Известные люди

»

Гейнрих Рорер

Гейнрих Рорер Geinrih Rorer Карьера: Физик
Рождение: Швейцария, 6.6.1933
Швейцарский физик Гейнрих Рорер родился в г. Бухсе, на востоке Швейцарии, в семье коммивояжера, занимавшегося распространением промышленных товаров, Ханса Гейнриха Рорера и Катарины (урожденной Ганпенбейн) Рорер. В юности Р. превосходно успевал по физике и химии и проявлял большие способности к древним языкам латинскому и греческому, хотя современные языки давались ему с трудом. По окончании средней школы он решил было посвятить себя изучению древних языков, но потом передумал и поступил в Цюрихский федеральный технологический институт, чтобы заняться физикой и математикой. Его докторская диссертация была посвящена исследованию влияния давления и объемных эффектов на сверхпроводимость. В 1960 г. за эту работу ему была присуждена докторская степень.

После года службы в швейцарской армии Р. был зачислен для проведения постдокторских исследований в Ратджерский вуз в Нью-Брансуике (штат Нью-Джерси), где провел два года, занимаясь исследованием явлений, связанных со сверхпроводимостью. В 1963 г. он возвращается в Цюрих и приступает к работе в научно-исследовательской лаборатории компании Интернэшнл коммерциал мэшинс. (ИБМ). За исключением 1974/75 учебного г., тот, что Р. провел, будучи приглашенным ученым-исследователем, в Калифорнийском университете в г. Санта-Барбара, все другое время он остается в лаборатории ИБМ.

Во время работы в ИБМ научные интересы Рорера переместились от сверхпроводимости в другие области физики твердого тела. Особенно увлекли его проблемы, связанные со свойствами поверхностей материалов, где имеют местоположение химические и другого рода взаимодействия между веществами. Существовали методы, позволявшие исследовать расположение атомов в веществе, но было сравнительно немного подходов к пониманию жутко различного поведения атомов на его поверхности. При попытках исследовать поверхность возникали трудности, долгое время препятствовавшие продвижению вперед. Эти трудности были до того велики, что в одно прекрасное время Вольфганг Паули воскликнул Поверхность, бесспорно, была изобретением дьявола!

В 1978 г. к Р., стремившемуся раскумекать процессы, происходящие на поверхности, присоединился только что закончивший аспирантуру Франкфуртского университета Герд Бинниг. Вскоре двум ученым удалось предложить свежий подход к исследованию поверхностей на основе квантово-механического эффекта, известного под названием туннелирования. Эффект туннелирования является прямым следствием принципа неопределенности Гейзенберга (названного так в честь немецкого физика Вернера Гейзенберга), тот, что гласит, что положение и прыть субатомной частицы не могут быть в то же время известны. Вследствие этого такая частица, как, к примеру, электрон, ведет себя не как частица, а как расплывчатое облако материи. Такой облакообразный нрав субатомных частиц позволяет им туннелировать, или проникать, через две поверхности, более того если те не соприкасаются Явление туннелирования было экспериментально подтверждено Айваром Джайевером в 1960 г.

К моменту, когда Р. и Бинниг начали к своей работе, результат туннелирования был добро известен. Некоторые физики более того использовали тот самый результат для получения множества данных о границах, разделяющих отдельные слои в сандвичах из материалов Р. и Бинниг избрали другой принцип, заставляя электроны туннелировать посредством вакуум. Наивысшим достижением в развитии предложенного ими подхода стало изобретение нового прибора, получившего наименование сканирующего туннелирующего микроскопа. Основная мысль этого прибора состоит в том, чтобы сканировать поверхность твердого тела в вакууме с помощью кончика острой иглы. Если между образцом и кончиком иглы приложено натуга и пространство довольно чуть-чуть, то электроны туннелируют с острия иглы на стандарт. Поток электронов измеряется как ток туннелирования. Сила тока туннелирования зависит от расстояния между образцом и острием иглы и выражается экспоненциальной функцией расстояния. Водя иглой по образцу и дозируя ток, исследователи получают вероятность причинить на карту расположение микроскопических (атомных размеров) холмов и долин на поверхности образца.

Несмотря на огромные технические трудности, Р. и Бинниг были настроены оптимистически. Как заметил в дальнейшем Р., мы были идеально уверены в успехе. С самого начала мы знали, что это будет важным продвижением вперед Удивительно только то, что нам удалось так проворно достичь желаемого. Первое успешное опробование сканирующего микроскопа Р. и Бинниг провели весной 1981 г. При участии двух других сотрудников ИБМ Кристофера Гербера и Эдмунда Вейбеля им удалось достичь разрешения шероховатостей на поверхности кальциево-иридиево-оловянных кристаллов (CaIrSn4) высотой всего только в 1 атом. По иронии судьбы, когда они впервой направили статью с сообщением о полученных результатах в журнал, рецензент отверг ее, сочтя мало интересной.

