Известные люди

»

Эдуард Пёрселл

Во время второй важный войны П. переходит в радиолокационную лабораторию Массачусетского технологического института, созданную для разработки микроволнового радара. Там он возглавляет группу фундаментальных исследований (1941...1945), занимавшуюся разработкой новой техники для генерации и обнаружения микроволн (высокочастотного электромагнитного излучения). В тот самый отрезок времени он ещё вступает в контакт с И.А. Раби, тот, что в то время изучал свойства атомов и молекул с помощью радиоволн. В 1946 г. П. возвращается в Гарвард в качестве адъюнкт-профессора физики и в 1949 г. становится полным (действительным) профессором. Знания свойств излучения микроволнового и радиочастотного диапазонов, полученные при разработке радарных систем, помогли П. в его гарвардских исследованиях магнитных моментов ядер, которые принесли ему позже Нобелевскую премию.

С 20-х гг. было известно, что атомное ядро вращается кругом собственной оси и действует как маленький магнит. Точное знание магнитных моментов (силы магнитов) различных ядер немаловажно для физиков, пытающихся раскумекать поведение ядра. В особенности физикам необходимо было быть в курсе магнитный миг протона (фундаментальной составляющей ядра). В 30-х гг. Раби предложил методика измерения магнитных моментов с помощью радиоволн, но его способ требовал испарения образца. П. поставил перед собой задачу разработать алгоритм, тот, что не только не разрушал бы эталон, но и превосходил бы по точности алгоритм Раби. Примерно в то же время Феликс Блох из Станфордского университета (кроме того участвовавший в годы войны в создании и усовершенствовании радарной техники) начал к работе над той же проблемой. Одновременно и независимо приятель от друга два исследователя предложили, по существу, одинаковые методы измерения ядерных магнитных моментов.

Магнитный миг вынуждает ядро прецессировать в магнитном поле. Прецессия это круговое движение наклонной оси вращающегося объекта. Известным примером может служить качающееся движение вращающегося волчка (хотя прецессия волчка происходит под действием гравитации, а не магнетизма). Частота, или прыть, ядерной прецессии зависит от напряженности магнитного поля и от магнитного момента конкретного ядра. Если известна напряженность внешнего магнитного поля, а частота прецессии измерена, то магнитный миг ядра может быть вычислен. Метод, развитый П. в 1946 г., состоял в том, что исследуемый стандарт помещали между полюсами небольшого магнита, приводимого в действо радиосигналами. Поле магнита флуктуировало (включалось и выключалось) с частотой, соответствующей частоте управляющих радиоволн. В свою очередность тот самый мелкий магнит помещался в значительно больше интенсивное поле большого нефлуктуирующего магнита. Сильное постоянное поле заставляло ядра в образце прецессировать с некоторой постоянной (хотя и неизвестной) частотой. Когда частота флуктуации слабого поля в точности совпадала с частотой прецессии ядер, ориентация ядерных спинов скачком изменялась на противоположную: возникал несложно обнаруживаемый результат, получивший наименование ядерного магнитного резонанса (ЯМР). ЯМР позволяет с высокой точностью измерять частоту прецессии: она совпадает с частотой радиосигналов, посылаемых в миг наступления ЯМР. Но коль быстро частота прецессии ядер в образце известна, ядерные магнитные моменты могут быть вычислены со до того же высокой точностью.

Метод Пёрселла не приводит к сколько-нибудь ощутимым изменениям в исследуемом веществе и позволяет вычислять магнитные моменты с большей, чем без малого при любом другом экспериментальном методе, точностью. Кроме того, коль быстро магнитный миг атомного ядра определен, его позволительно применять для измерения напряженности любого магнитного поля. Таким образом, кроме информации, существенной для специалиста по ядерной физике, ЯМР дает подходящий и высокоточный приём измерения магнетизма с помощью радиоволн.

С помощью ЯМР П. обнаружил, что на поведение магнитных моментов ядер в молекуле оказывают воздействие магнитные поля окружающих электронов. В то время как физикам, пытающимся обусловить свойства ядра, такие эффекты могли грезиться досадными тонкостями, присущими молекулам, химики нашли их сильно важными и полезными, потому что эти эффекты содержат важную информацию о структуре исследуемой молекулы. ЯМР резво стал одним из наиболее мощных аналитических инструментов химии. Кроме того, измерения ЯМР могли применяться и при исследовании живых организмов, потому что не причиняют последним никакого вреда. Появившиеся в 70-е гг. сканирующие устройства на основе ЯМР позволяют следить специфические химические реакции, происходящие в организмах людей или других крупных млекопитающих. Необычайно полезные в научных исследованиях, ЯМР-сканнеры оказались удобным инструментом медицинской диагностики. В середине 80-х гг. достоянием медиков стало выпускаемое промышленностью сканирующее диагностическое оборудование на основе ЯМР.

