Вальтер Боте

|зображення_розмір розпису=

Вальтер Вільгельм Георг Боте
нім. Walther Wilhelm Georg Bothe
Боте (1954) Боте (1954)
Ім'я при народженні	нім. Walther Wilhelm Georg Bothe
Народився	8 січня 1891(1891-01-08)[…] Оранієнбург, Королівство Пруссія, Німецька імперія
Помер	8 лютого 1957(1957-02-08)[…] (66 років) Гайдельберг, Баден-Вюртемберг, ФРН
Поховання	Handschuhsheim Cemeteryd
Країна	Німеччина
Діяльність	фізик, винахідник, викладач університету, хімік, математик, фізик-ядерник
Alma mater	HU Berlin (1913) Гіссенський університет
Галузь	фізика
Заклад	Гіссенський університет Гайдельберзький університет Рупрехта-Карла HU Berlin Physikalisch-Technische Bundesanstaltd
Вчителі	Макс Планк і Arthur Wehneltd
Аспіранти, докторанти	Hans Ritter von Baeyerd Hans Jakob Ritter von Baeyerd
Членство	Прусська академія наук Академія наук НДР Саксонська академія наук Баварська академія наук Гайдельберзька академія наук
Війна	Перша світова війна
У шлюбі з	Barbara Belowd
Нагороди	медаль імені Макса Планка (1953)
Вальтер Боте у Вікісховищі

Вальтер Вільгельм Георг Боте (нім. Walther Wilhelm Georg Bothe; 8 січня 1891, Оранієнбург — 8 лютого 1957, Гейдельберг) — німецький фізик, лауреат Нобелівської премії з фізики за 1954 рік. Зробив значний внесок в ядерну фізику.

Біографія

Дитинство і юність 1891—1920

Боте народився в сім'ї годинникаря Фрідріха Боте і швачки Шарлоти Боте, уродженої Хартунг. Дитинство провів в Оранієнбурзі. Вирізнявся гострим розумом і строгим логічним мисленням, володів здібностями до музики і живопису.

У 1908 у закінчив курси підготовки до університету у вищій реальній школі в Берліні. Після цього він вивчав з 1908 р. по 1913 р. фізику, математику, хімію та музику в Берлінському університеті. Кошти на навчання заробляв в основному сам шляхом репетиторства, випадкових заробітків і стипендій.

У 1913 здає держіспит на викладацьку діяльність і після цього працює деякий час у берлінській вищій сільськогосподарській школі. Незабаром після цього він стає допоміжним науковим співробітником в імперській фізико-технічній установі. Там він працює в лабораторії радіоактивності, яку заснував Ганс Гейгер. У 1924 р. він захищає під керівництвом Макса Планка дисертацію на здобуття ступеня доктора філософії (еквівалентно кандидатові наук). Тема дисертації — «Про молекулярні теорії заломлення, відображення, розсіювання та поглинання».

Під час Першої світової війни Боте потрапляє до російського полону, з якого повертається лише в 1920 р. Під час перебування у полоні брав участь у спорудженні сірникової і содової фабрик. Крім того займався математикою і вивченням російської мови.

8 липня 1920 одружується в Москві з Варварою Бєловою. Вони познайомилися ще до війни, в Берліні і постійно листувалися відтоді. Пізніше у них народяться дві доньки.

Роки роботи після Першої світової війни. 1920—1932

Після повернення з полону В. Боте продовжив працювати під керівництвом Гейгера і в 1925 р. став керівником лабораторії радіоактивності в імперській фізико-технічній установі. Цю посаду він обіймав до 1930 р. Працюючи під керівництвом Гейгера він набув дуже великі експериментальні навички та теоретичні знання в галузі ядерної фізики. Разом з Гейгером вони розпочали в 1924 р. дослідження ефекту Комптона і розробили метод збігів.

У розвитку квантової механіки певним етапом була опублікована в 1924 р. робота Нільса Бора, Хендріка Антоні Крамерса і Джона Кларка Слетера «Квант ова теорія випромінювання». У цій роботі робилося припущення про те, що на атомних масштабах закони збереження енергії і імпульсу діють тільки статистично. Однак експерименти Гейгера і Боте, а також Артура Холі Комптона і Альфреда Сміта, виявили, що закони збереження діють також і в окремих атомних процесах. Таким чином була спростована теорія випромінювання Бора, Крамерса і Слетера і пропоноване в них тільки статистичне виконання законів збереження енергії та імпульсу.

