Felietony

Pominięty, lecz nie zapomniany

Numer 2/2021
Walther Gerlach, jeden z ­autorów słynnego eksperymentu ­fizycznego, został niesprawiedliwie potraktowany przez ­komitet przyznający Nagrody Nobla. Walther Gerlach, jeden z ­autorów słynnego eksperymentu ­fizycznego, został niesprawiedliwie potraktowany przez ­komitet przyznający Nagrody Nobla. Wikipedia

W lutym 1922 roku na uniwersytecie we Frankfurcie nad Menem wykonano jedno z najważniejszych doświadczeń w historii fizyki współczesnej. Jego autorami byli Walther Gerlach i Otto Stern. Doświadczenie to jest omawiane w każdym podręczniku, ale jego autorzy zostali bardzo różnie potraktowani przez historię.

Urodzony w 1889 roku Gerlach i starszy o rok Stern spotkali się w 1921 roku. Pracowali wtedy w sąsiadujących instytutach fizyki doświadczalnej i teoretycznej we Frankfurcie. Stern nie bardzo wierzył w teorię kwantów Nielsa Bohra, która początkowo przewidywała tylko kwantowanie orbit elektronów w płaszczyźnie. Postanowił jednak sprawdzić propozycję Arnolda Sommerfelda, że umieszczone w polu magnetycznym atomy, będące miniaturowymi magnesikami, nie mogą przyjmować dowolnych położeń w przestrzeni, lecz tylko ustawienia przewidziane przez teorię kwantową. Sam nazywał siebie eksperymentującym teoretykiem i zaczął obmyślać eksperyment polegający na tym, że wiązka atomów srebra miałaby przechodzić przez obszar bardzo niejednorodnego pola magnetycznego, które powinno rozdzielać różne ustawienia atomów.

Gerlach usłyszał o propozycji Sommerfelda dopiero od Sterna. Był eksperymentatorem, więc przyczynił się istotnie do zbudowania odpowiedniej aparatury. W piecu podgrzewanym elektrycznie do temperatury 1000oC znajdowała się para atomów srebra, które mogły wylatywać przez maleńki otwór. Wydzielano z nich te, które przeszły przez kolimator w postaci dwóch szczelin o szerokości zaledwie kilku setnych części milimetra. Poruszały się one następnie w obszarze silnie niejednorodnego pola magnetycznego, po czym padały na kliszę fotograficzną. W końcu 1921 roku wykonano pierwsze próby, lecz zakończyły się one niepowodzeniem. Na kliszy dawało się wprawdzie dostrzec ślad srebra, ale było to mało przekonujące.

W styczniu 1922 roku Stern i Gerlach spotkali się w Getyndze i po przeanalizowaniu sytuacji postanowili zrezygnować z dalszych prób. Stern wyjechał zaraz do Rostocku, gdzie objął katedrę fizyki teoretycznej. Gerlach nie mógł wrócić do Frankfurtu z powodu strajku na kolei, miał więc niespodziewanie wolny czas, aby ponownie przemyśleć warunki eksperymentu. Po powrocie do laboratorium udoskonalił ustawienie aparatury, co przyniosło wreszcie sukces. Wiązka atomów srebra uległa rozszczepieniu na dwie składowe. Odległość między ich śladami na kliszy wynosiła tylko dwie dziesiąte milimetra, ale efekt był wyraźny. 17 lutego Gerlach zawiadomił o tym telegraficznie Sterna i kilku innych fizyków, w tym Nielsa Bohra. Wolfgang Pauli wyraził nadzieję, że Stern chyba pozbędzie się swego sceptycyzmu.

Naukowe drogi Gerlacha i Sterna potem się rozeszły. Stern w 1923 roku przeniósł się do Hamburga, gdzie pracował nad wiązkami molekularnymi. Był Żydem, toteż po dojściu nazistów do władzy w 1933 roku, nie czekając na zapowiadane represje, wyemigrował do Stanów Zjednoczonych. Zdążył jeszcze wykonać ważny pomiar momentu magnetycznego protonu. Gerlach w 1925 roku objął katedrę fizyki w Tybindze, skąd cztery lata później przeniósł się na uniwersytet w Monachium i tam pracował do 1945 roku. Prowadził badania nad ciśnieniem promieniowania i magnetyzmem. Nie wstąpił do partii nazistowskiej, ale utrzymywał z władzami poprawne stosunki, co pozwalało mu w swym instytucie chronić innych przed represjami. Chociaż nie był fizykiem jądrowym, w 1944 roku został mianowany administratorem niemieckiego programu atomowego.

W maju 1945 roku Gerlach został internowany przez aliantów i znalazł się wśród dziesięciu niemieckich fizyków, których przetrzymywano w Anglii, w Farm Hall, niedaleko Cambridge. W ścianach budynku, gdzie przebywali, umieszczono czułe mikrofony, służące do nagrywania rozmów między internowanymi. Po uwolnieniu i powrocie do Niemiec Gerlach pracował na uniwersytecie we Frankfurcie.

Począwszy od 1925 roku, autorzy eksperymentu Sterna-Gerlacha byli nominowani do Nagrody Nobla z fizyki. Gerlach uzbierał 30 nominacji, a Stern nawet więcej, ponieważ wysuwano go także jako autora pomiaru momentu magnetycznego protonu. Tymczasem w 1944 roku komitet przyznał nagrodę z fizyki za rok 1943 tylko Sternowi, przy czym uzasadnienie sformułowano tak, że nie pojawiło się w nim w ogóle nazwisko Gerlacha. Decyzję tę odebrano jako wysoce niesprawiedliwą.

Gerlach był dwukrotnie żonaty. W 1917 roku ożenił się z Miną Metzger i miał z nią córkę Urszulę. W kwietniu 1939 roku zawarł małżeństwo z lekarką Ruth Probst, która była, podobnie jak jej mąż, wielką miłośniczką i znawczynią muzyki. Z okazji 65. rocznicy urodzin Gerlach został w szczególny sposób uhonorowany przez pracowników Instytutu Fizyki Uniwersytetu Monachijskiego, którym kierował w latach 1948–1957. Opracowali oni i wykonali oratorium „Musica-Physica”, które miało tytuł „Od Wielkiego Wybuchu do ballady «Och, moja kochana gwiazdo Gerlacha”. AKW

01.02.2021 Numer 2/2021
Reklama
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną