Otto Stern był urodzonym w Niemczech fizykiem amerykańskim, który zdobył Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 1943 r. Urodził się w zamożnej rodzinie żydowskiej pod koniec XIX wieku w Królestwie Prus. Ze względu na zamożność finansową rodziny nie musiał szukać pracy natychmiast po ukończeniu edukacji. Zamiast tego długo pracował jako Privatdozent na wybranych uniwersytetach, zanim na początku lat dwudziestych wylądował na swoim pierwszym oficjalnym stanowisku akademickim. Początkowo bardziej koncentrował się na problemach teoretycznych. Dopiero po tym, jak poznał wielkich eksperymentatorów, takich jak James Franck i Max Volmer, zaczął interesować się fizyką eksperymentalną. W krótkim czasie opracował metodę wiązki molekularnej i odkrył kwantyzację spinu za pomocą Walthera Gerlacha. Przyniósł mu nie tylko sławę, ale także okazję do dalszych prac badawczych. Pomiar atomowych momentów magnetycznych, demonstracja falowej natury atomów i cząsteczek oraz odkrycie momentu magnetycznego protonu to tylko niektóre z jego ważnych prac. Wyemigrował do USA i przyjął obywatelstwo amerykańskie, kiedy Hitlerowska Partia Hitlerowska doszła do władzy. Po ponad dwunastu latach pracy na Carnegie Mellon University w końcu przeszedł na emeryturę i zamieszkał w Kalifornii.
Dzieciństwo i wczesne życie
Otto Stern urodził się 17 lutego 1888 r. W zamożnej rodzinie żydowskiej w Sohrau, znanej obecnie jako Żory. Miasto leży w regionie Górnego Śląska w Polsce. Jednak w chwili jego narodzin wchodził w skład Królestwa Prus pod panowaniem Rzeszy Niemieckiej.
Jego ojciec, Oskar Stern, był bogatym handlarzem zbożem, a także posiadał młyny. Jego matka nazywała się Eugenia z domu Rosenthal. Para miała pięcioro dzieci, wśród których najstarszy był Otto. W 1892 r. Rodzina przeniosła się do Wrocławia (obecnie Wrocław, Polska), gdzie Otto został przyjęty do gimnazjum Johannesa.
Podczas gdy Gymnasium kładło większy nacisk na klasykę niż matematykę i nauki ścisłe, Stern uzupełnił swoją edukację, czytając dużo na osobności. Po zejściu ze szkoły odwiedził kilka uniwersytetów, jak to było w tamtych czasach normą, a ostatecznie w 1906 r. Wstąpił na uniwersytet we Wrocławiu z chemią fizyczną jako specjalizacją.
Otto Stern ukończył studia w 1912 r., Uzyskując stopień doktora na uniwersytecie we Wrocławiu. W tym samym roku dołączył do Uniwersytetu Karola w Pradze, aby studiować u Alberta Einsteina.
Kiedy w 1913 r. Einstein powrócił do swojej macierzystej uczelni, ETH Zurych, Otto Stern podążył za nim. Przez rok działał jako Privatdozent of Physical Chemistry w ETH.
W 1914 roku dołączył do University of Frankfurt am Main jako Privatdozent of Theoretical Physics. W 1915 r. Otrzymał habilitację, najwyższe kwalifikacje akademickie, jakie może uzyskać każdy uczony, z uniwersytetu. Wkrótce wybuchła I wojna światowa i został wprowadzony do armii niemieckiej.
Pod koniec wojny został przydzielony do badań wojskowych w laboratorium Nernsta na Uniwersytecie Berlińskim. Tam zaprzyjaźnił się z Jamesem Franckiem i Maxem Volmerem, dwoma znanymi eksperymentatorami.
Do tego czasu Stern koncentrował się głównie na teoretycznych badaniach termodynamiki statystycznej i teorii kwantów. Teraz, pod wpływem Francka i Volmera, zaczął wykazywać zainteresowanie fizyką eksperymentalną.
Kariera
Po zakończeniu wojny w 1918 r. Otto Stern powrócił na uniwersytet we Frankfurcie nad Menem i pozostał tam do 1921 r. Początkowo pracował nad problemami teoretycznymi i opublikował artykuł na temat energii powierzchniowej ciał stałych. Bardzo szybko zaczął odczuwać, że powinien dostarczyć eksperymentalny dowód.
Zanim jednak ukończył eksperyment, otrzymał pierwsze oficjalne stanowisko akademickie. W 1921 r. Wstąpił na uniwersytet w Rostocku jako profesor nadzwyczajny fizyki teoretycznej.
W 1922 roku, podczas nauczania w Rostocku, Stern wraz z Walterem Gerlachem przeprowadzili historyczny eksperyment wiązki molekularnej. Znany jako eksperyment Sterna-Gerlacha potwierdził teorię kwantyzacji spinowej, która głosiła, że w polu magnetycznym atomy mogą ustawiać się tylko w kilku kierunkach.
