (dnešní Francie) – 6. března 2005, Ithaca (New York), USA) byl jedním z nejvýznamnějších fyziků 20. století. Vysvětlil principy fungování termonukleárních reakcí ve hvězdách, podílel se na vývoji atomové bomby a byl známým bojovníkem proti šíření jaderných zbraní.

Raný život[editovat | editovat zdroj]

Bethe se narodil 2. července 1906 ve Štrasburku jako jediné dítě Albrechta a Anny Betheových. Jeho otec byl docentem fyziologie na Université de Strasbourg. Jeho matka byla protestantka, zatímco otec židovského vyznání. Bethe sám se nejdřív rovněž pokládal za žida, posléze ale přestal věřit a stal se ateistou. ,[1]

V roce 1912 získal Betheho otec profesorské místo na Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, znovu se rodina stěhovala o 3 roky později, když byl Albrecht jmenován profesorem na univerzitu Johanna Wolfganga Goetheho ve Frankfurtu. Bethe zde navštěvoval gymnázium, jeho studium však bylo na několik let přerušeno, poté co se nakazil tuberkulozou. Školu dokončil v roce 1924.

Poté šel na univerzitu do Frankfurtu studovat chemii, avšak již dva roky na to přešel na Mnichovskou univerzitu kde studoval fyziku pod vedením Arnolda Sommerfelda. Tématem jeho disertační prácee byla difrakce elektronů na krystalech.

Raná práce[editovat | editovat zdroj]

Po dokončení doktorátu začal Bethe pracovat jako asistent ve Frankfurtu, ale nebyl zde spokojen, proto v roce 1929 přijal místo na Technische Hochschule ve Stuttgartu. Začal zde řešit problém kolize částic s hmotou a přišel na rovnici dnes nazývanou Betheho formule, která tento problém zjednodušuje. [2] Díky této práci se habilitoval.

V roce 1930 odešel na doporučení Sommerfelda do Cavendishovy laboratoře na univerzitě v Cambridgi, kde pracoval pod vedením R. H. Fowlera. Přišel zde na relativistickou formulaci Betheho formule. Již v té době byl znám svým velkým smyslem pro humor. Vytvořil například fiktivní vědeckou práci, kde počítal hodnotu konstanty jemné struktury z teploty absolutní nuly v Celsiově stupnici. [3] Jeho dalším pracovištěm se roku 1931 stal Řím, kde mu nabídl místo Enrico Fermi. Po odchodu z Itálie krátce pracoval v Mnichově jako docent. Vzhledem k tomu, že mluvil plynně anglicky, dohlížel na všechny anglicky mluvící postdoktorandy. V této době napsal článek o kvantově mechanickém pohledu na atomy vodíku a helia. Další článek se týkal elektronů v kovech. Tento článek položil základy pozdější polovidčové fyzice. S Fermim napsal při dalším pobytu v itálii článek o kvantové elektrodynamice, která popisuje relativistické interakce nabitých částic.

Roku 1932 přijal místo asistenta profesora na univerzitě Tübingen, profesorem experimentální fyziky byl Hans Geiger. Po nástupu NSDAP k moci ale Bethe kvůli svému židovskému původu o místo přišel. Geiger mu odmítl pomoci, ale Sommerfeld ho novu zaměstnal v Mnichově.

V roce 1933 ale Bethe emigroval do Anglie a díky Sommerfeldově známosti s Williamem Braggem získal práci na The University of Manchester, kam odešel se svým přítelem Rudolfem Peierlsem, který rovněž kvůli židovskému původu přišel v Německu o práci. Poté co Maurice Goldhaber a James Chadwick objevili fotodisintegraci deuteria, dostali Peierls a Bethe za úkol tento jev teoreticky vysvětlit, což dokázali během čtyřhodinové jízdy vlakem. [4] Bethe tento jev zkoumal i v následujících letech.

V roce 1934 získal na doporučení Lloyda Smithe místo profesora na Cornellově univerzitě, která sháněla nového teoretického fyzika, ještě předtím ale krátce pracoval na University of Bristol, kde působil Nevill Mott a v Kodani v institutu Nielse Bohra.

