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 , Гепперт 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 Гёпперта-Майера (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 не позволили Университету Джонса Хопкинса взять ее на должность преподавателя, но она получила работу ассистента и опубликовала знаменательную статью о двойном бета-распаде в 1935 году. В 1937 году она переехала в Колумбийский университет , где она училась. 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 содержат 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 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 своего пребывания в Чикаго и Аргонне в конце 1940-х годов Гёпперт 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 Гепперт, 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 |
|