Известные люди

»

Уиллис Лэмб

На протяжении всей своей научной карьеры Л. преподавал физику в различных университетах: Колумбийском (1938...1951), Станфордском (1951...1956), Гарвардском (1953...1954), Оксфордском (1956...1962), Йельском (1962...1974). В университете штата Аризона в 1974 г. он был назначен профессором физики и оптики. Его касательство к обязанностям педагога ослепительно проявилось в таком эпизоде: узнав о присуждении ему Нобелевской премии, Л. отправился в аудиторию, чтобы провести очередной семинар по квантовой механике, и только после этого встретился с представителями прессы.

С 1942 по 1952 г. Л. работал по совместительству в радиационной лаборатории Колумбийского университета над проектами, финансировавшимися войсками связи армии США, Управлением научных исследований военно-морских сил и Департаментом научных исследований и изобретений. Его работы были связаны главным образом с радарной и микроволновой техникой.

Работая сообща с И.А. Ради и группой, занимавшейся молекулярными пучками, Л. заинтересовался метастабильными состояниями атомов. Обычно возбужденное, или высокоэнергетическое, состояние атома стремительно распадается, и атом, испуская излучение, переходит в состояние с больше низкой энергией. Наиболее весьма возбужденные состояния распадаются с испусканием одного фотона, или кванта света, приблизительно за 108 секунды. Метастабильные состояния существуют значительно дольше. Например, время жизни так называемого второго возбужденного состояния атома водорода на глаз в 700 млн. раз превышает время жизни других возбужденных состояний. Причина такого долголетия содержится в том, что атом во втором возбужденном состоянии не может испустить единственный фотон. Законы сохранения углового момента и свойства, называемого четностью, требуют, чтобы атом в то же время испускал два фотона. Такой ход менее вероятен и потому происходит значительно медленнее.

Первоначально Л. был физиком-теоретиком, но его наиболее известные работы связаны с серией необычайно тонких опытов, большинство из которых было выполнено в сотрудничестве с Робертом К. Резерфордом в Колумбийском университете. По мере расширения сферы своих исследований в годы войны внимательность Л. привлекли поглощение и испускание микроволнового излучения атомами. Зная из литературы о предпринятых в 30-х гг. безуспешных попытках выявить поглощение микроволнового излучения в газе, состоящем из возбужденных атомов водорода, Л. поначалу отнес неудачу за счет неадекватной микроволновой техники. Но потом он пришел к выводу, что приметить поглощение мешал приём, тот, что экспериментаторы избрали для возбуждения атомов. Л. решил употребить усовершенствованной микроволновой техникой для того, чтобы более точно определить спектроскопические измерения различных энергетических уровней атома водорода.

В атоме водорода один-единственный электрон движется кругом ядра по одной из серии орбит. Находясь на своей орбите, электрон обладает полностью определенной энергией. Для того чтобы он перешел на больше высокую орбиту, атом должен поглотить фотон, энергия которого в точности соответствует разности энергий между орбитами. То же самое происходит и при переходе электрона на больше низкую орбиту атом должен испустить фотон, обладающий соответствующей энергией. Такие переходы порождают спектр атомарного водорода, состоящий из отдельных четких линий.

Многие линии в спектре водорода обладают тонкой структурой. Если подвергать рассмотрению их с большим увеличением, становится видно, что они состоят из двух или большего числа рядом расположенных линий. Это свидетельствует о том, что орбитальные энергетические уровни кроме того расщепляются на рядом расположенные подуровни. Переходы между соседними уровнями тонкой структуры требуют поглощения или испускания излучения в микроволновом диапазоне длин волн.

В 1928 г. британский физик Поль А. Морис Дирак вывел уравнение, которое описывало все известные свойства электрона: его волновые свойства, электрический заряд, спин, магнитный миг и релятивистскую подневольность массы от скорости. В качестве основы значительной части квантовой механики уравнение Дирака позволило с здоровый точностью предсказать энергетические уровни атома водорода. В частности, из уравнения Дирака выводилась эквивалентность двух особых уровней, единственный из которых метастабилен: эти уровни соответствуют различным состояниям, но тем не менее с одной и той же энергией. Л. приготовил пучок атомов водорода в метастабильном состоянии. Атомы пребывали в этом состоянии довольно продолжительно, что позволяло с удобством экспериментировать. Затем он подверг пучок микроволновому излучению во внешнем магнитном поле. Некоторые из атомов поглощали излучение и переходили в коротко-живущее состояние. Это означало, что два соответствующих энергетических уровня не тождественны, а разделены маленький разностью энергий, получившей наименование лэмбовского сдвига. Открытие Л. побудило Юлиана С. Швингера, Синъитиро Томонагу и Ричарда Фейнмана пересмотреть теорию электрона Дирака и сформулировать новую теорию, получившую наименование квантовой электродинамики, которая с замечательной точностью предсказала лэмбовский сдвиг. Сам Л. в сотрудничестве с Норманом М. Кроллом теоретически рассчитал результат, открытый им экспериментально.

Л. был удостоен Нобелевской премии по физике 1955 г. за открытия, связанные с тонкой структурой спектра водорода. Премию Л. поделил с Поликарпом Кушем, выполнившим независимо аналогичные эксперименты, и ещё в Колумбийском университете. Обращаясь к двум лауреатам с приветственной речью, Ивар Валлер из Шведской королевской академии сказал: Ваши открытия привели к переоценке и переформулировке теории взаимодействия электронов и электромагнитного излучения квантовой электродинамики, тем самым положив начало новому этапу развития, имевшему первостепенное роль для многих фундаментальных понятий физики.

За многие годы научно-исследовательской деятельности Л. успел поработать в различных областях физики. Он занимался такими проблемами, как теории бета-распада, длина пробега осколков деления атомного ядра, флуктуация в космических ливнях, испускание электронов метастабильными атомами, полевые теории структуры ядра, теории взаимодействия нейтронов и вещества, доктрина и проектирование магнетронных генераторов и диамагнитные поправки в экспериментах по ядерному резонансу. Он привнес значимый вклад и в создание теории лазеров.

С 1939 г. Л. женат на Урсуле Шеф, историке. В часы отдыха он занимается плаванием, парусным спортом, шахматами и фотографией.

Л. состоит членом Национальной академии наук США и Американского физического общества, почетным членом Лондонского физического института и Эдинбургского королевского общества. В числе наград, которых он удостоен, медаль Румфорда Американской академии наук и искусств (1953) и награда За научные заслуги Исследовательской корпорации Америки (1955). Л. почетный эскулап университетов Пенсильвании, Йешивы и колледжа Густава Адольфа.

Так же читайте биографии известных людей:

Уиллис Чунг Willis Chung

Уиллис Чунг - американский актер китайского происхождения. Родился 23 июня 1986 года в Калифорнии.С детских лет, под воздействием фильмов о..
читать далее →

Уилмер Вальдеррама Wilmer Valderrama

Уилмер Вальдеррама - популярный американский актер. Родился 30 января 1980 года.Уилмер Вальдеррама известен по ролям в таких фильмах и сериалах как:..
читать далее →

Уилсон Кипкетер Wilson Kipketer

Легкоатлет, чемпион мира 1995, 1997, 1999 годов в беге на 800 метров. Серебряный призёр Олимпийский игр 2000 года и бронзовый 2004 года.
читать далее →

Уилсон Оксенкнехт Wilson Ochsenknecht

Уилсон Оксенкнехт - немецкий актер. Родился 18 марта 1990 года.Широкому кругу зрителей Уилсон Оксенкнехт известен по ролям в таких фильмах и..
читать далее →

Ваши комментарии

добавить комментарий