Вальтер Боте

Вальтер Боте
Вальтер Боте в 1950-е годы
Рожденный	( 1891-01-08 ) 8 января 1891 г. Ораниенбург , Германская империя
Умер	8 февраля 1957 г. ) ( 1957-02-08 ) ( 66 лет Гейдельберг , Западная Германия
Национальность	немецкий
Альма-матер	Берлинский университет
Известный	Эксперимент совпадения Боте-Гейгера Метод совпадений Схема совпадений
Супруг	Барбара внизу
Награды	Нобелевская премия по физике (1954 г.) Медаль Макса Планка (1953 г.) Pour le Mérite за науку и искусство (1952)
Научная карьера
Поля	Физика , математика, химия
Учреждения	Берлинский университет Университет Гиссена Гейдельбергский университет Институт медицинских исследований Макса Планка
Докторантура	Макс Планк
Подпись

Вальтер Вильгельм Георг Боте (англ. Немецкое произношение: [ˈvaltɐ ˈboːtə] ; 8 января 1891 г. - 8 февраля 1957 г.) немецкий физик-ядерщик, известный разработкой методов совпадения для изучения физики элементарных частиц .

Он служил в армии во время Первой мировой войны с 1914 года, был военнопленным у русских и вернулся в Германию в 1920 году. По возвращении в лабораторию он разработал и применил схемы совпадений для изучения ядерных реакций, такие как как эффект Комптона , космические лучи и корпускулярно-волновой дуализм излучения, за что он получил бы долю Нобелевской премии по физике в 1954 году.

В 1930 году он стал профессором и директором физического факультета Гиссенского университета . В 1932 году он стал директором Физического и радиологического института Гейдельбергского университета . С этой позиции его вытеснили элементы движения немецкой физики . Чтобы предотвратить его эмиграцию из Германии, он был назначен директором Физического института Института медицинских исследований кайзера Вильгельма (KWImF) в Гейдельберге . Там он построил первый действующий циклотрон в Германии. Кроме того, он стал руководителем немецкого проекта атомной энергетики, также известного как Uranverein (Урановый клуб), который был начат в 1939 году под руководством Управления артиллерийских вооружений армии.

В 1946 году, помимо должности директора Физического института KWImf, он был восстановлен в должности профессора Гейдельбергского университета. С 1956 по 1957 год он был членом Рабочей группы по ядерной физике в Германии.

Через год после смерти Боте его Физический институт при KWImF был повышен до статуса нового института Общества Макса Планка , а затем стал Институтом ядерной физики Макса Планка . Его главное здание позже было названо лабораторией Боте.

Образование

Боте родился у Фридриха Боте и Шарлотты Хартунг. С 1908 по 1912 год Боте учился в Университете Фридриха Вильгельма (сегодня Берлинский университет имени Гумбольдта ). В 1913 году он был Макса Планка ассистентом . В 1914 году под руководством Планка ему была присуждена докторская степень.

Карьера

Ранние годы

В 1913 году Боте присоединился к Physikalisch-Technische Reichsanstalt (PTR, Рейхский физический и технический институт; сегодня Physikalisch-Technische Bundesanstalt ), где он оставался до 1930 года. В 1912 году Ганс Гейгер был назначен директором новой лаборатории радиоактивности. В ПТР Боте был ассистентом Гейгера с 1913 по 1920 год, научным сотрудником лаборатории Гейгера с 1920 по 1927 год, а с 1927 по 1930 год он сменил Гейгера на посту директора Лаборатории радиоактивности.

В мае 1914 года Боте пошел добровольцем на службу в немецкую кавалерию. Он был взят в плен русскими и заключен в тюрьму в России на пять лет. Там он выучил русский язык и работал над проблемами теоретической физики, связанными с его докторской диссертацией. Он вернулся в Германию в 1920 году с русской невестой.

По возвращении из России Боте продолжил работу в ПТР под руководством Ганса Гейгера в тамошней лаборатории радиоактивности. В 1924 году Боте опубликовал свой метод совпадений. Эксперимент совпадения Боте-Гейгера изучал эффект Комптона и корпускулярно-волновой дуализм света. Метод совпадений Боте и его применение принесли ему Нобелевскую премию по физике в 1954 году.

