Норман Фостер Рэмси мл. -Norman Foster Ramsey Jr.
Норман Фостер Рэмси мл. | |
---|---|
Родился |
Вашингтон, округ Колумбия, США
|
27 августа 1915 г.
Умер |
4 ноября 2011 г. (96 лет)
Уэйленд, Массачусетс , США
|
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
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.
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.
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
- Рэмси, Н.Ф.; Бирге, Р.В. и У.Э. Крузе. «Протон-протонное рассеяние при 105 МэВ и 75 МэВ» , Гарвардский университет , Министерство энергетики США (через предшественницу Комиссии по атомной энергии США ) (31 января 1951 г.).
- Рэмси, Н.Ф.; Конус, АА; Чен, кВт; Даннинг-младший-младший; Хартвиг, Г.; Уокер, Дж. К. и Р. Уилсон. «Неупругое рассеяние электронов протонами» , Физический факультет Гарвардского университета , Министерство энергетики США (через предшествующее агентство — Комиссию по атомной энергии США ) (декабрь 1966 г.).
- Рэмси, Н.Ф.; Грин, Г.Л.; Мампе, В .; Пендлбери, Дж. М.; Смит, К.; Платье, ВБ; Миллер, П.Д. и П. Перрин. «Определение магнитного момента нейтрона» , Окриджская национальная лаборатория , Гарвардский университет , Институт Лауэ-Ланжевена , Астрономический центр Сассексского университета , Министерство энергетики США (июнь 1981 г.).
- Рэмси, NF Molecular Beams , Oxford University Press (первое издание 1956 г., перепечатано в 1986 г.).
Заметки
использованная литература
- Конант, Дженнет (2002). Tuxedo Park: магнат с Уолл-стрит и секретный дворец науки, изменивший ход Второй мировой войны . Нью-Йорк: Саймон и Шустер. ISBN 0-684-87287-0. OCLC 48966735 .
- Каллум, Джордж У. (1930). Биографический реестр офицеров и выпускников Военной академии США в Вест-Пойнте, штат Нью-Йорк, с момента ее основания в 1802 году: дополнение к тому VII, 1920–1930 гг . Чикаго: Р. Р. Доннелли и сыновья, The Lakeside Press . Проверено 6 октября 2015 г. .
- Каллум, Джордж У. (1940). Биографический реестр офицеров и выпускников Военной академии США в Вест-Пойнте, Нью-Йорк, с момента ее основания в 1802 году: дополнение к тому VIII, 1930–1940 гг . Чикаго: Р. Р. Доннелли и сыновья, The Lakeside Press . Проверено 6 октября 2015 г. .
- Каллум, Джордж У. (1950). Биографический реестр офицеров и выпускников Военной академии США в Вест-Пойнте, штат Нью-Йорк, с момента ее основания в 1802 году: дополнение к IX тому, 1940–1950 гг . Чикаго: Р. Р. Доннелли и сыновья, The Lakeside Press . Проверено 6 октября 2015 г. .
- Гровс, Лесли (1962). Теперь это можно рассказать: история Манхэттенского проекта . Нью-Йорк: Харпер и Роу. ISBN 0-306-70738-1. OCLC 537684 .
- Ходдесон, Лилиан ; Хенриксен, Пол В.; Мид, Роджер А.; Вестфолл, Кэтрин Л. (1993). Критическая сборка: техническая история Лос-Аламоса в годы правления Оппенгеймера, 1943–1945 гг . Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-44132-3. OCLC 26764320 .
- Ригден, Джон С. (1987). Раби, ученый и гражданин . Серия Фонда Слоана. Нью-Йорк: Основные книги. ISBN 0-465-06792-1. OCLC 14931559 .
внешние ссылки
- Групповая фотография , сделанная на выставке Lasers '93 , включая (справа налево) Нормана Ф. Рэмси, Марлана Скалли и Ф. Дж. Дуарте .
- Норман Рэмси, устная история, проведенная в 1995 году Эндрю Гольдштейном, Исторический центр IEEE, Нью-Брансуик, Нью-Джерси, США.
- Документы, относящиеся к Манхэттенскому проекту 1945–1946 годов, собранные Норманом Рэмси . Библиотека истории науки и технологий Дибнера, Смитсоновские библиотеки, от SIRIS
- Норман Ф. Рэмси на Nobelprize.org , включая Нобелевскую лекцию, 8 декабря 1989 г. Эксперименты с разделенными колебательными полями и водородными мазерами