[PL] Przeładowanie IQ: Arthur Compton
Wprowadzenie
Prawdopodobnie nie zdziwisz się, gdy powiem, że bohaterem dzisiejszego Przeciążenia IQ jest laureat Nagrody Nobla - jeśli widziałeś odcinek zerowy to wiesz, że aż 17 uczestników piątego Kongresu Solvaya zdobyło tę nagrodę (cóż za stężenie geniuszy, wciąż jestem pod wrażeniem).
Arthur Compton, genialny umysł tego wpisu, jest pierwszym Amerykaninem w mojej serii Przeładowanie IQ (nie liczę odcinków bonusowych). Ten szczegół jest ważny - jego życie było trochę inne niż życie europejskich naukowców.
Wpoprzedniej części podzieliłem się z wami moimi przemyśleniami na temat tradycji rodzinnych w studiowaniu określonej dziedziny nauki. Louis de Broglie był przykładem, że nie przestrzeganie tradycji rodzinnej może być kluczowe dla świata. Ale podczas przygotowywania tego artykułu zdałem sobie sprawę, że problem podejmowania decyzji jest znacznie bardziej złożony niż myślałem.
Jego życie, moje rozmyślenia, znowu...
źródło: Wikimedia
Młodość
Arthur Compton urodził się 10 września 1892 roku w Wooster (Ohio). Pochodził z rodziny z tradycjami akademickimi. Jego ojciec Elias był profesorem filozofii i dziekanem College of Wooster. Jego starszy brat Karl był renomowanym fizykem. Uzyskał on doktorat w 1912 r. i w 1930 r. został prezydentem Massachusetts Institute of Technology. Młodszy brat Artura - Wilson - był także dobrze wykształcony. Uzyskał doktorat z ekonomii w 1916 r. Warto wspomnieć, że ich matka - Otelia Catherine - została nazwana Amerykańską Matką Roku w 1939 r. Oznacza to, że mieli wspaniałe środowisko do rozwijania swoich wspaniałych umysłów.
Wróćmy do średniego z braci, Arthura. Rok 1913 był rokiem, w którym ukończył Collego of Wooster. Czas po tym był niezwykle ważny - Arthur chciał rozpocząć karierę religijną. Nawet nie chcę mówić, jak to wpłynęłoby na nasz świat. Na szczęście ojciec powiedział mu:
Twoja praca w tej dziedzinie [nauki ścisłe] może stać się cenniejszą przysługą chrześcijańską niż gdybyś miał zostać misjonarzem lub księdzem.Następnym duży krokiem było uzyskanie stopnia magistra, który Arthur zdobył w 1914 roku na Princeton University. Dwa lata później uzyskał doktorat na tym samym uniwersytecie z pracą dyplomową zatytułowaną następująco: "Intensywność odbicia promieniowania X i rozkład elektronów w atomach".
źródło: history.aip.org
W Stanach Zjednoczonych laboratoria przemysłowe rozwijały się znacznie szybciej niż laboratoria akademickie. Wielu amerykańskich naukowców pracowało w przemyśle - Arthur Compton był jednym z nich. W 1917 rozpoczął pracę jako inżynier badawczy w firmie Westinghouse. Dwa lata później Compton otrzymał stypendium National Research Council.
Co by było, gdyby...
Problem podejmowania decyzji i ich wpływ na świat jest fascynujący. Wyobrazić sobie, co by się stało, gdyby ojciec Arthura nie doradził mu podjęcia kariery naukowej. Młody człowiek nie jest pewny, jaką drogą powinien wybrać. Co za zwyczajna sytuacja ... Arthur Compton nie był jednak zwyczajny. Czy kiedykolwiek zastanawiałeś się, ilu geniuszów wybrało inną ścieżkę w podobnej sytuacji? Jak ważny jest w takich momentach doradca (w tym przypadku ojciec Arthura)?
Decyzje ludzi kreują nasz świat. Co to tak właściwie oznacza? Stan naszej wiedzy jest pochodną decyzji podejmowanych przez innych w przeszłości. Oznacza to, że nasz świat i historia mógłyby być prawie całkowicie inne niż znane nam z obserwacji rzeczywistości.Oczywiście nie tylko stan wiedzy naukowej jest pochodną decyzji, ale także sprawy polityczne, takie jak wojna itp.
