Мария Гепперт Майер -Maria Goeppert Mayer
Мария Гепперт Майер | |
---|---|
Родился |
Мария Гепперт
28 июня 1906 г. |
Умер | 20 февраля 1972 г.
Сан-Диего, Калифорния , США
|
(65 лет)
Гражданство |
Германия США |
Альма-матер | Геттингенский университет |
Известен | Модель ядерной оболочки |
Супруг(а) | Джозеф Эдвард Майер |
Дети | 2 |
Награды | Нобелевская премия по физике (1963 г.) |
Научная карьера | |
Поля | Физика |
Учреждения |
Колледж Сары Лоуренс Колумбийский университет Лаборатория Лос-Аламоса Аргоннская национальная лаборатория Калифорнийский университет, Сан-Диего Чикагский университет |
Докторантура | Макс Борн |
Докторанты | Роберт Г. Сакс |
Подпись | |
Мария Гёпперт Майер ( немецкое произношение: [maˈʁiːa ˈɡœpɛʁt ˈmaɪ̯ɐ] ( слушать ) ; 28 июня 1906 г. - 20 февраля 1972 г.) была американским физиком- теоретиком немецкого происхождения и лауреатом Нобелевской премии по физике за предложение модели ядерной оболочки атомного ядра . . Она была второй женщиной, получившей Нобелевскую премию по физике, первой была Мария Кюри . В 1986 году в ее честь была учреждена премия Марии Гепперт-Майер для начинающих женщин-физиков.
Выпускница Геттингенского университета Гепперт Майер написала докторскую диссертацию по теории возможного двухфотонного поглощения атомами. В то время шансы экспериментальной проверки ее тезиса казались маловероятными, но развитие лазера позволило это сделать. Сегодня единица сечения двухфотонного поглощения называется единицей Гёпперт-Майера (ГМ).
Мария Гепперт вышла замуж за Джозефа Эдварда Майера и переехала в США, где была адъюнкт-профессором Университета Джона Хопкинса . Строгие правила против кумовства не позволили Университету Джона Хопкинса принять ее в качестве преподавателя, но она получила работу в качестве ассистента и в 1935 году опубликовала знаменательную статью о двойном бета-распаде . В 1937 году она перешла в Колумбийский университет , где она получила неоплачиваемая должность. Во время Второй мировой войны она работала в Манхэттенском проекте в Колумбии над разделением изотопов и с Эдвардом Теллером в Лос-Аламосской лаборатории над разработкой «Супер» бомбы Теллера .
После войны Гепперт Майер стала добровольным адъюнкт-профессором физики в Чикагском университете (где работали ее муж и Теллер) и старшим физиком в Аргоннской национальной лаборатории , управляемой университетом . Она разработала математическую модель строения ядерных оболочек, за что была удостоена Нобелевской премии по физике в 1963 году, которую разделила с Дж. Хансом Д. Йенсеном и Юджином Вигнером . В 1960 году она была назначена профессором физики Калифорнийского университета в Сан-Диего .
Ранний период жизни
Мария Гёпперт родилась 28 июня 1906 года в Каттовице (ныне Катовице , Польша ), силезском городе в Пруссии , единственном ребенке педиатра Фридриха Гёпперта и его жены Марии, урожденной Вольф. В 1910 году она переехала с семьей в Геттинген , когда ее отец, профессор университета в шестом поколении, был назначен профессором педиатрии в Геттингенском университете . Гепперт была ближе к отцу, чем к матери. «Ну, мой отец был более интересным», - объяснила она позже. «В конце концов, он был ученым».
Гепперт получила образование в Höhere Technische в Геттингене, школе для девочек из среднего класса, которые стремились получить высшее образование. В 1921 году она поступила в Frauenstudium , частную среднюю школу, управляемую суфражистками , целью которой было подготовить девочек к поступлению в университет. Она сдала abitur , вступительный экзамен в университет, в 17 лет, на год раньше, с тремя или четырьмя девочками из ее школы и тридцатью мальчиками. Все девочки прошли, а из мальчиков только один.
Весной 1924 года Гёпперт поступила в Геттингенский университет, где изучала математику. Предполагаемая нехватка женщин-учителей математики в школах для девочек привела к росту числа женщин, изучающих математику в период высокой безработицы, и даже была женщина-профессор математики в Геттингене, Эмми Нётер , но большинство из них были заинтересованы только в получении квалификации . сертификаты на обучение.
