Мария Гепперт Майер (28 июня 1906 - 20 февраля 1972) был немецкого происхождения американский физик - теоретик и лауреат Нобелевской премии по физике за предложение модели ядерных оболочек из атомного ядра . Она была второй женщиной, получившей Нобелевскую премию по физике, первой из которых стала Мария Кюри . В 1986 году в ее честь была учреждена премия Марии Гепперт-Майер для начинающих женщин-физиков.
Мария Гепперт Майер | |
---|---|
Родившийся | Мария Гепперт 28 июня 1906 г. |
Умер | 20 февраля 1972 г. Сан-Диего, Калифорния , США | (65 лет)
Гражданство | Германия США |
Альма-матер | Геттингенский университет |
Известен | Модель ядерной оболочки |
Супруг (а) | Джозеф Эдвард Майер |
Дети | 2 |
Награды | Нобелевская премия по физике (1963) |
Научная карьера | |
Поля | Физика |
Учреждения | Колледж Сары Лоуренс, Колумбийский университет, лаборатория в Лос-Аламосе, Аргоннская национальная лаборатория, Калифорнийский университет, Сан-Диего, Чикагский университет. |
Докторант | Макс Борн |
Докторанты | Роберт Г. Сакс |
Подпись | |
Выпускница Геттингенского университета , Гёпперт Майер написала докторскую диссертацию по теории возможного двухфотонного поглощения атомами. В то время шансы на экспериментальную проверку ее тезиса казались маловероятными, но разработка лазера позволила это. Сегодня единица измерения сечения двухфотонного поглощения называется единицей Goeppert Mayer (GM).
Мария Гепперт вышла замуж за Джозефа Эдварда Майера и переехала в Соединенные Штаты, где была адъюнкт-профессором Университета Джона Хопкинса . Строгие правила против кумовства предотвращено университета Джона Хопкинса принимать ее в качестве члена факультета, но она получила работу в качестве помощника и опубликовал знаковую статью о двойного бета - распада в 1935 г. В 1937 г. она переехала в Колумбийский университет , где она приняла неоплачиваемая должность. Во время Второй мировой войны она работала в Манхэттенском проекте в Колумбии по разделению изотопов и с Эдвардом Теллером в лаборатории Лос-Аламоса над разработкой «Супер» бомбы Теллера .
После войны Гепперт Майер стала добровольным адъюнкт-профессором физики в Чикагском университете (где работали ее муж и Теллер) и старшим физиком в управляемой университетом Аргоннской национальной лаборатории . Она разработала математическую модель структуры ядерных оболочек, за что в 1963 году была удостоена Нобелевской премии по физике, которую она разделила с Дж. Хансом Д. Йенсеном и Юджином Вигнером . В 1960 году она была назначена профессором физики Калифорнийского университета в Сан-Диего .
Ранний период жизни
Мария Гепперт родилась 28 июня 1906 года в Каттовице (ныне Катовице , Польша ), силезском городе в Пруссии , в семье Фридриха Гепперта и его жены Марии, урожденной Вольф. [1] В 1910 году она переехала с семьей в Геттинген, когда ее отец, [2] профессор университета в шестом поколении, [3] был назначен профессором педиатрии в Геттингенском университете . [1] Гепперт была ближе к отцу, чем к матери. «Ну, мой отец был интереснее», - объяснила она позже. «В конце концов, он был ученым». [4]
Гепперт получила образование в Höhere Technische в Геттингене, школе для девочек из среднего класса, которые стремились получить высшее образование. [5] В 1921 году она поступила во Frauenstudium , частную среднюю школу, управляемую суфражистками , целью которой была подготовка девушек к поступлению в университет. Она сдала abitur , вступительные экзамены в университет, в 17 лет, на год раньше, с тремя или четырьмя девочками из школы и тридцатью мальчиками. Все девочки прошли, но только один из мальчиков прошел. [6]
Весной 1924 года Гепперт поступила в Геттингенский университет, где изучала математику. [7] Предполагаемая нехватка женщин-учителей математики в школах для девочек привела к увеличению числа женщин, изучающих математику во время высокого уровня безработицы, и была даже женщина-профессор математики в Геттингене, Эмми Нётер , но большинство из них интересовались только квалификационные свидетельства преподавателя. [8]
Вместо этого Гепперт заинтересовался физикой и решил получить степень доктора философии. В своей докторской диссертации 1930 г. [9] [10] она разработала теорию возможного двухфотонного поглощения атомами. [7] Юджин Вигнер позже описал эту диссертацию как «шедевр ясности и конкретности». [11] В то время шансы экспериментальной проверки ее тезиса казались маловероятными, но разработка лазера позволила провести первую экспериментальную проверку в 1961 году, когда двухфотонно-возбужденная флуоресценция была обнаружена в кристалле, легированном европием . [12] В честь ее фундаментального вклада в эту область, единица измерения сечения двухфотонного поглощения названа «GM». Один ГМ - это 10-50 см 4 с фотон -1 . [13] Ее экзаменаторами были три лауреата Нобелевской премии : Макс Борн , Джеймс Франк и Адольф Отто Рейнхольд Виндаус (в 1954, 1925 и 1928 годах соответственно). [14] Вместе с Максом Борном она стала соавтором некоторых важных работ по динамике решетки кристаллов.
