НОБЕЛОВИ ЛАУРЕАТИ / 1989 г. / ФИЗИКА / НОРМАН РАМЗИ

Норман Рамзи (Norman Ramsey)

27 август 1915 г. - 4 ноември 2011 г.

Нобелова награда за физика (заедно с Ханс Демелт и Волфганг Паул)

(За създаване на метода на разделените осцилаторни полета и използването му във водородния мазер и други атомни часовници.)

Норман Рамзи е роден във Вашингтон в семейството на военен. Бащата на бъдещия учен е офицер от военно-техническата служба (Army Ordnance Corps), майка му е преподавателка по математика. Семейството често се мести от място на място, но въпреки това, като пропуска две учебни години, Норман завършва училище с отличие на петнадесет години. Родителите искат да поеме пътя на баща си и да постъпи във Военната академия в Уест пойнт, но по това време той е много малък за това. Ето защо, когато след поредното преместване семейството се озовава в Ню Йорк (1931 г.), Норман постъпва в Колумбийския университет, където учи отначало за инженер, а след това започва да изучава математика. През 1935 г., преди да завърши университета и да получи бакалавърска степен, той решава да се занимава с физика. Като получава стипендия (Kellett Fellowship), Рамзи заминава за Кеймбриджкия университет, където в лабораторията „Кавендиш“ се запознава с много водещи физици (негов непосредствен наставник е Морис Голдхабер).

Като се връща в Америка и получава втора бакалавърска диплома, през 1937 г. Рамзи започва работа в Колумбийския университет под ръководството на Изидор Айзък Раби. Младият учен се присъединява към работата в новата област, свързана с използването на метода на магнитния резонанс в молекулярни снопчета, и скоро става съавтор в откриването на електрическия квадруполен момент на деутрона. През 1940 г. Рамзи защитава докторска дисертация, посветена на въртящия се магнитен момент на водородните молекули, след което заминава за Вашингтон като член на института „Карнеги“, където изследва процеса на разсейване на ядрените частици. Известно време прекарва в Илинойския университет, но след началото на Втората световна война се присъединява към Радиационната лаборатория на Масачузетския технологичен институт, в продължение на две години ръководи група за разработване на радар с дължина на вълната 3 см и е консултант на военния министър по въпросите на радарите. През 1943 г. Рамзи се мести в Лос Аламос, където участва в Манхатънския проект.

След края на войната ученият се връща в Колумбийския университет като професор и възобновява съвместната си работа с Раби по темата за молекулярните снопчета; резултат от това е измерването на магнитните диполни и електрическите квадруполни моменти на редица ядра. През 1946 г. Рамзи става един от инициаторите за създаването на Брукхейвънската национална лаборатория и първи ръководител на нейния физически отдел. През 1947 г. приема длъжността професор в Харвардския университет, където преподава и се занимава с изследвания в продължение на много години. Там той основава лаборатория за молекулярни снопчета, която позволява да се правят опити по магнитен резонанс. За да преодолее трудността със създаването на еднородни магнитни полета в голям обем (което е необходимо за получаването на тесни спектрални линии и следователно за повишаване на точността на измерване), през 1949 година Рамзи създава метода за разделените осцилаторни полета (separated oscillatory field method). Същността на този подход се състои в това, че взаимодействието на атомите с електромагнитното поле не става по целия обем на резонатора, а само в два малки негови участъка близо до входа и изхода му; което позволява да се смекчи силно изискването за еднородност на магнитното поле. Получената форма на спектралната линия е резултат от наслагването на две линии, фиксирани при преминаването на атомите през всеки от краищата на резонатора; при това ширината на тесния централен връх, образуван по време на такова наслагване, определя истинската точност на измерването и зависи не от времето на взаимодействие на атомите с полето, а от общото време на преминаване през резонатора. Увеличаването на това време позволява сравнително лесно да се постигне рязко повишаване на точността на измерването.

През следващите години Рамзи със своите ученици прилага успешно своя метод за измерване на параметри като ядрените спинове, диполните и квадруполните моменти на ядрата, въртящите магнитни моменти на молекулите и така нататък. Скоро този метод намира приложение и в атомните часовници.

За постигането на още по-голяма точност на измерванията през 1960 г. Рамзи заедно със своите ученици Даниел Клепнър и Марк Холденбърг изобретява водния мазер и по-нататък го използва за изследване на свръхтънката структура на водородния спектър и за създаване на стандарт с безпределно стабилна честота и време.

Друго направление на изследване, с което се занимават Рамзи и неговите сътрудници през тези години, е свързано с прилагането на сложни методи към снопчетата поляризирани неутрони. По-специално, заедно с експериментаторите от института „Лауе-Ланжевен“ в Гренобъл е измерен точно магнитният момент на неутрона и е открито нарушаването на паритета при въртенето на спиновите на неутроните, преминаващи през различни вещества. Рамзи е също така автор на редица теоретични съчинения, посветен на проблема за симетрията по отношение на промените в паритета и обръщането на времето, на теорията за химическото изместване при ядрено-магнитния резонанс, на ядрените взаимодействия в молекулите, на термодинамиката при отрицателни абсолютни температури, които могат да се наблюдават в спиновите системи.

Наред с преподаването и научната си дейност Рамзи заема и различни административни длъжности. Той е директор на Харвардския циклотрон по време на неговото изграждане и първите години на работа; председател на Комисията за създаване на Кеймбриджкия електронен ускорител; в продължение на година и половина е научен съветник на НАТО (помощник генерален секретар по науката) и инициатор на изследователски програми на организацията; в продължение на 16 години е президент на Асоциацията за изследване на университетите, под чиято егида започва изграждането на ускорителната лаборатория „Ферми“; председателства консултативния съвет към Комисията за атомна енергия на САЩ. От 1962 до 1986 г. Рамзи е член на борда на фондацията „Карнеги“ за международен мир, от 1978 г. до 1979 г. е президент на Американското физично дружество, от 1980 г. до 1986 г. е председател на борда на Американския институт по физика, а от От 1985 до 1989 г. - председател на Департамента по физична астрономия на Националния съвет за научни изследвания.

Рамзи е женен два пъти: през 1940-1983 г. за Елинор Джеймсън, а след смъртта ѝ – за Ели Уелч. През 1986 г. подава официално оставка, но продължава да се занимава активно с изследвания.

ИЗТОЧНИК: Уикипедия

Превод от руски: Павел Николов