Вместо этого Гепперт заинтересовался физикой и решил получить докторскую степень. В своей докторской диссертации 1930 года она разработала теорию возможного двухфотонного поглощения атомами. Юджин Вигнер позже описал диссертацию как «шедевр ясности и конкретности». В то время шансы экспериментальной проверки ее тезиса казались маловероятными, но разработка лазера позволила провести первую экспериментальную проверку в 1961 году, когда в кристалле , легированном европием , была обнаружена двухфотонно-возбуждаемая флуоресценция . В честь ее фундаментального вклада в эту область единица поперечного сечения двухфотонного поглощения названа «GM». Один ГМ равен 10 -50 см 4 с фотона -1 . Ее экзаменаторами были три лауреата Нобелевской премии : Макс Борн , Джеймс Франк и Адольф Отто Рейнгольд Виндаус (в 1954, 1925 и 1928 годах соответственно). Вместе с Максом Борном она написала в соавторстве несколько важных работ по динамике решетки кристаллов.
19 января 1930 года Гепперт вышла замуж за Джозефа Эдварда Майера , американского сотрудника Рокфеллера , который был одним из помощников Джеймса Франка. Они познакомились, когда Майер поселился в семье Гепперт. Пара переехала на родину Майера в Соединенные Штаты, где ему предложили должность доцента химии в Университете Джона Хопкинса . У них было двое детей, Мария Энн (которая позже вышла замуж за Доната Венцеля ) и Питер Конрад.
Соединенные Штаты
Строгие правила против кумовства не позволили Университету Джона Хопкинса нанять Гепперта Майера в качестве преподавателя. Эти правила, созданные во многих университетах для предотвращения покровительства, к этому времени утратили свою первоначальную цель и в основном использовались для предотвращения приема на работу женщин, вышедших замуж за преподавателей. Ей дали место ассистента физического факультета, работающего с немецкой корреспонденцией, за что она получила очень маленькую зарплату, место работы и доступ к объектам. Она вела несколько курсов и опубликовала важную статью о двойном бета-распаде в 1935 году.
Некоторые [школы] даже снизошли до того, чтобы дать ей работу, хотя и отказались ей платить, а темы были типично «женскими», например, выяснение того, что вызывает цвета… Чикагский университет, наконец, воспринял ее достаточно серьезно, чтобы сделать ее профессором. физика. Несмотря на то, что у нее был собственный кабинет, министерство по-прежнему не платило ей… Когда в 1963 году Шведская академия объявила, что она получила высшую награду в своей профессии, газета Сан-Диего приветствовала ее важный день заголовком «Мать SD получает Нобелевскую премию». .
В Университете Джона Хопкинса квантовая механика мало интересовала, но Гепперт Майер работал в этой области с Карлом Херцфельдом . Они совместно работали над рядом статей, в том числе над статьей со студентом Герцфельда А. Л. Скларом о спектре бензола . Она также вернулась в Геттинген летом 1931, 1932 и 1933 годов, чтобы работать со своим бывшим экзаменатором Борном, написав с ним статью для Handbuch der Physik . Это закончилось, когда в 1933 году к власти пришла нацистская партия , и многие ученые, в том числе Борн и Франк, потеряли работу. Обеспокоенный антиеврейскими законами 1933 года , изгнавшими профессоров еврейского происхождения, Гепперт Майер, а также Герцфельд стали участвовать в усилиях по оказанию помощи беженцам.
Джо Майер был уволен в 1937 году. Он объяснил это ненавистью к женщинам со стороны декана физических наук, которую, по его мнению, спровоцировала присутствие Гепперта Майера в лаборатории. Херцфельд согласился и добавил, что, поскольку Гепперт Майер, Франк и Герцфельд работают в Университете Джонса Хопкинса, некоторые считают, что там слишком много немецких ученых. Некоторые студенты также жаловались на то, что лекции Майера по химии содержат слишком много современной физики. Майер заняла должность в Колумбийском университете , где председатель физического факультета Джордж Б. Пеграм организовал для Гепперт Майер офис, но она не получала зарплаты. Вскоре она подружилась с Гарольдом Юри и Энрико Ферми , которые прибыли в Колумбию в 1939 году, и все трое с семьями жили в соседней Леонии, штат Нью-Джерси . Ферми попросил ее исследовать валентную оболочку неоткрытых трансурановых элементов . Используя модель Томаса-Ферми , она предсказала, что они сформируют новый ряд, подобный редкоземельным элементам . Это оказалось правильным. В 1941 году она была избрана членом Американского физического общества .
Манхэттенский проект
В декабре 1941 года Гепперт Майер заняла свою первую оплачиваемую профессиональную должность, преподавая науку на полставки в колледже Сары Лоуренс . Весной 1942 года, когда Соединенные Штаты были втянуты во Вторую мировую войну , она присоединилась к Манхэттенскому проекту . Она приняла должность исследователя на неполный рабочий день от Юри в Лаборатории заменителей сплавов (SAM) Колумбийского университета. Целью этого проекта было найти способ выделения делящегося изотопа урана-235 в природном уране; она исследовала химические и термодинамические свойства гексафторида урана и исследовала возможность разделения изотопов с помощью фотохимических реакций. В то время этот метод оказался непрактичным, но развитие лазеров позже открыло возможность разделения изотопов с помощью лазерного возбуждения .
