Norman Foster Ramsey Jr. -Norman Foster Ramsey Jr.

"Norman Ramsey" omdirigerar här. För den amerikanska federala domaren, se Norman Park Ramsey .

Norman Foster Ramsey Jr.
NormanFRamsey.jpg
Född ( 1915-08-27 )27 augusti 1915
Washington, DC, USA
dog 4 november 2011 (2011-11-04)(96 år)
Wayland, Massachusetts , USA
Alma mater
Känd för Ramsey interferometri
Släktingar Anne Ramsey (kusin)
Utmärkelser
Vetenskaplig karriär
Fält Fysik
institutioner
Doktorand rådgivare Isidor Isaac Rabi
Doktorander
Andra framstående studenter Sunney Chan ( post doc )

Norman Foster Ramsey Jr. (27 augusti 1915 – 4 november 2011) var en amerikansk fysiker som tilldelades 1989 års Nobelpris i fysik , för uppfinningen av metoden med separerade oscillerande fält, som hade viktiga tillämpningar i konstruktionen av atomur . En fysikprofessor vid Harvard University under större delen av sin karriär, Ramsey hade också flera poster med sådana statliga och internationella organ som NATO och United States Atomic Energy Commission . Bland hans andra prestationer är att hjälpa till att grunda United States Department of Energys Brookhaven National Laboratory och Fermilab .

Tidigt liv

Norman Foster Ramsey Jr. föddes i Washington, DC , den 27 augusti 1915, till Minna Bauer Ramsey, en instruktör vid University of Kansas , och Norman Foster Ramsey, en 1905-examen från United States Military Academy i West Point och en officer i krigsförsvarsavdelningen som steg till brigadgeneral under andra världskriget , befäl över Rock Island Arsenal . Han växte upp som en armébrat , som ofta flyttade från post till post, och bodde i Frankrike under en tid då hans far var sambandsofficer med Direction d'Artillerie och assisterande militärattaché . Detta gjorde att han kunde hoppa över ett par betyg på vägen, så att han tog examen från Leavenworth High School i Leavenworth, Kansas , vid 15 års ålder.

Ramseys föräldrar hoppades att han skulle åka till West Point, men vid 15 års ålder var han för ung för att bli insläppt. Han tilldelades ett stipendium till University of Kansas , men 1930 postades hans far till Governors Island , New York. Ramsey gick därför in på Columbia University 1931 och började studera ingenjörsvetenskap . Han blev intresserad av matematik , och bytte till detta som sin akademiska huvudämne . När han fick sin BA från Columbia 1935 hade han blivit intresserad av fysik . Columbia gav honom ett Kellett Fellowship till Cambridge University där han studerade fysik vid Cavendish Laboratory under Lord Rutherford och Maurice Goldhaber och mötte framstående fysiker inklusive Edward Appleton , Max Born , Edward Bullard , James Chadwick , John Cockcroft , Paul Dirac , Arthur Eddington , Ralph Fowler , Mark Oliphant och JJ Thomson . Vid Cambridge tog han tripos för att studera kvantmekanik , vilket inte hade täckts vid Columbia, vilket resulterade i att han tilldelades en andra BA-examen av Cambridge.

En terminsuppsats Ramsey skrev för Goldhaber om magnetiska ögonblick fick honom att läsa nya artiklar i ämnet av Isidor Isaac Rabi , och detta stimulerade intresset för molekylära strålar och att göra forskning för en doktorsexamen. under Rabi i Columbia. Strax efter att Ramsey anlänt till Columbia, uppfann Rabi molekylär strålresonansspektroskopi , för vilken han tilldelades Nobelpriset i fysik 1944. Ramsey var en del av Rabis team som även inkluderade Jerome Kellogg , Polykarp Kusch , Sidney Millman och Jerrold Zacharias . Ramsey arbetade med dem på de första experimenten med användning av den nya tekniken, och delade med Rabi och Zacharias i upptäckten att deuteronet var en magnetisk fyrpol . Detta innebar att atomkärnan inte var sfärisk, som man trodde. Han fick sin Ph.D. i fysik från Columbia 1940 och blev stipendiat vid Carnegie Institution i Washington, DC , där han studerade neutron - proton- och protonheliumspridning .