В 1925 году, еще работая в PTR, Боте стал приват-доцентом Берлинского университета, что означает, что он получил хабилитацию , а в 1929 году он стал там адъюнкт-профессором .

В 1927 году Боте начал исследование трансмутации лёгких элементов путём бомбардировки альфа-частицами . В результате совместного исследования с Х. Френцем и Хайнцем Позе в 1928 году Боте и Френц коррелировали продукты реакций ядерных взаимодействий с уровнями ядерной энергии.

В 1929 году в сотрудничестве с Вернером Кольхёрстером и Бруно Росси , посетившими лабораторию Боте на ПТР, Боте приступил к изучению космических лучей . Боте будет заниматься изучением космического излучения до конца своей жизни.

В 1930 году он стал ордентным профессором и директором физического факультета Университета Юстуса Либиха в Гиссене . В том же году Боте и его коллега Герберт Беккер бомбардировали бериллий , бор и литий альфа-частицами полония и наблюдали новую форму проникающей радиации. В 1932 году Джеймс Чедвик идентифицировал это излучение как нейтрон .

Гейдельберг

Вальтер Боте

В 1932 году Боте сменил Филиппа Ленарда на посту директора Physikalische und Radiologische Institut (Физического и радиологического института) Гейдельбергского университета. Именно тогда Рудольф Флейшман стал ассистентом Боте. Когда 30 января 1933 года Адольф Гитлер стал канцлером Германии, концепция «Немецкой физики» приобрела большую популярность и энтузиазм; это было антисемитски и против теоретической физики, особенно против современной физики, включая квантовую механику , а также атомную и ядерную физику. Применительно к университетской среде политические факторы имели приоритет над исторически применяемой концепцией научных способностей. хотя двумя его наиболее видными сторонниками были лауреаты Нобелевской премии по физике Филипп Ленард. и Йоханнес Старк . Сторонники Deutsche Physik развернули яростные нападки на ведущих физиков-теоретиков. Хотя Ленард вышел на пенсию из Гейдельбергского университета, он все еще имел там значительное влияние. В 1934 году Ленарду удалось добиться освобождения Боте от должности директора Физического и радиологического института Гейдельбергского университета, после чего Боте смог стать директором Institut für Physik (Института физики) Института кайзера-Вильгельма für. medizinische Forschung (KWImF, Институт медицинских исследований кайзера Вильгельма; сегодня Институт Макса Планка für medizinische Forschung ) в Гейдельберге , заменив недавно умершего Карла В. Хаузера. Людольф фон Крель , директор KWImF, и Макс Планк , президент Общества кайзера-Вильгельма (KWG, Общество кайзера Вильгельма, сегодня Общество Макса Планка ), предложили Боте пост директора, чтобы предотвратить возможность его эмиграции. Боте занимал должность директора Института физики KWImF до своей смерти в 1957 году. Находясь в KWImF, Боте занимал должность почетного профессора Гейдельбергского университета, которую он занимал до 1946 года. Флейшманн пошел с Боте и работал с ним там до 1941 года. В свой штат Боте набрал ученых, в том числе Вольфганга Гентнера (1936–1945), Хайнца Майера-Лейбница (1936 – ?) – который защитил докторскую диссертацию у нобелевского лауреата Джеймса Франка и был настоятельно рекомендован Робертом Полем и Георгом Йоосом , а также Арнольдом Фламмерсфельдом (1939–1941). В его штат также входили Петер Йенсен и Эрвин Фюнфер.

В 1938 году Боте и Гентнер опубликовали работу об энергетической зависимости ядерного фотоэффекта. Это было первое явное свидетельство того, что спектры ядерного поглощения являются накопительными и непрерывными — эффект, известный как диполярный гигантский ядерный резонанс. Теоретически это объяснили десятилетие спустя физики Дж. Ханс Д. Йенсен , Гельмут Штайнведель, Питер Йенсен, Михаэль Гольдхабер и Эдвард Теллер .