В 1951 г. П. с помощью ЯМР открыл, что атомы межзвездного водорода испускают электромагнитное излучение на радиочастоте, соответствующей длине волны, равной 21 см. Он стремительно понял, что это излучение может служить своеобразным наблюдательным окном в астрономических исследованиях. Считалось, что межзвездное пространство содержит огромные облака водорода, но, ибо водород в космическом пространстве не испускает света, он не наблюдаем оптическими методами. П. в сотрудничестве с Гарольдом Джюэном удалось отгрохать первостепеннный радиотелескоп, предназначенный для обнаружения излучения с длиной волны, равной 21 см. Затем радиотелескопы позволили установить общую структуру нашей Галактики, несмотря на затемняющие облака галактической пыли.

Применение методов, разработанных П. для физических исследований, к решению проблем астрономии, химии и медицины, вызвавшее неподдельный переворот в этих областях, явилось выдающимся примером того, как фундаментальные исследования могут приводить к практическим результатам, лежащим неблизко за рамками области первоначальных поисков.

П. и Блох были удостоены Нобелевской премии по физике 1952 г. за создание новых точных методов ядерных магнитных измерений и связанные с ними открытия. В Нобелевской лекции П. так отозвался о ядерной прецессии: Меня и поныне не покидает чувство чуда и восторга по поводу того, что это чуть уловимое движение присутствует во всех обыкновенных вещах, которые окружают нас... Я вспоминаю, как зимой во время наших первых опытов... снежинки виделись мне в совсем новом свете. Сугробы снега, лежавшие у моего крыльца, предстали предо мной, как груды протонов, негромко прецессирующих в земном магнитном поле. Увидать на момент свойский мир как нечто необычайно различное и необычное такова награда первооткрывателю за его открытие.

В 1958 г. П. становится профессором физики к Гарварде, где и остается до выхода в отставку. Его назначают научным советником (1957...1960) и членом Президентского научно-консультативного комитета США (1957...1960, 1962...1966). В тот самый отрезок времени П. полно сделал для повышения уровня преподавания физики в американских средних школах и колледжах, будучи членом комиссии, занимавшейся пересмотром программ по физике, а кроме того членом Комитета по изучению положения в физической науке. Он принял активное участие в разработке вводного курса по физике, адаптированного в Беркли, для которого написал учебник Электричество и магнетизм (Electricity and Magnetism, 1965), по общему признанию, являющийся шедевром. В 1980 г. П. становится почетным профессором Гарвардского университета.

В 1937 г. П., тогда ещё работавший над докторской диссертацией, женился на Бет С. Басснер. У них родилось двое сыновей. В часы досуга П. любит делать пешие прогулки, кататься на лыжах, посещать музеи современного искусства.

Кроме Нобелевской премии, П. был награжден медалью Эрстеда Американской ассоциации преподавателей физики (1968) и Национальной медалью За научные достижения Национального научного фонда (1980). Он состоит членом американской Национальной академии наук, Американской академии наук и искусств, Американского философского общества и Американского физического общества, президентом которого он был в 1980 г. С 1950 по 1971 г. П. состоял старшим членом Общества выпускников Гарвардского университета. Он удостоен почетной степени Университета Пёрдью.

Так же читайте биографии известных людей:

Эдуард Эплтон Eduard Eplton

Эдуард Эплтон - выдающийся английский физик. Родился 6 сентября 1892 года.В 1947 году Эдуард Эплтон стал лауреатом Нобелевской премии по физике за..
читать далее →

Эдуард Бухнер Eduard Buhner

Немецкий химик Эдуард Бухнер родился в Мюнхене, в семье профессора судебной медицины и гинекологии Мюнхенского университета Эрнста Бухнера и..
читать далее →

Эдуард Кендалл Edward Kendall

Американский биохимик Эдуард Келвин Кендалл родился в семье Джорджа Стенли Кендалла, зубного врача, и Эвы Франсис Кендалл (Эбботт). Эдуард был..
читать далее →

Эдуард Кесслер Eduard Kessler

Русский генерал, выдающийся боевой военный инженер, участник покорения Кавказа.
читать далее →

Ваши комментарии

добавить комментарий