Известные люди
»Гейнрих Рорер
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 →