19 января 1930 года Гепперт вышла замуж за Джозефа Эдварда Майера , американского сотрудника Рокфеллера, который был одним из помощников Джеймса Франка. [15] [16] Эти двое встретились, когда Майер сел вместе с семьей Гепперт. [17] Пара переехала в родную страну Майера в США, где ему предложили должность доцента химии в Университете Джона Хопкинса . [18] У них было двое детей, Мария Энн (которая позже вышла замуж за Доната Венцеля ) и Питера Конрада. [15]
Соединенные Штаты
Строгие правила против кумовства не позволили Университету Джонса Хопкинса нанять Гепперта Майера в качестве преподавателя. [19] Эти правила, введенные во многих университетах для предотвращения патронажа, к этому времени утратили свою первоначальную цель и в основном использовались для предотвращения приема на работу женщин, состоящих в браке с преподавателями. [20] Ей дали работу ассистентом в физическом отделе, работающем с немецкой корреспонденцией, за что она получила очень маленькую зарплату, место для работы и доступ к помещениям. Она читала несколько курсов [15] [21] и опубликовала важную статью о двойном бета-распаде в 1935 году [22].
В Джонсе Хопкинсе квантовая механика мало интересовалась, но Гепперт Майер работал с Карлом Херцфельдом в этой области. Они сотрудничали в ряде работ, в том числе в работе со студентом Герцфельда А.Л. Скларом о спектре бензола . [25] [26] Она также вернулась в Геттинген летом 1931, 1932 и 1933 годов, чтобы работать со своим бывшим экзаменатором Борном, написав вместе с ним статью для Handbuch der Physik . Это закончилось, когда нацистская партия пришла к власти в 1933 году, и многие ученые, в том числе Борн и Франк, потеряли работу. Гепперт Майер и Херцфельд стали участвовать в работе по оказанию помощи беженцам. [15] [21]
Джо Майер был уволен в 1937 году. Он объяснил это ненавистью к женщинам со стороны декана факультета физических наук, которая, по его мнению, была спровоцирована присутствием Гепперта Майера в лаборатории. [27] Херцфельд согласился и добавил, что вместе с Геппертом Майером, Франком и Херцфельдом из Университета Джонса Хопкинса некоторые думали, что там слишком много немецких ученых. Некоторые студенты также жаловались на то, что лекции Майера по химии содержали слишком много современной физики. [28] Майер заняла должность в Колумбийском университете , где председатель физического факультета Джордж Б. Пеграм устроил Гепперт Майер офис, но она не получала зарплаты. Вскоре она подружилась с Гарольдом Ури и Энрико Ферми , которые прибыли в Колумбию в 1939 году. Ферми попросил ее исследовать валентную оболочку неоткрытых трансурановых элементов . Используя модель Томаса – Ферми , она предсказала, что они образуют новую серию, подобную редкоземельным элементам . Это оказалось правильным. [29] В 1941 году она была избрана членом Американского физического общества . [30]
Манхэттенский проект
В декабре 1941 года Гепперт Майер заняла свою первую оплачиваемую профессиональную должность, преподавая естественные науки в колледже Сары Лоуренс на полставки . Весной 1942 года, когда Соединенные Штаты оказались втянутыми во Вторую мировую войну , она присоединилась к Манхэттенскому проекту . Она согласилась на подработку исследовательской должности от Юри в Лаборатории замещающих материалов из сплавов (SAM) Колумбийского университета. Целью этого проекта было найти способ разделения делящегося изотопа урана-235 в природном уране; она исследовала химические и термодинамические свойства гексафторида урана и исследовала возможность разделения изотопов с помощью фотохимических реакций. В то время этот метод оказался непрактичным, но развитие лазеров позже открыло возможность разделения изотопов с помощью лазерного возбуждения . [31]