Самым большим препятствием на пути группы из ИБМ была надобность вытурить все источники колебательных шумов. Сильная подневольность тока туннелирования от расстояния между поверхностью образца и сканирующим острием означает, что положение острия должно контролироваться с точностью до доли диаметра атома. Если не принять достаточных мер предосторожности, то уличные шумы и более того шаги прохожих могут целиком сорвать такую деликатную операцию, как служба сканирующего микроскопа. Первоначально Р. и Бинниг намеревались постановить проблему шумов, поместив микроскоп на тяжелом каменном постаменте, тот, что они изолировали от внешних возмущений в здании лаборатории специальными амортизаторами из сплющенных шин. Сам микроскоп был подвешен над чашей из сверхпроводящего свинца с постоянными магнитами. Для перемещения острия с наибольшей точностью экспериментаторы использовали пьезоэлектрические материалы, которые сокращаются или расширяются под действием приложенного напряжения.

В дальнейшем микроскоп был существенно усовершенствован по сравнению со настолько примитивными первыми вариантами. Сканирующий туннелирующий микроскоп (если не считывать вакуумную камеру) умещается на ладони и позволяет разрешать по вертикали детали размером в 0,1 ангстрема (1010 м), или, по-другому говоря, одну десятую диаметра атома водорода. Разрешающая способность сканирующего острия шириной всего в немного атомов позволяет разрешать детали горизонтальной плоскости размером не больше 2 ангстремов. В настоящее время удалось изготовить острия шириной всего только в 1 атом. У 1986 г. в лабораториях мира находилось по крайней мере 40 сканирующих туннелирующих микроскопов, и две компании начали к выпуску коммерческих вариантов этих приборов. Сканирующий туннелирующий микроскоп, кроме вакуума, работает и в других средах, в том числе в воздухе, воде и криогенных жидкостях. Он применяется для исследования не только неорганических, но и органических веществ, в том числе вирусов и дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).

В 1986 г. Р. и Бинниг были удостоены (половины) Нобелевской премии по физике за создание сканирующего туннелирующего микроскопа. Другая половинка премии была присуждена Эрнсту Руске за его вклад в создание электронного микроскопа. На церемонии презентации лауреатов агент Шведской королевской академии наук сказал:

Сканирующий туннелирующий микроскоп представляет собой нечто идеально новое, и мы до сих пор были свидетелями только первых его применений. Однако и в текущее время идеально ясно, что перед исследователями строения материи открываются совсем неведомые области. Великое достижение лауреатов состоит в том, что, взяв за отправную точку свои больше ранние работы и идеи, они сумели осилить огромные экспериментальные трудности, возникшие при сооружении прибора требуемой точности и стабильности.

В 1961 г. Р. вступил в брак с Розмари Эггар. У супругов две дочери. На просьбу сориентировать свою характерную черту Р., пользующийся репутацией мягкого и скромного человека, ответил: Те, кто меня знает, понимают меня. Для тех, кто меня не знает, толковать что-либо бесполезно.

Кроме Нобелевской премии, Р. и Бинниг были удостоены и других наград за свою работу. В 1984 г. они получили премию Хьюлетта Пиккарда Европейского физического общества и Международную премию по физике короля Фейсала, присуждаемую правительством Саудовской Аравии.

Так же читайте биографии известных людей:
Гейр Хорде Geir Hilmar Haarde

C 1977 по 1987 год работал экономистом в Банке Исландии, а позднее стал советником министерства финансов страны.
читать далее

Гектор Бабенко Hector Babenco

В 1975 г. он снимает свой первый фильм "Король ночи", а его второй фильм "Лючио Флавио", основанный на реальных фактах, стал одним из наиболее..
читать далее

Гектор Берлиоз Gektor Berlioz

Берлиоз вошел в историю как смелый художник, расширивший выразительные возможности музыкального искусства, как романтик, остро запечатлевший буйные..
читать далее

Гела Бежуашвили Gela Bejyashvili

Руководитель департамента разведки Грузии. Был назначен на этот пост январе 2008 года. В 2005-2008 годах занимал пост министра иностранных дел..
читать далее

Ваши комментарии
добавить комментарий