Норман Фостер Рэмси мл. -Norman Foster Ramsey Jr.

Норман Фостер Рэмси мл.
НорманФРамси.jpg
Родился ( 1915-08-27 )27 августа 1915 г.
Вашингтон, округ Колумбия, США
Умер 4 ноября 2011 г. (2011-11-04)(96 лет)
Альма-матер
Известен интерферометрия Рамсея
Родные Энн Рэмси (двоюродная сестра)
Награды
Научная карьера
Поля Физика
Учреждения
Докторантура Исидор Исаак Раби
Докторанты
Другие известные студенты Санни Чан ( постдок )

Норман Фостер Рэмси-младший (27 августа 1915 г. - 4 ноября 2011 г.) был американским физиком , лауреатом Нобелевской премии по физике 1989 г. за изобретение метода разделенного колебательного поля, который имел важное применение в конструкции атомных часов . . Профессор физики Гарвардского университета на протяжении большей части своей карьеры, Рэмси также занимал несколько должностей в таких правительственных и международных организациях, как НАТО и Комиссия по атомной энергии США . Среди других его достижений - помощь в создании Брукхейвенской национальной лаборатории Министерства энергетики США и Фермилаб .

Ранние годы

Норман Фостер Рэмси-младший родился в Вашингтоне, округ Колумбия , 27 августа 1915 года в семье Минны Бауэр Рэмси, инструктора Канзасского университета , и Нормана Фостера Рэмси, выпускника Военной академии США в Вест-Пойнте в 1905 году. офицер артиллерийского управления , дослужившийся до звания бригадного генерала во время Второй мировой войны и командующий Арсеналом Рок-Айленда . Он вырос армейским парнем , часто переходя с поста на пост, и жил во Франции в то время, когда его отец был офицером связи в Управлении артиллерии и помощником военного атташе . Это позволило ему пропустить пару классов по пути, так что он окончил среднюю школу Ливенворта в Ливенворте, штат Канзас , в возрасте 15 лет.

Родители Рэмси надеялись, что он поступит в Вест-Пойнт, но в 15 лет он был слишком молод, чтобы его приняли. Он получил стипендию в Канзасском университете , но в 1930 году его отца отправили на Губернаторский остров в Нью-Йорке. Поэтому Рэмси поступил в Колумбийский университет в 1931 году и начал изучать инженерное дело . Он увлекся математикой и переключился на нее как на свою академическую специальность . К тому времени, когда он получил степень бакалавра в Колумбийском университете в 1935 году, он заинтересовался физикой . Колумбия присудила ему стипендию Келлетта в Кембриджском университете , где он изучал физику в Кавендишской лаборатории под руководством лорда Резерфорда и Мориса Голдхабера и познакомился с известными физиками, включая Эдварда Эпплтона , Макса Борна , Эдварда Булларда , Джеймса Чедвика , Джона Кокрофта , Пола Дирака , Артура Эддингтона , Ральфа. Фаулер , Марк Олифант и Дж. Дж. Томсон . В Кембридже он прошел трипо , чтобы изучать квантовую механику , которая не изучалась в Колумбийском университете, в результате чего Кембридж присвоил ему вторую степень бакалавра.

Курсовая работа, написанная Рэмси для Гольдхабера по магнитным моментам , побудила его прочитать недавние статьи Исидора Исаака Раби по этому вопросу , и это стимулировало интерес к молекулярным пучкам и к проведению исследований для получения докторской степени. под Раби в Колумбии. Вскоре после того, как Рэмси прибыл в Колумбию, Раби изобрел спектроскопию резонанса молекулярного пучка , за что он был удостоен Нобелевской премии по физике в 1944 году. Рэмси был частью команды Раби, в которую также входили Джером Келлог , Поликарп Куш , Сидни Миллман и Джеррольд Захариас . Рэмси работал с ними над первыми экспериментами с использованием новой техники и разделил с Раби и Захариасом открытие того, что дейтрон представляет собой магнитный квадруполь . Это означало, что атомное ядро ​​не было сферическим, как считалось. Он получил докторскую степень. Он получил степень бакалавра физики в Колумбийском университете в 1940 году и стал научным сотрудником Института Карнеги в Вашингтоне, округ Колумбия, где изучал нейтронно - протонное и протонно- гелиевое рассеяние .

Вторая Мировая Война

Радиационная лаборатория

Ночной истребитель Northrop P-61 Black Widow был специально разработан для использования преимуществ нового радара.