У 1925 Боте захистив дисертацію на здобуття ступеня доктора наук, знову під керівництвом Планка, в Берлінському університеті. Тема дисертації: «Про елементарний процес фотоелектричного випускання електрона». З берлінського періоду відома наступна історія — коли Отто Фріш, племінник Лізи Майтнер, проходив коридором повз лабораторії Боте, він насвистував свою версію бранденбурзького концерту Баха, чим змушував Боте збиватися з рахунку альфа-часток і витрачати багато часу на повторні експерименти.

Арнольд Зоммерфельд так характеризував Боте в одному зі своїх листів:

Боте, з фізико-технічного закладу в Шарлоттенбурзі. Надзвичайно оригінальна голова і чудовий експериментатор. Провів спільно з Гейгером знамениті прецизійні експерименти, і після відходу Гейгера з великим успіхом продовжував самостійні дослідження. Щодо його здатності до викладання, яке він ще не мав можливості випробувати, інформації не маю.

У 1929 р. Боте стає приватдоцентом і в 1930 р. професором і директором інституту фізики в Гессенському університеті. Він був першим, хто включив у свій курс лекцій квантову механіку. У тому ж році він відкрив збуджений стан атомного ядра.

Робота під час нацизму 1932—1945

Stuttgart 1935

У травні 1930 р. в Гейдельберзі було відкрито Інститут медичних досліджень Товариства кайзера Вільгельма. Директор інституту прагнув залучити вчених з інших галузей науки для своїх досліджень системи кровообігу. Для цього в інституті було утворено чотири рівноправних напрямки: патологія, фізіологія, фізика і хімія. З історичних причин основне поле досліджень інституту наприкінці 30-х років змістилося у напрямках хімії та фізики, які були представлені Ріхардом Куном і Вальтером Боте відповідно.

У 1932 р. Боте перейшов в Гейдельберзький університет і змінив там Філіпа Ленарда. Внаслідок передачі влади нацистам в 1933 р. він відмовився від керівництва інститутом. У 1934 р. очолив інститут фізики в інституті медичних досліджень товариства ім. Кайзера Вільгельма (сьогодні інститут ядерної фізики товариства Макса Планка) і залишався на цій посаді до 1957 р. З 1934 по 1945 рр. співпрацює як професор.

Боте був не дуже зацікавлений у медичних дослідженнях. Тому він залучив у 1943 р. до біологічних дослідів (перш за все над тваринами) доктора Герхарда Шуберта, який до того спостерігав за персоналом, що працював на паризькому циклотроні.

У спілкуванні Боте виявляв зверхність, причому тон при спілкуванні з аспірантами та студентами нагадував фельдфебельський. Навіть до колег він звертався іноді нетактовно. Витоки цього лежали ймовірно у військовій атмосфері, яка була характерна для імперської фізико-технічної установи. Крім того його поведінка відповідала планківській школі. Ліза Майтнер писала з цього приводу: «Він ніколи не робив або уникав робити що-небудь тільки тому, що це могло принести йому користь чи шкоду. Якщо він сприймав що-небудь як правильне, то він робив це не озираючись на власну персону».

Після 1942 р. Боте повертається до своїх фундаментальних досліджень. Він працює серед іншого над контрольованим розподілом ядра і ланцюговими реакціями. У цей час будується перший німецький циклотрон, який Боте сконструював спільно зі своїм асистентом Вольфгангом Гентнером.

Робота після війни 1945—1957

У 1946 р. Боте повернувся на посаду директора інституту фізики в інституті медичних досліджень товариства ім. Макса Планка в Гейдельберзі. Він розраховував, що зможе працювати там тільки з небагатьма висококваліфікованими студентами та асистентами. На цей час припадають три важливих наукових проєкти: відновлення циклотрона, розвиток ядерної спектроскопії і дослідження космічних променів. У 50-х і 60-х роках роботи Боте і співробітників набували все більшого міжнародного впливу. Боте був одним з підписали 11 липня 1953 р. заклик до керівників держав світу відмовитися від насильства як засобу політичної боротьби.

