Norman Foster Ramsey Jr. -Norman Foster Ramsey Jr.

Norman Foster Ramsey Jr.
Født	( 27-08-1915 )27. august 1915 Washington, DC, USA
Døde	4. november 2011 (2011-11-04)(96 år) Wayland, Massachusetts , USA
Alma mater
Kjent for	Ramsey interferometri
Slektninger	Anne Ramsey (fetter)
Priser
Vitenskapelig karriere
Enger	Fysikk
Institusjoner
Doktorgradsrådgiver	Isidor Isaac Rabi
Doktorgradsstudenter
Andre bemerkelsesverdige studenter	Sunney Chan ( post doc )

Norman Foster Ramsey Jr. (27. august 1915 – 4. november 2011) var en amerikansk fysiker som ble tildelt Nobelprisen i fysikk i 1989 , for oppfinnelsen av metoden med separert oscillerende felt, som hadde viktige anvendelser i konstruksjonen av atomklokker . Ramsey , som var fysikkprofessor ved Harvard University i det meste av sin karriere, hadde også flere stillinger hos slike offentlige og internasjonale byråer som NATO og USAs atomenergikommisjon . Blant hans andre prestasjoner er å hjelpe til med å grunnlegge United States Department of Energy 's Brookhaven National Laboratory og Fermilab .

Tidlig liv

Norman Foster Ramsey Jr. ble født i Washington, DC , 27. august 1915, til Minna Bauer Ramsey, en instruktør ved University of Kansas , og Norman Foster Ramsey, en 1905-utdannet ved United States Military Academy i West Point og en offiser i Ordnance Department som steg til rang som brigadegeneral under andre verdenskrig , og kommanderte Rock Island Arsenal . Han ble oppvokst som en hærunger , flyttet ofte fra post til post, og bodde i Frankrike i en tid da faren hans var forbindelsesoffiser med Direction d'Artillerie og assisterende militærattaché . Dette tillot ham å hoppe over et par karakterer underveis, slik at han ble uteksaminert fra Leavenworth High School i Leavenworth, Kansas , i en alder av 15.

Ramseys foreldre håpet at han ville dra til West Point, men som 15-åring var han for ung til å bli innlagt. Han ble tildelt et stipend til University of Kansas , men i 1930 ble faren hans sendt til Governors Island , New York. Ramsey gikk derfor inn på Columbia University i 1931, og begynte å studere ingeniørfag . Han ble interessert i matematikk , og byttet til dette som sin akademiske hovedfag . Da han fikk sin BA fra Columbia i 1935, hadde han blitt interessert i fysikk . Columbia tildelte ham et Kellett-stipend til Cambridge University hvor han studerte fysikk ved Cavendish Laboratory under Lord Rutherford og Maurice Goldhaber , og møtte bemerkelsesverdige fysikere inkludert Edward Appleton , Max Born , Edward Bullard , James Chadwick , John Cockcroft , Paul Dirac , Arthur Eddington , Ralph Fowler , Mark Oliphant og JJ Thomson . På Cambridge tok han triposene for å studere kvantemekanikk , som ikke hadde blitt dekket ved Columbia, noe som resulterte i å bli tildelt en andre BA-grad av Cambridge.

En semesteroppgave Ramsey skrev for Goldhaber om magnetiske øyeblikk fikk ham til å lese nyere artikler om emnet av Isidor Isaac Rabi , og dette stimulerte interessen for molekylære stråler og for å forske for en Ph.D. under Rabi i Columbia. Rett etter at Ramsey ankom Columbia, oppfant Rabi molekylær stråleresonansspektroskopi , som han ble tildelt Nobelprisen i fysikk for i 1944. Ramsey var en del av Rabis team som også inkluderte Jerome Kellogg , Polykarp Kusch , Sidney Millman og Jerrold Zacharias . Ramsey jobbet med dem på de første eksperimentene ved å bruke den nye teknikken, og delte med Rabi og Zacharias i oppdagelsen av at deuteronet var en magnetisk firpol . Dette betydde at atomkjernen ikke var sfærisk, slik man hadde trodd. Han fikk sin Ph.D. i fysikk fra Columbia i 1940, og ble stipendiat ved Carnegie Institution i Washington, DC, hvor han studerte nøytron - proton- og protonhelium - spredning .

Andre verdenskrig

Strålelaboratorium

Northrop P-61 Black Widow nattjagerfly ble spesielt designet for å dra nytte av den nye radaren

I 1940 giftet han seg med Elinor Jameson fra Brooklyn, New York , og takket ja til en lærerstilling ved University of Illinois i Urbana – Champaign . De to forventet å tilbringe resten av livet der, men andre verdenskrig grep inn. I september 1940 brakte British Tizard Mission en rekke nye teknologier til USA, inkludert en hulromsmagnetron , en kraftig enhet som genererer mikrobølger ved å bruke samspillet mellom en strøm av elektroner med et magnetfelt , som lovet å revolusjonere radaren . Alfred Lee Loomis fra National Defense Research Committee etablerte strålingslaboratoriet ved Massachusetts Institute of Technology for å utvikle denne teknologien. Ramsey var en av forskerne rekruttert av Rabi for dette arbeidet.