В 1940 году он женился на Элинор Джеймсон из Бруклина, штат Нью-Йорк , и принял должность преподавателя в Иллинойском университете в Урбана-Шампейн . Эти двое рассчитывали провести там остаток своей жизни, но вмешалась Вторая мировая война. В сентябре 1940 года британская миссия Тизард привезла в США ряд новых технологий, в том числе резонаторный магнетрон — мощное устройство, генерирующее микроволны с помощью взаимодействия потока электронов с магнитным полем , что обещало произвести революцию в радиолокации . Альфред Ли Лумис из Национального комитета по исследованиям в области обороны создал Радиационную лабораторию в Массачусетском технологическом институте для разработки этой технологии. Рэмси был одним из ученых, нанятых Лави для этой работы.

Первоначально Рэмси был в группе магнетронов Раби. Когда Раби стал главой подразделения, Рэмси стал лидером группы. Роль группы заключалась в разработке магнетрона, позволяющего уменьшить длину волны со 150 сантиметров (59 дюймов) до 10 сантиметров (3,9 дюйма), а затем до 3 сантиметров (1,2 дюйма) или X-диапазона. Микроволновый радар обещал быть маленьким, легким и более эффективным, чем старые типы. Группа Рэмси начала с дизайна, созданного командой Олифанта в Великобритании, и попыталась его улучшить. Радиационная лаборатория разработала конструкции, которые были прототипированы компанией Raytheon , а затем испытаны лабораторией. В июне 1941 года Рэмси отправился в Великобританию, где встретился с Олифантом, и они обменялись идеями. Он привез некоторые британские компоненты, которые были включены в окончательный дизайн. На основе нового радара был разработан ночной истребитель Northrop P-61 Black Widow . Рэмси вернулся в Вашингтон в конце 1942 года в качестве советника по использованию новых 3-сантиметровых микроволновых радаров, которые теперь поступали на вооружение, работая на Эдварда Л. Боулза в офисе военного министра Генри Л. Стимсона .

Манхэттенский проект

В 1943 году к Рэмси обратились Роберт Оппенгеймер и Роберт Бахер , которые попросили его присоединиться к Манхэттенскому проекту . Рэмси согласился сделать это, но вмешательство директора проекта, бригадного генерала Лесли Р. Гроувса-младшего , было необходимо, чтобы вырвать его из кабинета военного министра. Был достигнут компромисс, согласно которому Рэмси остался на зарплате военного министра и был просто прикомандирован к Манхэттенскому проекту. В октябре 1943 года в Лос-Аламосской лаборатории была создана группа E-7 артиллерийского отдела с Рэмси в качестве руководителя группы с задачей интеграции разработки и доставки ядерного оружия , создаваемого лабораторией.

Рэмси подписывает Толстяка , использованного в Нагасаки .

Первое, что он должен был сделать, это определить характеристики самолета, который будет использоваться. Достаточно больших самолетов союзников было всего два : британский Avro Lancaster и американский Boeing B-29 Superfortress . ВВС США (USAAF) хотели использовать B-29, если это вообще возможно, даже несмотря на то, что он требовал существенной модификации. Рэмси руководил программой испытательного сброса, которая началась в Дальгрене, штат Вирджиния , в августе 1943 года, а затем в марте 1944 года переехала в Сухое озеро Мурок , Калифорния . радар на основе того типа, который Рэмси помог разработать в радиационной лаборатории. Были обнаружены и исправлены многочисленные проблемы с бомбами и модификациями самолетов.

Планы доставки оружия в бою были поручены Комитету по оружию, который возглавлял Рэмси и подчинялся капитану Уильяму С. Парсонсу . Рэмси составил таблицы организации и оборудования для отряда проекта «Альберта» , который должен был сопровождать 509-ю составную группу ВВС США на Тиниан . Рэмси проинформировал командира 509-го полка подполковника Пола У. Тиббетса о характере миссии, когда последний принял командование 509-м полком. Рэмси отправился на Тиниан с отрядом проекта «Альберта» в качестве научно-технического заместителя Парсонса. Он участвовал в сборке бомбы «Толстяк» и передал сообщение Парсонса об успехе бомбардировки Хиросимы Гроувсу в Вашингтоне, округ Колумбия .