Также в 1938 году Майер-Лейбниц построил камеру Вильсона . Изображения из камеры Вильсона были использованы Боте, Гентнером и Майером-Лейбницем для публикации в 1940 году « Атласа типичных изображений камеры Вильсона» , который стал стандартным справочником для идентификации рассеянных частиц.

Первый немецкий циклотрон

К концу 1937 года быстрые успехи Боте и Гентнера в создании и исследовательском использовании генератора Ван де Граафа побудили их задуматься о создании циклотрона . К ноябрю отчет уже был отправлен президенту Общества Кайзера-Вильгельма (KWG, Общество Кайзера Вильгельма; сегодня Общество Макса Планка ), и Боте начал добиваться финансирования от Общества Гельмгольца (Общества Гельмгольца; сегодня Общество имени Гельмгольца; сегодня Общество Макса Планка). Ассоциация немецких исследовательских центров имени Гельмгольца ), Badischen Kultusministerium (Министерство культуры Бадена), IG Farben , KWG и различные другие исследовательские агентства. Первоначальные обещания привели к заказу магнита у Siemens в сентябре 1938 года, однако дальнейшее финансирование стало проблематичным. В это время Гентнер продолжал свои исследования ядерного фотоэффекта с помощью генератора Ван де Граафа, который был модернизирован для получения энергии чуть ниже 1 МэВ. Когда его линия исследований была завершена с ⁷ Ли (p, гамма) и ¹¹ B (p, гамма)-реакции и ядерный изомер ⁸⁰ Бр Гентнер посвятил все свои силы строительству запланированного циклотрона.

Чтобы облегчить строительство циклотрона, в конце 1938 и в 1939 году, с помощью стипендии Гельмгольца -Гезельшафта , Гентнер был направлен в радиационную лабораторию Калифорнийского университета (сегодня Национальная лаборатория Лоуренса Беркли ) в Беркли, Калифорния. В результате визита Гентнер установил отношения сотрудничества с Эмилио Дж. Сегре и Дональдом Кукси .

После перемирия между Францией и Германией летом 1940 года Боте и Гентнер получили приказ осмотреть циклотрон, Фредериком Жолио-Кюри построенный в Париже. Хотя он был построен, он еще не работал. В сентябре 1940 года Гентнер получил приказ сформировать группу для запуска циклотрона в эксплуатацию. В этой работе принял участие Герман Дэнцер из Франкфуртского университета. Находясь в Париже, Гентнер смог освободить Фредерика Жолио-Кюри и Поля Ланжевена , которые были арестованы и задержаны. В конце зимы 1941/1942 года циклотрон работал на пучке дейтронов с энергией 7 МэВ . Уран и торий были облучены лучом, а побочные продукты были отправлены Отто Хану в Институт химии кайзера-Вильгельма (KWIC, Институт химии кайзера Вильгельма, сегодня Институт химии Макса Планка ) в Берлине. В середине 1942 года преемником Гентнера в Париже стал Вольфганг Рицлер из Бонна .

Именно в 1941 году Боте получил все необходимое финансирование для завершения строительства циклотрона. Магнит был доставлен в марте 1943 года, а первый пучок дейтронов был испущен в декабре. Церемония открытия циклотрона состоялась 2 июня 1944 года. Хотя строились и другие циклотроны, Боте был первым действующим циклотроном в Германии.

Урановый клуб

Немецкий проект ядерной энергетики , также известный как Uranverein (Урановый клуб), начался весной 1939 года под эгидой Reichsforschungsrat (RFR, Рейхсский исследовательский совет) Reichserziehungsministerium ( REM, Рейхсское министерство образования). К 1 сентября Heereswaffenamt (HWA, Армейское артиллерийское управление) вытеснило RFR и взяло на себя усилия. Под контролем HWA Уранферейн провел свое первое заседание 16 сентября. Встреча была организована Куртом Дибнером , советником HWA, и прошла в Берлине. Среди приглашенных были Вальтер Боте, Зигфрид Флюгге , Ганс Гейгер , Отто Хан , Пауль Хартек , Герхард Хоффманн , Йозеф Маттаух и Георг Штеттер . Вскоре после этого состоялась вторая встреча, в которой приняли участие Клаус Клузиус , Роберт Дёпель , Вернер Гейзенберг и Карл Фридрих фон Вайцзеккер . Поскольку Боте был одним из руководителей, Вольфганг Гентнер , Арнольд Фламмерсфельд , Рудольф Флейшман , Эрвин Фюнфер и Петер Йенсен вскоре были привлечены к работе в Uranverein . Их исследование было опубликовано в журнале Отчеты об исследованиях в области ядерной физики ( Отчеты об исследованиях в области ядерной физики ); см. ниже раздел «Внутренние отчеты» .