З віком Боте все більше хворів. Прогресуюче звуження судин змусило ампутувати одну ногу. Після цієї операції він не зміг повністю одужати.

Вальтер Боте був першопрохідцем у галузі сучасної ядерної фізики і фізики елементарних частинок. Він залишив помітний слід в історії фізики XX сторіччя.

Наукові праці

Метод збігів і космічне випромінювання

Саме Вальтер Боте спільно зі своїм співробітником Вернером Кольхерстером довели за допомогою методу збігів існування проникаючого космічного випромінювання, яке було відкрито в 1912 р. в експериментах Віктора Гесса на повітряній кулі.

У 1929 р. Боте і Кольхерстера розробили спеціальний метод, при якому свідчення двох роздільних лічильників Гейгера реєструвалися тільки тоді, коли вони відбувалися в певній часовій послідовності. Такий підрахунок збігів дозволив простежити шлях частки через лічильники.

Відкриття нейтрону

Боте і його студент Герберт Бекер були серед перших, хто займався відкриттям нейтрона. У 1930 р. вони описали незвичайний тип «гамма-променів», який виникав при опроміненні берилію альфа-частинками, що виникають при розпаді полонію. Цей експеримент вони проводили з метою перевірки теорії Ернеста Резерфорда і щоб з'ясувати, чи випромінюються при цьому високоенергетичні частинки.

Боте займався фундаментальними властивостями структури атома. Так як він практично не цікавився медичними дослідженнями, то пропозиція про роботу в Гейдельберзі слід розглядати, як спробу утримати від еміграції провідного німецького фізика-експериментатора.

У 30-х роках він разом зі співробітниками був одним з перших учених, які спостерігали ефект «ядерного фотоефекту» (взаємодія атомного ядра з фотонами), провели ядерно-спектроскопічні дослідження і зробили штучні ізотопи.

Співпраця з Вольфгангом Гентером

Наприкінці 1935, після закінчення навчання в Парижі, Вольфганг Гентер приїхав для продовження навчання до Вальтера Боте в Гейдельберг. Боте займався в той момент дослідженнями проходження жорсткого гамма-випромінювання крізь матерію і прийшов до тих же результатів, що і Гентер. Гентер продовжив свої паризькі дослідження спільно з Боте. При спробі дослідити залежність ядерного фотоефекту в берилію від енергії стало очевидно, що енергія гамма-випромінювання була занадто мала в порівнянні з енергією зв'язку нейтрона в ядрі і що для продовження досліджень необхідні гамма-промені з набагато більшою енергією і набагато більшої інтенсивності. Боте і Гентер вирішили побудувати генератор Ван-Дер-Графа. Гентер побудував такий прилад, що мав головні риси сучасних прискорювачів, за неймовірно короткий час. Вже в листопаді 1936 р. була виміряна функція збудження до енергій 500 кеВ.

${}^{11}\mathrm {B} +{}_{+1}^{1}\mathrm {p} \to {}_{6}^{12}\mathrm {C} +\mathrm {Gamma}$

і влітку 1937 р. були готові дані про ядерні фотоефекти при опроміненні 17 МеВ гамма-випромінюванням ⁷ Li (p, gamma) багатьох середньо-важких і важких ядер.

Також за допомогою Вольфганга Гентера вдалося отримати штучну радіоактивність.

Циклотрон

Після припинення військових дій між Німеччиною і Францією влітку 1940 р., Боте и Гентер отримали завдання проінспектувати парижский циклотрон, який будував Жоліо. У 1940 р. Боте і Гентер побували в паризькому інституті і встановили, що через недоліки високочастотної установки циклотрон був все-ще в неробочому стані. Боте отримав завдання побудувати в Гейдельберзі циклотрон і вже в 1941 р. йому вдалося забезпечити майже все необхідне для цього. У березні 1943 р. нарешті був доставлений магніт і восени того ж року циклотрон був прийнятий в експлуатацію. Боте прямо заявив Альберту Шпеєру, що циклотрон буде використовуватися тільки для медичних та біологічних цілей.