Spojené státy americké[editovat | editovat zdroj]

Do USA odcestoval v roce 1935. Cornellova univerzita tehdy budovala novou skupinu fyziků a potřebovala experimentátora. Bethe doporučil Roberta Bachera. Rovněž byla najat Stanley Livingston aby na univerzitě vybudoval urychlovač částic. Krátce na to dostal nabídku z Univerzita Illinois v Urbana Champaign, ale Cornell mu dvakrát zvýšil plat a Bethe proto zůstal. Na Cornellově univerzitě publikoval společně s Livingstonem a Bacherem sérii článků o tom co víme o jaderné fyzice. [5][6][7]

V roce 1938 se zúčastnil čtvrté výroční konference o teoretické fyzice ve Washingtonu na níž vystoupili George Gamow a Subrahmanyan Chandrasekhar, John von Neumann, Gregory Breit nebo Edward Teller. Bethe nejprve účast odmítl, jelikož se v té době o hvězdnou nukleosyntézu, která byla tématem nezajímal, ale Teller ho k účasti přemluvil. Jeden z řečníků Bengt Strömgren uvedl na konferenci co je známo o teplotě, hustotě a chemickém složení Slunce a nabádal fyziky, aby přišli s vysvětlením jak Slunce funguje. Gamow a Carl Friedrich von Weizsäcker navrhli, že ve Slunci probíhá proton-protonová reakce. Nedokázali ale vysvětlit vzik prvů těžších než helium. Bethe se začal otázkou reakcí ve hvězdách zabývat a s Charlesem Critchfieldem objevil ještě do skončení konference reakce při nichž vznikají těžší prvky. Po návratu na Cornell objevil rovněž CNO (uhlík-dusík-kyslík) cyklus. Po křišťálové noci měl stále větší obavy o matku, která zůstala v Německu. Využil proto peníze získané za o CNO cyklu, který vyhrál cenu pro nejlepší článek o sluneční a hvězdné energii a pomohl matce. Tento Betheho článek znamenal přelom v chápání hvězd a Bethe za něj získal Nobelovu cenu pro rok 1967. V roce 1939 se oženil s Rose Ewald. Měli spolu dvě děti. [8] 1941 získal americké státní občanství.

Projekt Manhattan[editovat | editovat zdroj]

Poté co vypukla druhá světová válka se Bethe začal podílet na válečných projektech, avšak do zisku občanství byl prohlášen za neschopného práce. S Tellerem ale pracovali na teorii rázových vln generovaných při průchodu projektilu skrz plyn. Dále se zabýval problematikou obrněných jednotek, ale tato práce mu byla zakázána, jelikož ještě nebyl občanem USA.

Po obdržení občanství a bezpečnostní prověrky pracoval v radiologických laboratořích Massachusettského technologického institutu, kde objevil nový typ vlnovodu používaný v radarech a na Kalifornské univerzitě v Berkeley, kde se setkal s Robertem Oppenheimerem a začal pracovat na atomové bombě. Diskutovali o možnosti použití plutonia a uranu. Teller rovněž představil svůj návrh superbomby a pověřil Betheho, výpočtem zda by tato zbraň mohla zapálit dusík v atmosféře. Bethe dokázal, že to není možné.

Po dokončení tajných objektů v Los Alamos se Bethe stal vedoucím teoretické skupiny, nejmenší avšak nejprestižnější divize. To podráždilo zkušenější kolegy Tellera a Blocha. Zvláště Teller měl se skupinou Betheho řadu sporů, což vedlo k přeřazení Tellerovy skupiny přímo pod Oppenheimera. Bethe pracoval na problematice štěpné bomby založené na uranu, počítal kritické množství pro explozi a spolu s Richardem Feynmanem rovněž určili rovnici pro explozivní výtěžek bomby. V roce 1944 se skupina přeorientovala na problémy spojené s implozí plutoniové bomby. Pracoval například na hydrodynamických aspektech imploze. První úspěšný jadenrý test proběhl v červenci 1945.

Vodíková bomba[editovat | editovat zdroj]

Po válce když se začalo pracovat na silnější termojaderné bombě, Bethe argumentoval, že by tato neměla být vyrobena. Ale projekt již běžel na příkaz z vyšších míst a Bethe sehrál ve vývoji nové zbraně klíčovou roli, přesto ještě těsně před dokončením věřil, že sestrojit tuto zbraň bude nemožné. Později Bethe vypovídal ve prospěch Oppenheimera v politickém procesu. Naopak Edward Teller vypovídal proti i přes Betheovu snahu ho přesvědčit k výpovědi ve prospěch Oppenheimera. I kvůli tomuto svědectví byla Oppenheimerovi odňata bezpečnostní prověrka. Tato epizoda trvale poznamenala vztah mezi oběma vědci.