Через своего друга Эдварда Теллера Гепперт Майер получила должность в Колумбийском университете в проекте «Непрозрачность», который исследовал свойства материи и излучения при чрезвычайно высоких температурах с прицелом на разработку «Супер» бомбы Теллера , программы военного времени для разработка термоядерного оружия . [31] В феврале 1945 года Джо отправили на Тихоокеанскую войну , и Гепперт Майер решила оставить своих детей в Нью-Йорке и присоединиться к группе Теллера в лаборатории Лос-Аламоса . Джо вернулся из Тихого океана раньше, чем ожидалось, и они вместе вернулись в Нью-Йорк в июле 1945 года. [31] [32]
В феврале 1946 года Джо стал профессором химического факультета и нового Института ядерных исследований в Чикагском университете , а Гепперт Майер получил возможность добровольно стать адъюнкт-профессором физики в школе. Когда Теллер также согласился на тамошнюю должность, она смогла продолжить с ним работу над непрозрачностью. Когда 1 июля 1946 года была основана близлежащая Аргоннская национальная лаборатория , Гёпперту Майеру также предложили подработать там на полставки в качестве старшего физика в отделе теоретической физики. Она ответила: «Я ничего не знаю о ядерной физике». [33] Она запрограммирована Абердин полигон «ы Эниак для решения проблем критичности для жидкометаллическим теплоносителем реактора с использованием метода Монте - Карло . [34]
Модель ядерной оболочки
Во время работы в Чикаго и Аргонне в конце 1940-х годов Гепперт Майер разработала математическую модель структуры ядерных оболочек , которую она опубликовала в 1950 году. [35] [36] Ее модель объясняла, почему в результате получается определенное количество нуклонов в атомном ядре. в особо стабильных конфигурациях. Эти числа Юджин Вигнер назвал магическими числами : 2, 8, 20, 28, 50, 82 и 126. В рассказе, переданном Джо Майером, Мария Гопперт Майер достигла критического понимания во время разговора с Энрико Ферми.
Ферми и Мария разговаривали в ее офисе, когда Энрико вызвали из офиса, чтобы ответить на звонок по междугороднему телефону. В дверях он повернулся и задал свой вопрос о спин-орбитальной связи. Он вернулся менее чем через десять минут, и Мария начала «заснеживать» его подробными объяснениями. Вы, возможно, помните, что Мария в возбужденном состоянии быстро рожала оральные роды, тогда как Энрико всегда хотел медленных подробных и методичных объяснений. Энрико улыбнулся и ушел: «Завтра, когда ты будешь менее взволнован, ты сможешь мне это объяснить». [37]
Она поняла, что ядро представляет собой серию замкнутых оболочек, и пары нейтронов и протонов имеют тенденцию соединяться вместе. [38] [39] Она описала идею следующим образом:
Представьте себе комнату, полную вальсов. Предположим, они обходят комнату кругами, каждый круг заключен в другой. Затем представьте, что в каждый круг вы можете поместить вдвое больше танцоров, если одна пара будет двигаться по часовой стрелке, а другая пара - против часовой стрелки. Затем добавьте еще один вариант; все танцоры кружатся, кружатся, кружатся, как волчки, кружат по комнате, каждая пара кружится и кружится. Но только некоторые из тех, которые идут против часовой стрелки, вращаются против часовой стрелки. Остальные вращаются по часовой стрелке и вращаются против часовой стрелки. То же самое и с теми, кто танцует по часовой стрелке: одни крутятся по часовой стрелке, другие - против. [40]