Następnie w 1923 roku Stern dołączył do Uniwersytetu w Hamburgu jako profesor chemii fizycznej i dyrektor laboratorium. Tutaj założył wybitną grupę badawczą, która przeprowadziła wiele pionierskich eksperymentów. Dzięki niemu Uniwersytet w Hamburgu stał się znanym ośrodkiem badań atomowych, molekularnych i jądrowych.
W tym okresie Stern przeprowadził dalsze eksperymenty dotyczące kwantowej natury materii. Eksperymenty te potwierdziły wiele innych kluczowych przejawów, takich jak falowa natura atomów helu i wodoru poprzez dyfrakcję wiązek tych atomów oraz nieregularne momenty magnetyczne protonu i deuteronu.
Gdy Adolf Hitler i jego partia nazistowska doszli do władzy w Niemczech w lipcu 1933 r. Stern musiał zrezygnować ze swojego stanowiska. Do tego czasu stał się znany na całym świecie. W 1930 roku otrzymał tytuł LL.D. przez University of California, Berkeley. W związku z tym postanowił przenieść się do USA.
W 1933 roku Stern dołączył do Carnegie Mellon University w Pittsburghu w Pensylwanii jako profesor fizyki. Pozostał tam aż do przejścia na emeryturę w 1945 r., Prowadząc szeroko zakrojone badania w dziedzinie fizyki eksperymentalnej.
Po przejściu na emeryturę Stern przeniósł się do Kalifornii i dołączył do University of California, Berkeley jako profesor emerytowany. W tym samym roku został wybrany do National Academy of Sciences. Resztę życia spędził w Berkeley.
Główne dzieła
Eksperyment Sterna-Gerlacha z 1922 r. Jest jednym z najważniejszych dzieł prowadzonych przez Otto Sterna. On i Walther Gerlach wysłali wiązkę atomów srebra przez niejednorodne pole magnetyczne na szklaną płytkę i obserwowali ich dyfrakcję.
Zgodnie z fizyką klasyczną wiązka powinna rozproszyć się w postaci ciągłego pasma; zamiast tego zaobserwowano tylko dwie wiązki. Potwierdziło to nie tylko teorię kwantyzacji spinu, ale także utorowało drogę do dalszego rozwoju współczesnej fizyki.
Mierzenie pędu magnetycznego protonu za pomocą wiązki molekularnej to kolejna jego ważna praca. Przeprowadzony w 1933 r. Eksperyment wykazał, że rzeczywisty pomiar jest dwa i pół razy większy od jego wartości teoretycznej.
Opublikował także wiele artykułów. Wśród nich na uwagę zasługuje seria trzydziestu wybitnych prac zatytułowanych „Untersuchung zur Molekularstrahl-Methode, UzM” (Badania metodą wiązki molekularnej).
Nagrody i osiągnięcia
Otto Stern otrzymał Nagrodę Nobla z fizyki w 1943 r. Za odkrycie teorii kwantyzacji spinu. Chociaż praca została wykonana we współpracy z Walterem Gerlachiem, sam otrzymał nagrodę, ponieważ Gerlach pozostał w Niemczech i działał w okresie nazizmu.
Ponadto został wybrany na członka American Association for Advancement of Science, American Philosophical Society, National Academy of Sciences i Royal Danish Academy of Sciences.
Życie osobiste i dziedzictwo
Otto Stern nie ożenił się. Jako młody człowiek lubił dobre życie i lubił tańczyć. Był także dobrym tenisistą i miał wielu przyjaciół.
8 marca 1939 r. Został naturalizowanym obywatelem Stanów Zjednoczonych Ameryki. Ostatnią część życia spędził w Berkeley w Kalifornii. Tam prowadził odosobnione życie, ale interesował się nowymi odkryciami fizyki cząstek i astrofizyki. Regularnie chodził też do kina.
Zmarł 17 sierpnia 1969 r. W wieku 81 lat w Berkeley. Podczas oglądania filmu doznał zawału serca i wkrótce potem zmarł. Został pochowany na cmentarzu Sunset View, El Cerrito, Kalifornia.
Kinetyka fotofizycznego procesu dezaktywacji międzycząsteczkowej została nazwana „Relacją Otto-Volmer” na cześć Otto Sterna i jego wieloletniego przyjaciela Maxa Volmera. Dwóch naukowców blisko współpracowało przez długi czas od I wojny światowej.
Drobnostki
Otto Stern był drugą najbardziej nominowaną osobą do Nagrody Nobla. W latach 1925–1945 otrzymał 82 nominacje. Ostatecznie wygrał go w 1943 r.
Szybkie fakty
Urodziny 17 lutego 1888 r
Narodowość Niemiecki
Słynny: fizycy niemieccy mężczyźni
Zmarł w wieku 81 lat
Znak słońca: Wodnik
Urodzony w: Żory
Słynny jako Fizyk