Pozdější práce[editovat | editovat zdroj]

V roce 1947 se Bethe vrátil na Cornell, kde vysvětlil Lambův posun ve spektru vodíku, čímž položil základ pro rozvoj moderní kvantové elektrodynamiky. O rok později byl podepsán pod takzvaným alfa-beta-gama modelem, předpovídajícím reliktní záření, autorů Ralpha Alphera, Betheho a Gamowa. [9] Bethe se na práci ovšem nepodílel, byl jako autor dopsán proto, aby jména autorů tvořila zmíněná první tři písmena abecedy. Další z autorů Robert Herman byl kvůli nevyhovujícímu jménu vynechán zcela (podle Gamowa se měl nechat přejmenovat na Deltera, ale odmítl).

Později se věnoval výzkumu v astrofyzice, zejména supernovám, neutronovým hvězdám a černým dírám. Studoval gravitačního kolaps hvězd. [10] V roce 1985 napsal důležitý článek na téma chybějících solárních neutrin, kdy pomohl vymyslel mechanismus konverze z elektronového na mionové neutrino. Tento efekt, tedy oscilace neutrin byla skutečně pozorována těsně před jeho 95 narozeninami na Sudbury Neutrino Observatory. [11]

Roku 1996 pomohl Bethe Kip Thorneovi s výpočty ohledně nového vznikajícího projektu na interferometrickou detekci gravitačních vln LIGO. Výsledkem byla práce vydaná o dva roky později týkající se evoluce binárních systémů. [12]

Zemřel 6. března 2005 v Ithace na selhání srdce. Bylo mu 98 let.

Je po něm pojmenována planetka (30828) Bethe.

Literatura[editovat | editovat zdroj]

  • Lubomír Sodomka, Magdalena Sodomková, Nobelovy ceny za fyziku, Praha : SET OUT, 1997. ISBN 80-902058-5-2

Reference[editovat | editovat zdroj]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Hans Bethe na anglické Wikipedii.

  1. Interview with Hans Bethe by Charles Weiner at Cornell University [online]. American Institute of Physics, November 17, 1967, [cit. 2012-04-25]. When asked by Charles Weiner if there was religion in his home, Bethe replied: "No. My father was, I think, slightly religious. I was taught to pray in the evening before going to bed, and I attended the Protestant religious instruction, which was given in the schools in Germany. I was also confirmed, and the instruction which I got in this connection got religion out of my system completely. It was never very strong before, and the confirmation had the consequence that I just didn't believe.". [1]. (anglicky) 
  2. Bethe, Hans (1930).  "Zur Theorie des Durchgangs schneller Korpuskularstrahlen durch Materie"(in German). Annalen der Physik 397 (3): 325–400. doi:10.1002/andp.19303970303. Bibcode1930AnP...397..325B. 
  3.  "Zuschriften"(1931). Die Naturwissenschaften 19 (2): 37. doi:10.1007/BF01523870. Bibcode1931NW.....19...37C. 
  4.  "A 'Nuclear Photo-effect': Disintegration of the Diplon by γ-Rays"(1934). Nature 134 (3381): 237. doi:10.1038/134237a0. Bibcode1934Natur.134..237C. 
  5. Bethe, H. (1936).  "Nuclear Physics. A: Stationary States of Nuclei". Reviews of Modern Physics 8 (2): 82–229. doi:10.1103/RevModPhys.8.82. Bibcode1936RvMP....8...82B. 
  6. Bethe, H. (1937).  "Nuclear Physics. B: Nuclear Dynamics, Theoretical". Reviews of Modern Physics 9 (2): 69–244. doi:10.1103/RevModPhys.9.69. Bibcode1937RvMP....9...69B. 
  7. Bethe, H. (1937).  "Nuclear Physics. C: Nuclear Dynamics, Experimental". Reviews of Modern Physics 9 (2): 245–390. doi:10.1103/RevModPhys.9.245. Bibcode1937RvMP....9..245L. 
  8. Truscott, Alan. "Bridge: Son of Nobel Prize Winner Is Famed in His Own Right". The New York Times. February 24, 1988. Retrieved April 11, 2015.
  9.  "The Origin of Chemical Elements"(1 April 1948). Physical Review 73 (7): 803–804. doi:10.1103/PhysRev.73.803. Bibcode1948PhRv...73..803A. 
  10. Hans A. Bethe Prize winners [online]. American Physical Society, [cit. 2013-07-07]. [2]. (anglicky) 
  11. Bahcall, J.N. (1990).  "A solution of the solar neutrino problem". Physical Review Letters 65 (18): 2233–2235. doi:10.1103/PhysRevLett.65.2233. Bibcode1990PhRvL..65.2233B. 
  12.  "Evolution of Binary Compact Objects That Merge"(1998). Astrophysical Journal 506 (2): 780–789. doi:10.1086/306265. Bibcode1998ApJ...506..780B. 

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]