Трое немецких ученых, Отто Хаксель , Дж. Ганс Д. Йенсен и Ханс Зюсс , также работали над решением той же проблемы и независимо друг от друга пришли к такому же выводу. В то время как их результаты были объявлены в выпуске Physical Review перед Геппертом Майером в июне 1949 года, работа Гепперта Майера была представлена на рассмотрение в феврале 1949 года, а работа немецких авторов была получена позже, в апреле 1949 года. [41] [42] Впоследствии она сотрудничала с ними. В 1950 году Ханс Йенсен в соавторстве с Геппертом Майером написал книгу « Элементарная теория структуры ядерной оболочки» . [43] В 1963 году Гепперт Майер, Йенсен и Вигнер разделили Нобелевскую премию по физике «за открытия, касающиеся структуры ядерной оболочки». [44] Она была второй женщиной , лауреат Нобелевской премии по физике, после Марии Кюри , [45] и будет последним в течение более полувека, пока Донна Стрикленд был удостоен премии в 2018. [24]
Смерть и наследие
В 1960 году Гепперт Майер был назначен профессором физики Калифорнийского университета в Сан-Диего . Хотя вскоре после прибытия туда она перенесла инсульт, она продолжала преподавать и проводить исследования в течение ряда лет. [46] [47] Она была избрана членом Американской академии искусств и наук и получила награду «Золотая пластина» Американской академии достижений [48] в 1965 году. [49] Гопперт Майер умер в Сан-Диего, штат Калифорния , в 1965 году. 20 февраля 1972 года после сердечного приступа, который случился с ней в прошлом году, она оставила коматозное состояние . Она была похоронена в мемориальном парке Эль-Камино в Сан-Диего. [39]
После ее смерти, Мария Гепперт Mayer Award была создана Американского физического общества (APS) в честь молодых женщин физиков в начале своей карьеры. Открыт для всех женщин-физиков, имеющих докторскую степень, победительница получает деньги и возможность прочитать гостевые лекции о своих исследованиях в четырех крупных учреждениях. [50] В декабре 2018 года APS назвала Аргоннскую национальную лабораторию историческим памятником APS в знак признания ее работы. [51] Аргоннская национальная лаборатория также награждает ее, ежегодно вручая награды выдающейся молодой женщине-ученому или инженеру, [52] в то время как Калифорнийский университет в Сан-Диего проводит ежегодный симпозиум Марии Гепперт Майер, на котором женщины-исследователи обсуждают текущие вопросы. наука. [53] Кратер Гепперт-Майер на Венере , имеющий диаметр около 35 км, также назван в честь Гепперт-Майера. [54] В 1996 году она была внесена в Национальный зал женской славы . [55] В 2011 году она была включена в третий выпуск коллекции американских ученых американских почтовых марок вместе с Мелвином Кэлвином , Аса Грей и Северо Очоа . [56] Ее статьи находятся в библиотеке Гейзеля в Калифорнийском университете в Сан-Диего [57], а физический факультет университета находится в Майер-Холле, названном в честь нее и ее мужа. [58]
Смотрите также
- Список женщин-лауреатов Нобелевской премии
- Хронология женщин в науке
Заметки
- ^ a b Ferry 2003 , стр. 18.
- Перейти ↑ Sachs 1979 , p. 311.
- Перейти ↑ Dash 1973 , p. 236.
- Перейти ↑ Sachs 1979 , p. 312.
- Перейти ↑ Ferry 2003 , p. 23.
- Перейти ↑ Dash 1973 , pp. 233–234.
- ^ a b Sachs 1979 , стр. 313.
- Перейти ↑ Dash 1973 , p. 250.
- ^ Гепперт-Mayer M (1931). "Über Elementarakte mit zwei Quantensprüngen" . Летопись физики . 9 (3): 273–295. Bibcode : 1931AnP ... 401..273G . DOI : 10.1002 / andp.19314010303 .
- ^ Гепперт-Майер, М. (11 августа 2009 г.). «Элементарные процессы с двумя квантовыми переходами». Annalen der Physik . 18 (7–8): 466–479. Bibcode : 2009AnP ... 521..466G . DOI : 10.1002 / andp.200910358 .
- Перейти ↑ Sachs 1979 , p. 314.
- ^ Kaiser, W .; Гарретт, CGB (1961). «Двухфотонное возбуждение в CaF 2 : Eu 2+ ». Письма с физическим обзором . 7 (6): 229–232. Bibcode : 1961PhRvL ... 7..229K . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.7.229 .
