Нобелови лауреати – 1937 година

Джордж Паджет Томсън (George Paget Thomson)

3 май 1892 г. – 10 септември 1975 г.

Нобелова награда за физика, 1937 г. (заедно с Клинтън Джозеф Дейвисън)

(За експерименталното откриване на дифракцията на електроните в кристалите.)

Английският физик Джордж Паджет Томсън е роден в Кеймбридж. Той е единственият син и по-голямото от двете деца на Дж. Дж. Томсън, професор по експериментална физика в Кеймбриджкия университет и директор на лабораторията "Кавендиш", и Роуз Елизабет (Паджет) Томсън, дъщеря на Джордж Паджет, региус професор по медицина в Кеймбридж. До брака си Роуз Паджет е една от студентките на Дж. Дж. Томсън в лабораторията "Кавендиш".

Джи Пи, както го наричат приятелите и колегите му, получава училищно образование в Кеймбридж. Постъпва в Тринити колидж през 1910 г., а през 1914 г. взема първите награди по математика и естествени науки. Като завършва същата година университета със степен бакалавър, става стипендиант изследовател и преподавател по математика в Корпус Кристи колидж в Кеймбридж. Там остава до 1922 г. с прекъсване по време на първата световна война.

По време на войната от 1914 до 1915 г. Томсън служи във Франция като лейтенант, а след това се връща в Англия, където в продължение на четири години работи по въпросите за устойчивостта и летателните качества на самолетите. Тогава се научава да лети и написва първия си учебник - "Приложна аеродинамика" ("Applied Aerodynamics"), който е публикуван през 1919 г. След завръщането си в Кеймбридж Томсън завършва изследванията си за електрическите разряди в газовете - работа, която започва още като студент под ръководството на своя баща. По това време той открива - едновременно с Франсис У. Астън, - че елементът литий съществува под формата на два изотопа с маса 6 и 7.

През 1922 г. Томсън става професор по натурфилософия (физика) в Абърдийнския университет в Шотландия и заема този пост до 1930 г., когато е назначен за професор по физика в Империъл колидж в Лондон. През 1952 г. се връща в Кеймбридж като ръководител на Корпус Кристи колидж, където остава до излизането си в пенсия през 1962 г.

Именно в Абърдийн Томсън дава най-значителния си принос за теоретичната физика. В периода между 1919 и 1927 г. американският физик Клинтън Дж. Дейвисън (заедно с Ч. Кунсман и Лестър Джермър) изучава взаимодействието на електроните с металически повърхности. Използвайки електронни лъчи и монокристални метални решетки, групата учени, работейки в лабораториите на телефонната компания "Бел", доказва експериментално съществуването на дифракция на електроните в кристалите - явление, предсказано още от Луи дьо Бройл, който изказва хипотезата, че електроните имат вълнова природа, като дължината на вълната на електрона е обратно пропорционална на неговата скорост. Решаващите опити учените провеждат през януари 1927 г., когато успяват да регистрират явлението интерференция, предизвикано от дифракцията на електроните при никелов монокристал.

Томсън разбира за изследванията на Дейвисън през 1926 г., когато двамата учени се срещат на конференция в Оксфорд. Като се връща в Абърдийн, той започва да проучва взаимодействието на електроните с тънки твърди ленти във вакуум вместо в по-сложна газова среда. Томсън предлага на един от своите студенти, Александър Рийд, да използва като мишена много тънка целулоидна лента. Множество електрони, притежаващи висока енергия, преминавайки през тази лента, се отклоняват, образувайки върху поместената зад мишена фотопластинка дифракционни пръстени. С нарастването на енергията на електроните ъглите на отклонение намаляват, което потвърждава вълнообразното поведение на електроните.

Тъй като структурата на целулоида по това време е неизвестна, Томсън и Рийд преминават към метални мишени (алуминиеви, златни и платинови) с добре изучена кристална решетка. При всички случаи отклонилите се електрони образуват ясно различими пръстени, чиито размери се съгласуват превъзходно с формулата на дьо Бройл. Експериментите на Томсън дават решително опитно потвърждение на хипотезата за вълновата природа на електроните с висока енергия, като допълват резултатите на Дейвисън, който се занимава с електрони с ниска енергия.

След 1937 г. Томсън е нееднократно научен съветник на британското министерство на авиацията. През 1941 г. ръководеният от него комитет представя на британското правителство заключение, в което производството на атомна бомба се признава за осъществимо. Тази препоръка оказва влияние върху решението на Великобритания да участва в Манхатънския проект. След Втората световна война Томсън участва в работите за овладяване на управлението на термоядрения синтез. Той подкрепя максималното международно сътрудничество за развитие на атомната енергия за мирни цели. Последния си принос за физиката дава през 1951 г., когато изследва космическите частици в космическите лъчи, излъчвани от звездите.

През 1924 г. Томсън се жени за Катлин Бюкенън, дъщеря на ректора на Абърдийнския университет. Семейството има двама сина и две дъщери, които Томсън трябва да възпитава сам след смъртта на съпругата си през 1941 г. От детските си години Томсън се увлича от изготвянето на миниатюрни корабни модели, които обича да пуска по вода. Неговият колега Майкъл Макрум си спомня, че "способността на Томсън да свързва помежду им разнообразни факти, богатата му памет, широкият му кръгозор и проницателният му ум заедно с ненаситната жажда за обмяна на мнения правят разговорите на маса с него просто възхитителни".

Томсън получава благородническа титла през 1943 г. Сред многобройните му награди са медалът Хюз (1939 г.) и Кралския медал (1949 г.) на Лондонското кралско дружество, медала Франклин (1960 г.) на института "Франклин" и медала Фарадей (1960 г.) на Института на инженерите по електротехника и електроника. Той е чуждестранен член на Американската академия на науките и изкуствата, на Лисабонската академия на науките, а също така член-кореспондент на Австрийската академия на науките.

Превод от руски: Павел Б. Николов