Zjawisko Comptona
źródło: Wikimedia
Stypendium National Research Council pozwoliło Comptonowi badać pewne zjawiska, które jak się okazało, były bardzo ważne w rozwoju mechaniki kwantowej i za opis których Compton otrzymał Nagrodę Nobla w 1927 roku. Było to eksperymentalne potwierdzenie istnienia fotonów.
Spójrz na zdjęcie powyżej. Ten czarny punkt to elektron, a falą o długości λ jest promieniowanie X. Kiedy trafi ono w elektron, zarówno fala promieniowania X jak i elektrony są rozrzucone o pewien kąt. Spójrz ponownie na długość fali - teraz jest zaznaczona λ '. Czemu?
Zgodnie z klasycznym elektromagnetyzmem, początkowa długość fali promieniowania X powinna być równa długości fali po uderzeniu elektronu. Okazało się, że tutaj nie możemy używać klasycznego elektromagnetycznego. Mechanika kwantowa jest właściwszym narzędziem.
λ'>λ; co nam to mówi?
Arthur Compton wykorzystał w swoim wyjaśnieniu tego zjawiska cząstki światła Einsteina. Mówił więc, że to foton uderzał w elektron w spoczynku. Spójrz na to równanie opisujące energie fotonu: E=hc/λ. Wiemy, że h i c są stałymi. Wiemy też, że λ promieniowania X po spotkaniu z elektronem wzrasta. Możemy więc z dużą pewnością powiedzieć, że energia fotonu spadła.
Compton połączył mechanikę kwantową i szczególną teorię względności w jednym równaniu opisującym zjawisko nazwane później zjawiskiem Comptona:
źródło: Wikipedia
Manhattan Project
II wojna światowa przyspieszyła rozwój technologii. W Stanach Zjednoczonych znany wszystkim projekt Manhattan, w którym udział wzięło wielu amerykańskich naukowców. Jednym z nich był Arthur Compton, który był odpowiedzialny za "Metallurgical Laboratory" w Chicago. Compton wraz z innymi pracował nad reakcją łańcuchową rozszczepienia.
To był wyścig. Kto pierwszy skonstruuje bombę atomową, Amerykanie czy Niemcy. Oba obozy miały wielkich fizyków i inżynierów. Był to dla nich trudny czas, były pod presją.
Arthur Compton był liderem i nakazał Robertowi Oppenheimerowi zaprojektowanie bomby. Jak zapewne wiecie, Amerykanie odnieśli sukces i zbudowali bombę. Compton pozostawał doradcą naukowym przez całą wojnę.
Późniejsze lata
Po wojnie Arthur Compton został kanclerzem Uniwersytetu w Waszyngtonie, a kilka lat później profesorem filozofii natury. Przeszedł na emeryturę w 1961 roku i zamieszkał w Berkeley, gdzie 15 marca 1962 roku zmarł.
Podsumowanie
źródło: Wikimedia
W tym artykule napisałem o wielkim naukowcu z USA - Arthurze Comptonie. To on eksperymentalnie potwierdził istnienie fotonów, cząstek światła. Jego decyzje sprawiły, że zacząłem rozmyślać, a moimi wnioskami podzieliłem się w tym wpisie.
Zobacz także:
- Arthur Compton: nobelprize.org, atomicarchive.com, history.aip.org i Wikipedia
- zjawisko Comptona: Le Mouth's article, Wikipedia
0. Przeładowanie IQ: the story of one photo
1. Przeładowanie IQ: Maria Skłodowska-Curie
2. Przeładowanie IQ: Niels Bohr
3. Przeładowanie IQ: Albert Einstein
4. Przeładowanie IQ: Werner Heisenberg
5. Przeładowanie IQ: Erwin Schrödinger
6. Przeładowanie IQ: Max Planck
7. Przeładowanie IQ: Louis de Broglie
8. Przeładowanie IQ: Arthur Compton
Bonusowe części:
#2017 Przeładowanie IQ: Barry Barish, Rainer Weiss i Kip Thorne
wiedza warta czytania :-)