Andra världskriget

Strålningslaboratorium

Northrop P-61 Black Widow nattjaktplan var speciellt designad för att dra fördel av den nya radarn

1940 gifte han sig med Elinor Jameson från Brooklyn, New York , och accepterade en lärartjänst vid University of Illinois i Urbana-Champaign . De två förväntade sig att tillbringa resten av sina liv där, men andra världskriget ingrep. I september 1940 tog British Tizard Mission ett antal nya teknologier till USA, inklusive en kavitetsmagnetron , en kraftfull anordning som genererar mikrovågor med hjälp av interaktionen av en ström av elektroner med ett magnetfält , vilket lovade att revolutionera radarn . Alfred Lee Loomis från National Defense Research Committee etablerade strålningslaboratoriet vid Massachusetts Institute of Technology för att utveckla denna teknik. Ramsey var en av de vetenskapsmän som Rabi rekryterade för detta arbete.

Till en början var Ramsey i Rabis magnetrongrupp. När Rabi blev divisionschef blev Ramsey gruppledare. Gruppens roll var att utveckla magnetronen för att möjliggöra en minskning av våglängden från 150 centimeter (59 tum) till 10 centimeter (3,9 tum) och sedan till 3 centimeter (1,2 tum) eller X-Band. Mikrovågsradarn lovade att vara liten, lättare och effektivare än äldre typer. Ramseys grupp började med designen som producerades av Oliphants team i Storbritannien och försökte förbättra den. Strålningslaboratoriet producerade konstruktionerna, som prototyperades av Raytheon och sedan testades av laboratoriet. I juni 1941 reste Ramsey till Storbritannien, där han träffade Oliphant, och de två utbytte idéer. Han tog tillbaka några brittiska komponenter som införlivades i den slutliga designen. Ett nattstridsflygplan , Northrop P-61 Black Widow , designades runt den nya radarn. Ramsey återvände till Washington i slutet av 1942 som rådgivare om användningen av de nya 3 cm mikrovågsradaruppsättningar som nu började användas, och arbetade för Edward L. Bowles på kontoret för krigsminister Henry L. Stimson .

Manhattan-projektet

1943 kontaktades Ramsey av Robert Oppenheimer och Robert Bacher , som bad honom att gå med i Manhattan Project . Ramsey gick med på att göra det, men ingripandet av projektledaren, brigadgeneral Leslie R. Groves Jr. , var nödvändigt för att prisa honom bort från krigsministerns kontor. En kompromiss kom överens om, varigenom Ramsey stannade kvar på krigsministerns lönelista och bara utstationerades till Manhattanprojektet. I oktober 1943 skapades Grupp E-7 av Ordnance Division vid Los Alamos Laboratory med Ramsey som gruppledare, med uppgiften att integrera designen och leveransen av de kärnvapen som byggs av laboratoriet.

Ramsey signerar Fat Man som användes i Nagasaki

Det första han var tvungen att göra var att bestämma egenskaperna hos flygplanet som skulle användas. Det fanns bara två allierade flygplan som var tillräckligt stora: brittiska Avro Lancaster och amerikanska Boeing B-29 Superfortress . United States Army Air Forces (USAAF) ville använda B-29 om det alls var möjligt, även om det krävde betydande modifieringar. Ramsey övervakade testdroppprogrammet, som började i Dahlgren, Virginia , i augusti 1943, innan han flyttade till Muroc Dry Lake, Kalifornien , i mars 1944. Mock-ups av Thin Man- och Fat Man - bomber släpptes och spårades av en SCR-584 mark . -baserad radaruppsättning av det slag som Ramsey hade hjälpt till att utveckla på strålningslaboratoriet. Många problem upptäcktes med bomberna och flygplansmodifikationerna och korrigerades.

Planer för leverans av vapnen i strid tilldelades vapenkommittén, som leddes av Ramsey, och var ansvarig för kapten William S. Parsons . Ramsey upprättade tabeller över organisation och utrustning för Project Alberta -avdelningen som skulle följa med USAAF:s 509:e sammansatta grupp till Tinian . Ramsey informerade 509:ans befälhavare, överstelöjtnant Paul W. Tibbets , om uppdragets karaktär när den senare tog befälet över 509:an. Ramsey gick till Tinian med Project Alberta-avdelningen som Parsons vetenskapliga och tekniska ställföreträdare. Han var involverad i monteringen av Fat Man-bomben och vidarebefordrade Parsons budskap som indikerar framgången med bombningen av Hiroshima till Groves i Washington, DC