Через своего друга Эдварда Теллера Гепперт Майер получила должность в Колумбийском университете в рамках проекта «Непрозрачность», который исследовал свойства материи и излучения при экстремально высоких температурах с прицелом на разработку « Супербомбы» Теллера , программы военного времени для разработка термоядерного оружия . В феврале 1945 года Джо отправили на Тихоокеанскую войну , а Гепперт Майер решила оставить детей в Нью-Йорке и присоединиться к группе Теллера в Лос-Аламосской лаборатории . Джо вернулся из Тихого океана раньше, чем ожидалось, и в июле 1945 года они вместе вернулись в Нью-Йорк.
В феврале 1946 года Джо стал профессором химического факультета и нового Института ядерных исследований Чикагского университета , а Гепперт Майер смог стать добровольным адъюнкт-профессором физики в школе. Когда Теллер также принял там должность, она смогла продолжить свою работу с Непрозрачностью вместе с ним. Когда 1 июля 1946 года была основана близлежащая Аргоннская национальная лаборатория , Гепперту Майеру также предложили там работу на неполный рабочий день в качестве старшего физика в отделе теоретической физики. Она ответила: «Я ничего не знаю о ядерной физике». Она запрограммировала ENIAC Абердинского испытательного полигона для решения проблем критичности для реактора с жидкометаллическим теплоносителем с использованием метода Монте-Карло .
Модель ядерной оболочки
Во время своего пребывания в Чикаго и Аргонне в конце 1940-х годов Гепперт Майер разработала математическую модель структуры ядерных оболочек , которую она опубликовала в 1950 году. Ее модель объясняла, почему определенное количество нуклонов в атомном ядре приводит к особенно стабильным конфигурациям. Эти числа Юджин Вигнер называл магическими числами : 2, 8, 20, 28, 50, 82 и 126. В отчете, переданном Джо Майером, Мария Гопперт Майер достигла критического понимания во время разговора с Энрико Ферми.
Ферми и Мария разговаривали в ее офисе, когда Энрико вызвали из офиса, чтобы ответить на междугородний звонок. В дверях он повернулся и задал свой вопрос о спин-орбитальной связи. Он вернулся менее чем через десять минут, и Мария начала «засыпать» его подробными объяснениями. Возможно, вы помните, что у Марии, когда она была возбуждена, произносилась молниеносная устная речь, в то время как Энрико всегда требовал медленных, подробных и методичных объяснений. Энрико улыбнулся и ушел: «Завтра, когда ты будешь менее взволнован, ты сможешь объяснить мне это».
Она поняла, что ядро представляет собой серию замкнутых оболочек, а пары нейтронов и протонов имеют тенденцию соединяться друг с другом. Она описала эту идею следующим образом:
Представьте себе комнату, полную вальсирующих. Предположим, они ходят по комнате кругами, каждый круг заключен внутри другого. Затем представьте, что в каждом круге вы можете разместить в два раза больше танцоров, если одна пара будет двигаться по часовой стрелке, а другая — против часовой стрелки. Затем добавьте еще один вариант; все танцоры кружатся, кружатся, как волчки, кружатся по комнате, каждая пара и кружится, и кружится. Но только некоторые из тех, что вращаются против часовой стрелки, вращаются против часовой стрелки. Остальные вращаются по часовой стрелке, а вращаются против часовой стрелки. То же самое и с теми, которые танцуют по часовой стрелке: одни крутятся по часовой стрелке, другие вертятся против часовой стрелки.
Три немецких ученых, Отто Хаксель , Дж. Ганс Д. Йенсен и Ганс Зюсс , также работали над решением той же проблемы и независимо друг от друга пришли к такому же выводу. Хотя их результаты были объявлены в выпуске Physical Review перед Геппертом Майером в июне 1949 года, работа Гепперт Майер была получена для обзора в феврале 1949 года, а работа немецких авторов была получена позже в апреле 1949 года. После этого она сотрудничала с ними. . Ханс Йенсен в соавторстве с Геппертом Майером в 1950 году написал книгу под названием « Элементарная теория структуры ядерной оболочки» . В 1963 году Гепперт Майер, Дженсен и Вигнер разделили Нобелевскую премию по физике «за открытия, касающиеся структуры ядерной оболочки». Она была второй женщиной-лауреатом Нобелевской премии по физике после Марии Кюри и будет последней на протяжении более полувека, пока Донна Стрикленд не была удостоена премии в 2018 году.