Робота в урановому проєкті

Вальтер Боте був одним з провідних фізиків-експериментаторів Німеччині 20-х — 50-х років. Причини, які спонукали Боте приєднатися до уранового проєкту, були різноманітні.

Він був противником нацистського режиму, особливо після виходу з університету в 1933 р. Попри це він подав заявку на участь у військовому проєкті з патріотичних мотивів. Ні пояснень, ні вибачень він після війни не робив. З патріотичних, частково націоналістичних переконань він розпочав у 1940 р. вимірювання перерізу розсіяння нейтронів на вуглеці для військового відомства (Heereswaffenamt).

Місія ALSOS

У рамках місії ALSOS в середині 1945 р. в Гейдельберг прибули американські уповноважені — там був єдиний німецький циклотрон.

Заняття інституту медичних досліджень відбулося без ускладнень. Боте був допитаний, його роботи були конфісковані. Однак Боте повідомив Гудсміту, що згідно з вказівками влади він спалив всі свої секретні звіти. До оголошення капітуляції Боте відмовлявся давати свідчення, але попри це він, на відміну від інших учасників уранового проєкту, не був інтернований в Англії.

У решті-решт Боте передав всі документи, що залишилися ALSOS, хоча і нічого не сказав про секретні дослідженнях у своєму інституті.

Після війни

Під час післявоєнної окупації Німеччини союзниками Боте, спільно з Флюгге, підготував у рамках проєкту «Field Information Allied Technical (FIAT) reports» книгу з ядерної фізики і космічних променів.

У Німеччині другої половини 40-х років головною турботою було знайти їжу і дах над головою, тому Боте доклав багато зусиль, щоб зберегти свою групу і проводити серйозні дослідження. Хоча йому заборонили працювати в галузі ядерної фізики, Боте був призначений директором інституту фізики Гейдельберзького університету. Він використав цю посаду, щоб зберегти свою групу, модернізувати і підтримувати інститут.

З травня 1946 р. до своєї смерті Боте очолював фізичний інститут товариства ім. Макса Планка (раніше відомого як товариство ім. Кайзера Вільгельма) в Гейдельберзькому університеті.

У 1948 р. професор Вальтер Боте зміг знову привести в дію гейдельбергський циклотрон. Він проводив, разом зі своїми студентами, експерименти з ядерної фізики і готував радіоактивні препарати для сусідньої клініки.

Інтерес до Гейдельберзьких робіт зростав. Вольфганг Паулі, який після закінчення війни перебував далеко від Німеччини, все-таки приїхав до Гейдельберга на 60-річчя Боте. Незабаром також Бете, Гамов, Марія Майєр, Нордхайм, Рабі, Вайскопф, Вігнер та багато інших видатні вчені відвідували Гейдельберг. 29 лютого 1952 сформувалася комісія з атомної фізики німецького фізичного товариства, яку очолював Гейзенберг, до якої входив і Боте.

У наступні роки Боте присвятив себе дослідженням в галузі ядерної фізики і застосування штучної радіоактивності. Однак через хворобу він був змушений поступово відходити від дослідницької роботи.

Нагороди

• У 1952 р. Боте отримав орден Pour le Mérite.
• У 1953 р. Боте був нагороджений медаллю ім. Макса Планка.
• У 1954 р. Боте отримав, Нобелівську премію з фізики

«За метод збігів для виявлення космічних променів і зроблені у зв'язку із цим відкриття». Через поганий стан здоров'я Боте не зміг поїхати до Стокгольму. За бажанням Боте премію отримала його донька Олена Рідель. У 1956 р. Боте став почесним доктором Гіссен ського університету. У 1993 р. вулиця Ернста Тельмана була перейменована у вулицю Вальтера Боте.

• Боте був членом саксонської академії наук у Лейпцигу.

Див. також

• 19178 Вальтерботе — астероїд, названий на честь вченого.

Посилання

• Храмов Ю. А. Боте Вальтер // Физики: Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера. — Изд. 2-е, испр. и дополн. — М.: Наука, 1983. — С. 43. — 400 с
• Інформація з сайту Нобелівського комітету [Архівовано 26 січня 2012 у WebCite] (англ.)
• Історія відкриття нейтрона (нім.)