- ^ «Измерения двухфотонного поглощения: установление эталонов» . Австралийский национальный университет . 8 июня 2007 . Проверено 14 сентября 2013 года .
- Перейти ↑ Dash 1973 , p. 264.
- ^ a b c d Sachs 1979 , стр. 311–312.
- ^ «Мария Гепперт-Майер» . EpiGeneSys. Архивировано из оригинала на 17 января 2015 года . Проверено 22 сентября 2014 года .
- Перейти ↑ Dash 1973 , pp. 258–259.
- Перейти ↑ Dash 1973 , p. 265.
- ^ Вигнер, Юджин П. (май 1972 г.). "Мария Гепперт Майер". Физика сегодня . 25 (5): 77–79. Bibcode : 1972PhT .... 25e..77W . DOI : 10.1063 / 1.3070875 .
- ^ Саймон Кларк и Тиффт 1966 , стр. 344.
- ^ а б Ферри 2003 , стр. 40–45.
- Перейти ↑ Sachs 1979 , p. 315.
- Перейти ↑ Kean 2010 , pp. 27–28, 31.
- ^ а б Хэмблин, Эбби (2 октября 2018 г.). «Последнюю женщину, получившую Нобелевскую премию по физике, в новостях называют« матерью из Сан-Диего »» . Сан-Диего Трибьюн . Проверено 16 октября 2018 года .
- ^ «Профиль исследования - Мария Гепперт Майер» . Встречи лауреатов Нобелевской премии в Линдау . Проверено 12 августа 2018 года .
- ^ Goeppert-Mayer, M .; Скляр, А. Л. (1938). «Расчеты нижних возбужденных уровней бензола». Журнал химической физики . 6 (10): 645–652. Bibcode : 1938JChPh ... 6..645G . DOI : 10.1063 / 1.1750138 . ISSN 0021-9606 .
- Перейти ↑ Dash 1973 , p. 283.
- Перейти ↑ Dash 1973 , p. 284.
- Перейти ↑ Sachs 1979 , p. 317.
- ^ «Архив сотрудников APS» .
- ^ a b c Sachs 1979 , стр. 318.
- Перейти ↑ Dash 1973 , pp. 296–299.
- ^ Schiebinger 1999 , стр. 59.
- Перейти ↑ Sachs 1979 , pp. 319–320.
- ^ Гепперт-Майер, Мария (апрель 1950 г.). «Ядерные конфигурации в модели спин-орбитальной связи. I. Эмпирические данные». Физический обзор . 78 (1): 16–21. Bibcode : 1950PhRv ... 78 ... 16М . DOI : 10.1103 / PhysRev.78.16 .
- ^ Гепперт-Майер, Мария (апрель 1950 г.). «Ядерные конфигурации в модели спин-орбитальной связи. II. Теоретические соображения». Физический обзор . 78 (1): 22–23. Bibcode : 1950PhRv ... 78 ... 22М . DOI : 10.1103 / PhysRev.78.22 .
- Перейти ↑ Sachs 1979 , p. 322.
- Перейти ↑ Sachs 1979 , pp. 320-321.
- ^ а б «Мария Гепперт-Майер» . Сойлент Коммуникации . Проверено 14 сентября 2013 года .
- Перейти ↑ Dash 1973 , p. 316.
- ^ Хаксель, Отто ; Дженсен, Дж. Ханс Д .; Зюсс, Ганс (июнь 1949 г.). «О« магических числах »в структуре ядра». Физический обзор . 75 (11): 1766. Bibcode : 1949PhRv ... 75R1766H . DOI : 10.1103 / PhysRev.75.1766.2 .
- ^ Гепперт-Майер, Мария (июнь 1949 г.). «О закрытых оболочках в ядрах. II». Физический обзор . 75 (12): 1969–1970. Bibcode : 1949PhRv ... 75.1969M . DOI : 10.1103 / PhysRev.75.1969 .
- Перейти ↑ Sachs 1979 , p. 323.
- ^ «Мария Гепперт Майер - факты» . Нобелевская премия по физике 1963 года . NobelPrize.org . Проверено 9 июля 2013 года .
- Перейти ↑ Ferry 2003 , p. 87.
- Перейти ↑ Sachs 1979 , pp. 322–323.