Смерть и наследие
В 1960 году Гепперт Майер был назначен профессором физики Калифорнийского университета в Сан-Диего . Хотя вскоре после прибытия туда она перенесла инсульт, она продолжала преподавать и проводить исследования в течение ряда лет. Она была избрана членом Американской академии искусств и наук и получила Золотую пластину Американской академии достижений в 1965 году. Гепперт Майер умерла в Сан-Диего, штат Калифорния , 20 февраля 1972 года, после сердечного приступа , который поразил ее в прошлом году оставили ее в коматозном состоянии . Она была похоронена в Мемориальном парке Эль-Камино в Сан-Диего.
После ее смерти Американское физическое общество (APS) учредило премию Марии Гепперт Майер для награждения молодых женщин-физиков в начале своей карьеры . Победительница, открытая для всех женщин-физиков, имеющих докторскую степень, получает деньги и возможность читать гостевые лекции о своих исследованиях в четырех крупных учреждениях. В декабре 2018 года APS назвало Аргоннскую национальную лабораторию историческим местом APS в знак признания ее работы. Аргоннская национальная лаборатория также награждает ее, ежегодно вручая награду выдающейся молодой женщине-ученому или инженеру, а Калифорнийский университет в Сан-Диего проводит ежегодный симпозиум Марии Гепперт Майер, на котором собираются женщины-исследователи для обсуждения современной науки. Кратер Гепперт-Майер на Венере , имеющий диаметр около 35 км, также назван в честь Гепперт-Майера. В 1996 году она была занесена в Национальный зал женской славы . В 2011 году она была включена в третий выпуск коллекции почтовых марок США « Американские ученые » вместе с Мелвином Кэлвином , Асой Грей и Северо Очоа . Ее документы находятся в библиотеке Гейзеля Калифорнийского университета в Сан-Диего, а физический факультет университета расположен в Майер-холле, названном в честь нее и ее мужа.
Смотрите также
Примечания
использованная литература
- Дэш, Джоан (1973). Собственная жизнь: три одаренные женщины и мужчины, на которых они вышли замуж . Нью-Йорк: Харпер и Роу. ISBN 978-0-06-010949-3. OCLC 606211 .
- Ферри, Джозеф (2003). Мария Гепперт Майер . Филадельфия: Издательство Chelsea House. ISBN 978-0-7910-7247-9. OCLC 50730923 .
- Кин, Сэм (2010). Исчезающая ложка и другие правдивые истории из Периодической таблицы элементов . Нью-Йорк: Little, Brown and Co. ISBN 978-0-552-77750-6.
- Сакс, Роберт (1979). Мария Гепперт Майер 1906–1972: биографические мемуары (PDF) . Биографические воспоминания . Национальная академия наук . Проверено 14 сентября 2013 г.
- Шибингер, Лонда (1999). Изменил ли феминизм науку? . Знаки . Том. 25. Лондон: Издательство Гарвардского университета. стр. 1171–115. дои : 10.1086/495540 . ISBN 978-0-674-38113-1. PMID 17089478 . S2CID 225088475 .
- Саймон, Рита Джеймс; Кларк, Ширли Мерритт; Тиффт, Ларри Л. (осень 1966 г.). «О кумовстве, браке и стремлении к академической карьере». Социология образования . 39 (4): 344–358. дои : 10.2307/2111918 . ISSN 0038-0407 . JSTOR 2111918 .
дальнейшее чтение
- Хабер, Луи (1979). Женщины-пионеры науки (1-е изд.). Нью-Йорк: Харкорт Брейс Йованович. ISBN 978-0152992026.
- Опфелл, Ольга С. (1978). Леди-лауреаты: женщины, получившие Нобелевскую премию . Метучен, Нью-Джерси: Scarecrow Press. стр. [ https://archive.org/details/ladylaureateswom0000opfe/page/194 194–208. ISBN 978-0-8108-1161-4.
- Вуэнш, Даниэла (2013). Der letzte Physiknobelpreis für eine Frau? Мария Гёпперт Майер: Eine Göttingerin erobert die Atomkerne. Nobelpreis 1963. Zum 50. Jubiläum . Геттинген, Германия: Termessos Verlag. стр. 148, 44 фото, 2 схемы. ISBN 978-3-938016-15-2.
внешние ссылки
- Майер, Мария Гепперт, 1906–1972 гг ., Научные биографии, Американский институт физики.
- Мария Гепперт Майер на Nobelprize.org , включая Нобелевскую лекцию, 12 декабря 1963 г. Модель Shell