Исследовательская работа

В конце войны Рэмси вернулся в Колумбию в качестве профессора и научного сотрудника. Раби и Рэмси продолжили свои эксперименты с молекулярными пучками с того места, на котором они остановились до войны. Рэмси и его первый аспирант Уильям Ниренберг измерили различные ядерные магнитные дипольные и электрические квадрупольные моменты. Вместе с Раби он помог основать Брукхейвенскую национальную лабораторию на Лонг-Айленде . В 1946 году он стал там первым заведующим кафедрой физики. Его пребывание там было недолгим, так как в 1947 году он поступил на физический факультет Гарвардского университета , где он оставался в течение следующих 40 лет, за исключением непродолжительных приглашенных профессоров в колледже Миддлбери , Оксфордском университете , колледже Маунт-Холиок и Университете Вирджинии. . В 1950-х годах он был первым научным советником НАТО и инициировал серию стипендий, грантов и программ летних школ для обучения европейских ученых.

Гарвардский циклотрон во время строительства в 1948 году. Показаны Рэмси (слева) и Ли Дэвенпорт (справа) .

Исследования Рэмси в первые послевоенные годы были направлены на измерение фундаментальных свойств атомов и молекул с помощью молекулярных пучков. При переходе в Гарвард его целью было проведение точных экспериментов по магнитному резонансу с молекулярным пучком на основе методов, разработанных Раби. Однако точность измерений зависела от однородности магнитного поля, и Рэмси обнаружил, что создать достаточно однородные магнитные поля трудно. Он разработал метод разделенного колебательного поля в 1949 году как средство достижения желаемой точности.

Рэмси и его аспирант Даниэль Клеппнер разработали мазер атомарного водорода , стремясь повысить точность измерения сверхтонких разделений атомарного водорода , дейтерия и трития , а также исследовать, насколько сверхтонкая структура подвергается влиянию внешних магнитных и магнитных полей. электрические поля. Он также участвовал в разработке чрезвычайно стабильных часов на основе водородного мазера. С 1967 по 2019 год второй определялся на основе 9 192 631 770 сверхтонких переходов атома цезия-133 ; атомные часы , которые используются для установления этого стандарта, являются приложением работы Рэмси. Он был удостоен Нобелевской премии по физике в 1989 году «за изобретение метода разделенных колебательных полей и его использование в водородном мазере и других атомных часах». Премию разделили между собой Ханс Г. Демельт и Вольфганг Пауль .

В сотрудничестве с Институтом Лауэ-Ланжевена Рэмси также работал над применением подобных методов к пучкам нейтронов, измеряя магнитный момент нейтрона и находя предел его электрического дипольного момента . В качестве президента Ассоциации университетских исследований в 1960-х годах он участвовал в проектировании и строительстве Фермилаб в Батавии, штат Иллинойс . Он также возглавлял комитет Национального исследовательского совета 1982 года, который пришел к выводу, что, вопреки выводам Специального комитета Палаты представителей по убийствам , акустические доказательства не указывают на причастность второго боевика к убийству президента Джона Ф. Кеннеди .

Более поздняя жизнь

В конце концов Рэмси стал профессором физики Юджина Хиггинса в Гарварде и вышел на пенсию в 1986 году. Однако он продолжал активно заниматься физикой, проведя год в качестве научного сотрудника в Объединенном институте лабораторной астрофизики (JILA) в Университете Колорадо . Он также продолжал посещать профессорские должности в Чикагском университете , Уильямс-колледже и Мичиганском университете . Помимо Нобелевской премии по физике, Рэмси получил ряд наград, в том числе премию Эрнеста Орландо Лоуренса в 1960 году, премию Дэвиссона-Гермера в 1974 году, Почетную медаль IEEE в 1984 году, премию Раби в 1985 году, премию Рамфорда . в 1985 г., медаль Комптона в 1986 г., а также медаль Эрстеда и Национальную медаль науки в 1988 г. В 1990 г. Рэмси получил премию «Золотая пластина» Американской академии достижений . В 2004 году он подписал письмо вместе с 47 другими лауреатами Нобелевской премии , поддерживая Джона Керри на посту президента Соединенных Штатов как человека, который «вернет науке ее надлежащее место в правительстве».

Его первая жена Элинор умерла в 1983 году, после чего он женился на Элли Уэлч из Бруклина, штат Массачусетс. Рэмси умер 4 ноября 2011 года. У него остались жена Элли, четыре дочери от первого брака, а также падчерица и пасынок от второго брака.

Библиография

Заметки

использованная литература

внешние ссылки