В Уранферайне Боте и до 6 членов его штаба к 1942 году работали над экспериментальным определением атомных констант, энергетического распределения осколков деления и ядерных сечений. Ошибочные экспериментальные результаты Боте по поглощению нейтронов графитом сыграли центральную роль в решении Германии отдать предпочтение тяжелой воде в качестве замедлителя нейтронов . Его ценность была слишком высока; Одно из предположений состоит в том, что это произошло из-за воздуха между кусочками графита, а азот имел высокое поглощение нейтронов. Однако экспериментальная установка включала сферу из электрографита Сименс, погруженную в воду без присутствия воздуха. Ошибка в поперечном сечении быстрых нейтронов была связана с примесями в продукции Siemens: «даже электрографит Siemens содержал барий и кадмий, оба прожорливые поглотители нейтронов». В любом случае сотрудников или групп было так мало, что они не могли повторять эксперименты для проверки результатов. хотя на самом деле отдельная группа в Геттингене, возглавляемая Вильгельмом Ханле, определила причину ошибки Боте: «Собственные измерения Ханле показали бы, что правильно приготовленный углерод действительно будет прекрасно работать в качестве замедлителя, но с издержками производства в промышленные количества, признанные артиллерией [немецкой] армии запретительными».

К концу 1941 года стало очевидно, что проект ядерной энергетики не внесет решающего вклада в прекращение военных действий в ближайшем будущем. Контроль HWA над Уранферайном был передан RFR в июле 1942 года. После этого проект ядерной энергетики сохранил свое обозначение kriegswichtig (важный для войны), и финансирование продолжалось со стороны военных. Однако тогда немецкий атомный энергетический проект был разбит на следующие основные направления: производство урана и тяжелой воды , разделение изотопов урана и Уранмашина (урановая машина, т. е. ядерный реактор). Кроме того, проект был фактически разделен между девятью институтами, директора которых доминировали в исследованиях и определяли свои собственные программы исследований. Боте Институт физики был одним из девяти институтов. Другими восемью институтами или учреждениями были: Институт физической химии Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана , HWA Veruchsstelle (испытательная станция) в Готтове, Институт химии кайзера-Вильгельма. , факультет физической химии Гамбургского университета , Институт физики кайзера Вильгельма , Второй институт экспериментальной физики Гёттингенского университета имени Георга-Августа , Auergesellschaft и II. Физический институт университета Венского .

После Второй мировой войны

С 1946 по 1957 год, помимо своей должности в KWImF, Боте был ордентным профессором Гейдельбергского университета.

В конце Второй мировой войны союзники захватили циклотрон в Гейдельберге. В 1949 году контроль над ним был возвращен Боте.

В 1956 и 1957 годах Боте был членом Arbeitskreis Kernphysik (Рабочая группа по ядерной физике) Комиссии II «Исследования и рост» Немецкой комиссии по атомной энергии (DAtK, Немецкая комиссия по атомной энергии). Другими членами Рабочей группы по ядерной физике как в 1956, так и в 1957 году были: Вернер Гейзенберг (председатель), Ханс Копферманн (заместитель председателя), Фриц Бопп , Вольфганг Гентнер , Отто Гаксель , Виллибальд Йентшке , Хайнц Майер-Лейбниц , Йозеф Маттаух , Вольфганг. Рицлер , Вильгельм Вальхер и Карл Фридрих фон Вайцзеккер . Вольфганг Пауль также был членом группы в 1957 году.