Forskning

I slutet av kriget återvände Ramsey till Columbia som professor och forskare. Rabi och Ramsey fortsatte där de slutade före kriget med sina experiment med molekylstrålar. Ramsey och hans första doktorand, William Nierenberg , mätte olika kärnmagnetiska dipol- och elektriska fyrpolmoment . Tillsammans med Rabi hjälpte han till att etablera Brookhaven National Laboratory på Long Island . 1946 blev han den första chefen för fysikavdelningen där. Hans tid där blev kort, för 1947 började han på fysikfakulteten vid Harvard University , där han skulle stanna under de kommande 40 åren, förutom korta gästprofessurer vid Middlebury College , Oxford University , Mt. Holyoke College och University of Virginia . Under 1950-talet var han den första vetenskapsrådgivaren till NATO och initierade en serie stipendier, stipendier och sommarskoleprogram för att utbilda europeiska forskare.

Harvard-cyklotronen under konstruktion 1948. Visade är Ramsey (vänster) och Lee Davenport (höger)

Ramseys forskning under de omedelbara efterkrigsåren tittade på att mäta grundläggande egenskaper hos atomer och molekyler med hjälp av molekylstrålar. När han flyttade till Harvard var hans mål att utföra exakta experiment med molekylär strålmagnetisk resonans, baserat på de tekniker som utvecklats av Rabi. Men noggrannheten i mätningarna berodde på magnetfältets enhetlighet och Ramsey fann att det var svårt att skapa tillräckligt enhetliga magnetfält. Han utvecklade den separerade oscillerande fältmetoden 1949 som ett sätt att uppnå den noggrannhet han önskade.

Ramsey och hans doktorand Daniel Kleppner utvecklade den atomära vätemasern i syfte att öka noggrannheten med vilken de hyperfina separationerna av atomärt väte , deuterium och tritium kunde mätas, samt att undersöka hur mycket den hyperfina strukturen påverkades av extern magnetisk och elektriska fält. Han var också med och utvecklade en extremt stabil klocka baserad på en vätemaser. Från 1967 till 2019 har den andra definierats baserat på 9 192 631 770 hyperfina övergångar av en cesium-133- atom; atomklockan som används för att sätta denna standard är en tillämpning av Ramseys arbete. Han tilldelades Nobelpriset i fysik 1989 "för uppfinningen av metoden med separerade oscillerande fält och dess användning i vätemasern och andra atomur". Priset delades med Hans G. Dehmelt och Wolfgang Paul .

I samarbete med Institut Laue–Langevin arbetade Ramsey också med att tillämpa liknande metoder på strålar av neutroner, mäta det magnetiska neutronmomentet och hitta en gräns för dess elektriska dipolmoment . Som ordförande för Universities Research Association under 1960-talet var han involverad i designen och konstruktionen av Fermilab i Batavia, Illinois . Han ledde också en kommitté för National Research Council från 1982 som drog slutsatsen att, i motsats till resultaten från representanthusets utvalda kommitté för mord , indikerade akustiska bevis inte närvaron av en andra beväpnad mans inblandning i mordet på president John F. Kennedy .

Senare i livet

Ramsey blev så småningom Eugene Higgins professor i fysik vid Harvard och gick i pension 1986. Han förblev dock aktiv inom fysik och tillbringade ett år som forskare vid Joint Institute for Laboratory Astrophysics (JILA) vid University of Colorado . Han fortsatte också att besöka professurer vid University of Chicago , Williams College och University of Michigan . Förutom Nobelpriset i fysik fick Ramsey ett antal utmärkelser, inklusive Ernest Orlando Lawrence Award 1960, Davisson-Germer Prize 1974, IEEE Medal of Honor 1984, Rabi Prize 1985, Rumford Premium Prize 1985, Compton-medaljen 1986 och Oersted-medaljen och National Medal of Science 1988. 1990 mottog Ramsey Golden Plate Award från American Academy of Achievement . 2004 undertecknade han ett brev tillsammans med 47 andra nobelpristagare som stödde John Kerry som president i USA som någon som skulle "återställa vetenskapen till dess lämpliga plats i regeringen".

Hans första fru, Elinor, dog 1983, varefter han gifte sig med Ellie Welch från Brookline, Massachusetts. Ramsey dog ​​den 4 november 2011. Han efterlevde sin fru Ellie, sina fyra döttrar från sitt första äktenskap och sin styvdotter och styvson från sitt andra äktenskap.

Bibliografi

Anteckningar

Referenser

externa länkar