- Перейти ↑ Ferry, 2003 , pp. 84–86.
- ^ "Золотые медали Американской академии достижений" . www.achievement.org . Американская академия достижений .
- ^ «Книга членов, 1780–2010: Глава M» (PDF) . Американская академия искусств и наук . Проверено 22 июля 2014 года .
- ^ «Премия Марии Гепперт Майер» . Американское физическое общество . Проверено 14 сентября 2013 года .
- ^ «Аргоннская национальная лаборатория названа историческим памятником APS» . www.aps.org . Проверено 15 декабря 2018 года .
- ^ «Мария Гепперт Майер - образец для подражания для женщин-ученых» . Аргоннская национальная лаборатория . Проверено 14 сентября 2013 года .
- ^ «Традиционные цветы: междисциплинарный симпозиум Марии Гепперт Майер в SDSC» . Суперкомпьютерный центр Сан-Диего . Проверено 14 сентября 2013 года .
- ^ "Космические изображения: Венера - пара стереоизображений кратера Гепперт Майер" . Лаборатория реактивного движения . Проверено 14 сентября 2013 года .
- ^ Национальный женский зал славы, Мария Гепперт Майер
- ^ «Американские ученые» . Почтовая служба США . Проверено 15 октября 2013 года .
- ^ "Реестр бумаг Марии Гепперт Майер" . Калифорнийский университет в Сан-Диего . Архивировано из оригинала на 3 сентября 2013 года . Проверено 14 сентября 2013 года .
- ^ «Майер Холл» . Информационная система по объектам . Калифорнийский университет в Сан-Диего. 7 января 2016 . Проверено 8 февраля 2015 года .
Рекомендации
- Дэш, Джоан (1973). Собственная жизнь: три одаренные женщины и мужчины, за которых они вышли замуж . Нью-Йорк: Харпер и Роу. ISBN 978-0-06-010949-3. OCLC 606211 .
- Ферри, Джозеф (2003). Мария Гепперт Майер . Филадельфия: Издательство Chelsea House. ISBN 978-0-7910-7247-9. OCLC 50730923 .
- Кин, Сэм (2010). Исчезающая ложка и другие правдивые сказки из Периодической таблицы элементов . Нью-Йорк: ISBN Little, Brown and Co. 978-0-552-77750-6.
- Сакс, Роберт (1979). Мария Гепперт Майер 1906–1972: Биографические воспоминания (PDF) . Биографические воспоминания . Национальная академия наук . Проверено 14 сентября 2013 года .
- Шибингер, Лонда (1999). Изменил ли феминизм науку? . Знаки . 25 . Лондон: Издательство Гарвардского университета. С. 1171–5. DOI : 10.1086 / 495540 . ISBN 978-0-674-38113-1. PMID 17089478 . S2CID 225088475 .
- Саймон, Рита Джеймс; Кларк, Ширли Мерритт; Тиффт, Ларри Л. (осень 1966 г.). «О семейственности, браке и стремлении к академической карьере». Социология образования . 39 (4): 344–358. DOI : 10.2307 / 2111918 . ISSN 0038-0407 . JSTOR 2111918 .
дальнейшее чтение
- Габер, Луи (1979). Женщины-пионеры науки (1-е изд.). Нью-Йорк: Харкорт Брейс Йованович. ISBN 978-0152992026.
- Опфелл, Ольга С. (1978). Леди-лауреаты: женщины, получившие Нобелевскую премию . Метучен, Нью-Джерси: Scarecrow Press. С. [ https://archive.org/details/ladylaureateswom0000opfe/page/194 194–208. ISBN 978-0-8108-1161-4.
- Венш, Даниэла (2013). Der letzte Physiknobelpreis für eine Frau? Мария Гепперт Майер: Eine Göttingerin erobert die Atomkerne. Nobelpreis 1963. Zum 50. Jubiläum . Геттинген, Германия: Termessos Verlag. С. 148, 44 фото, 2 схемы. ISBN 978-3-938016-15-2.
Внешние ссылки
- Майер, Мария Гёпперт, 1906–1972 гг. В журнале «Научные биографии», Американский институт физики.
- Мария Гепперт Майер на Nobelprize.orgвключая Нобелевскую лекцию 12 декабря 1963 г. Модель оболочки
Доступ к порталам связанные темы |
|