В конце 1957 года Гентнер вел переговоры с Отто Ханом , президентом Общества Макса Планка (MPG, Общества Макса Планка , преемника Общества Кайзера-Вильгельма ), и с Сенатом MPG о создании нового института под руководством их покровительство. Вальтера Боте По сути, Институт физики при Институте медицинских исследований Макса Планка в Гейдельберге должен был быть выделен и стать полноценным институтом MPG. Решение продолжить работу было принято в мае 1958 года. 1 октября Гентнер был назначен директором Института ядерной физики Макса Планка (MPIK, Институт ядерной физики Макса Планка), а также получил должность ордентлихер -профессора в университете. Гейдельберга. Боте не дожил до окончательного создания МПИК, так как умер в феврале того же года.

Боте был немецким патриотом и не оправдывал свою работу с « Уранферайн» . Однако нетерпение Боте по отношению к нацистской политике в Германии привело его под подозрение и расследование со стороны гестапо .

Персональный

В результате своего заключения в России во время Первой мировой войны в качестве военнопленного он встретил Барбару Белоу, на которой женился в 1920 году. У них было двое детей. Она умерла на несколько лет раньше него.

Боте был опытным художником и музыкантом; он играл на фортепиано.

Почести

Боте был удостоен ряда наград:

• Член Академии наук Геттингена.
• Член Академии наук Гейдельберга.
• Член-корреспондент Саксонской академии наук , Лейпциг.
• Большой крест ордена федеральных служб
• 1952 – Кавалер ордена «За заслуги в науках и искусствах».
• 1953 – Медаль Макса Планка Немецкого физического общества.
• 1954 — Нобелевская премия по физике «за метод совпадений и открытия, сделанные с его помощью». Боте получил половину приза; другая половина была присуждена Максу Борну .
• 19178 Уолтербот , астероид, названный в его честь.

Работает

Внутренние отчеты

Следующие отчеты были опубликованы в Kernphysicalische Forschungsberichte ( Отчеты об исследованиях в области ядерной физики ), внутреннем издании немецкого Uranverein . Отчеты имели гриф «Совершенно секретно», имели очень ограниченное распространение, а авторам не разрешалось хранить копии. Отчеты были конфискованы в рамках операции союзников «Алсос» и отправлены в Комиссию по атомной энергии США для оценки. В 1971 году отчеты были рассекречены и возвращены в Германию. Отчеты доступны в Центре ядерных исследований Карлсруэ и Американском институте физики .

• Вальтер Боте. Положение диффузии тепловых нейтронов в угле G12 (7 июня 1940 г.)
• Вальтер Боте Размеры конечной урановой машины Г-13 (28 июня 1940 г.)
• Вальтер Боте Размеры автоматов с реактивной рубашкой Г-14 (17 июля 1941 г.)
• Вальтер Боте и Вольфганг Гентнер. Энергия нейтронов деления урана G-17 (9 мая 1940 г.)
• Вальтер Боте Некоторые свойства U и тормозных материалов. Сводный отчет о работе Г-66 (28 марта 1941 г.)
• Вальтер Боте и Арнольд Фламмерсфельд. ​​Сечения 38-го фильма. для тепловых нейтронов по диффузионным измерениям Г-67 (20 января 1941 г.)
• Вальтер Боте и Арнольд Фламмерсфельд. ​​Захват резонанса на поверхности урана G-68 (8 марта 1940 г.)
• Измерения Вальтера Боте и Арнольда Фламмерсфельда на смеси оксида 38 и воды; коэффициент воспроизводства заказчика резонансного захвата Г-69 (26 мая 1941 г.)
• Вальтер Боте и Арнольд Фламмерсфельд. ​​Размножение быстрых и медленных нейтронов в 38 и длина диффузии в 38 металле и воде G-70 (11 июля 1941 г.)
• Вальтер Боте и Питер Йенсен. Поглощение тепловых нейтронов в электрографите G-71 (20 января 1941 г.)
• Вальтер Боте и Питер Йенсен Резонансный захват на поверхности урана G-72 (12 мая 1941 г.)
• Вальтер Боте и Арнольд Фламмерсфельд Эксперименты с послойным расположением воды и препарата 38 G-74 (28 апреля 1941 г.)
• Вальтер Боте и Эрвин Фюнфер Поглощение тепловых нейтронов и распространение быстрых нейтронов в бериллии G-81 (10 октября 1941 г.)
• Машины Вальтера Боте, использующие деление быстрыми нейтронами Г-128 (7 декабря 1941 г.)
• Вальтер Боте о Stahlenschutzwäne G-204 (29 июня 1943 г.)
• Вальтер Боте. Средства исследования ядерной физики G-205 (5 мая 1943 г.)
• Испытания слоев Вальтера Боте и Эрвина Фюнфера с изменением толщины U и D ₂ O G-206 (6 декабря 1943 г.)
• Фриц Бопп , Вальтер Боте, Эрих Фишер , Эрвин Фюнфер, Вернер Гейзенберг , О. Риттер и Карл Вирц Отчет об эксперименте с 1,5 до D ₂ O и U и 40-сантиметровой углеродной рубашкой обратного рассеяния (B7) G-300 (3 января 1945 г.) )

Избранная литература

• Вальтер Боте и Ганс Гейгер. Способ экспериментальной проверки теории Бора, Крамерса и Слейтера , Z. Phys. Том 26, номер 1, 44 (1924)
• Вальтер Боте Теоретические соображения по фотоэффекту , Z. Phys. Том 26, номер 1, 74–84 (1924).
• Экспериментальные исследования Вальтера Боте и Ганса Гейгера по теории Бора, Крамерса и Слейтера , The Natural Sciences Volume 13, 440–441 (1925)
• Вальтер Боте и Ганс Гейгер О природе эффекта Комптона: экспериментальный вклад в теорию излучения , Z. Phys. Том 32, номер 9, 639–663 (1925).
• В. Боте и В. Гентнер. Получение новых изотопов с помощью ядерного фотоэффекта , The Natural Sciences Volume 25, Issue 8, 126–126 (1937). Поступила 9 февраля 1937 г. Институциональная принадлежность: Институт физики при Институте медицинских исследований кайзера-Вильгельма .
• Вальтер Боте. Метод совпадений , Нобелевская премия по физике 1954 года , Nobelprize.org (1954).

Книги

• Вальтер Боте Физик и его инструменты (Грюйтер, 1944)
• Вальтер Боте и Зигфрид Флюгге Ядерная физика и космические лучи. Т. 1 (Дитерих, 1948)
• Вальтер Боте. Ошибка рассеяния при измерении орбит камеры Вильсона в магнитном поле (Springer, 1948).
• Вальтер Боте и Зигфрид Флюгге (редакторы) Ядерная физика и космические лучи . Обзор немецкой науки FIAT 1939–1945, тома 13 и 14 (Клемм, 1948).
• Теория Вальтера Боте двухлинзового b-спектрометра (Springer, 1950)
• Вальтер Боте. Рассеяние электронов в наклонных фольгах (Springer, 1952).
• Вальтер Боте и Зигфрид Флюгге Ядерная физика и космические лучи. Т. 2 (Дитерих, 1953)
• Карл Х. Бауэр и Вальтер Боте От атома к мировой системе (Кренер, 1954)

См. также

• Эластичное обнаружение отдачи
• Немецкие изобретатели и первооткрыватели

Библиография

• Бейерхен, Алан Д. (1977). Ученые при Гитлере: политика и физическое сообщество в Третьем рейхе . Издательство Йельского университета. ISBN  0-300-01830-4 .
• Хентшель, Клаус; Хентшель, Энн М., ред. (1996). Физика и национал-социализм: антология первоисточников . Биркхойзер. ISBN  0-8176-5312-0 .
• Уокер, Марк (1993). Немецкий национал-социализм и стремление к ядерной энергетике 1939–1949 гг . Кембридж. ISBN  0-521-43804-7 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )

Внешние ссылки

• Вальтер Боте «Метод совпадений» , Нобелевская премия по физике 1954 года , Nobelprize.org (1954). Из-за болезни Боте эта лекция не была прочитана устно.
  • Вальтер Боте и Институт физики: первые годы ядерной физики , Nobelprize.org.
  • Вальтер Боте на Nobelprize.org
• Аннотированная библиография Уолтера Бота из цифровой библиотеки по ядерным вопросам Алсос