Opprinnelig var Ramsey i Rabis magnetrongruppe. Da Rabi ble divisjonssjef, ble Ramsey gruppeleder. Gruppens rolle var å utvikle magnetronen for å tillate en reduksjon i bølgelengden fra 150 centimeter (59 tommer) til 10 centimeter (3,9 tommer), og deretter til 3 centimeter (1,2 tommer) eller X-Band. Mikrobølgeradar lovet å være liten, lettere og mer effektiv enn eldre typer. Ramseys gruppe startet med designet produsert av Oliphants team i Storbritannia, og forsøkte å forbedre det. Strålingslaboratoriet produserte designene, som ble prototype av Raytheon , og deretter testet av laboratoriet. I juni 1941 reiste Ramsey til Storbritannia, hvor han møtte Oliphant, og de to utvekslet ideer. Han brakte tilbake noen britiske komponenter som ble innlemmet i det endelige designet. Et nattjagerfly , Northrop P-61 Black Widow , ble designet rundt den nye radaren. Ramsey kom tilbake til Washington sent i 1942 som rådgiver for bruken av de nye 3 cm mikrobølgeradarsettene som nå ble tatt i bruk, og jobbet for Edward L. Bowles på kontoret til krigsministeren Henry L. Stimson .

Manhattan-prosjektet

I 1943 ble Ramsey oppsøkt av Robert Oppenheimer og Robert Bacher , som ba ham bli med i Manhattan-prosjektet . Ramsey gikk med på å gjøre det, men intervensjonen fra prosjektdirektøren, brigadegeneral Leslie R. Groves Jr. , var nødvendig for å få ham bort fra krigssekretærens kontor. Det ble enighet om et kompromiss, der Ramsey forble på lønnslisten til krigsministeren, og bare ble utsendt til Manhattan-prosjektet. I oktober 1943 ble gruppe E-7 fra Ordnance Division opprettet ved Los Alamos Laboratory med Ramsey som gruppeleder, med oppgaven å integrere design og levering av atomvåpnene som bygges av laboratoriet.

Ramsey signerer Fat Man brukt i Nagasaki

Det første han måtte gjøre var å bestemme egenskapene til flyet som skulle brukes. Det var bare to allierte fly store nok: den britiske Avro Lancaster og den amerikanske Boeing B-29 Superfortress . United States Army Air Forces (USAAF) ønsket å bruke B-29 hvis det var mulig, selv om det krevde betydelig modifikasjon. Ramsey overvåket test-slippprogrammet, som begynte i Dahlgren, Virginia , i august 1943, før han flyttet til Muroc Dry Lake, California , i mars 1944. Mock-ups av Thin Man- og Fat Man - bomber ble sluppet og sporet av en SCR-584- bakke -basert radarsett av den typen som Ramsey hadde vært med på å utvikle ved Strålingslaboratoriet. Tallrike problemer ble oppdaget med bombene og flymodifikasjonene, og korrigert.

Planer for levering av våpnene i kamp ble tildelt våpenkomiteen, som ble ledet av Ramsey, og ansvarlig overfor kaptein William S. Parsons . Ramsey utarbeidet tabeller over organisering og utstyr for Project Alberta -avdelingen som skulle følge USAAFs 509th Composite Group til Tinian . Ramsey orienterte 509ths sjef, oberstløytnant Paul W. Tibbets , om oppdragets art da sistnevnte overtok kommandoen over 509th. Ramsey dro til Tinian med Project Alberta-avdelingen som Parsons vitenskapelige og tekniske stedfortreder. Han var involvert i monteringen av Fat Man-bomben, og videreformidlet Parsons budskap som indikerte suksessen med bombingen av Hiroshima til Groves i Washington, DC

Undersøkelser

På slutten av krigen kom Ramsey tilbake til Columbia som professor og forsker. Rabi og Ramsey fortsatte der de slapp før krigen med sine molekylstråleeksperimenter. Ramsey og hans første doktorgradsstudent, William Nierenberg , målte forskjellige kjernemagnetiske dipol- og elektriske kvadrupolmomenter . Sammen med Rabi var han med på å etablere Brookhaven National Laboratory på Long Island . I 1946 ble han den første lederen for fysikkavdelingen der. Tiden hans der var kort, for i 1947 begynte han på fysikkfakultetet ved Harvard University , hvor han skulle bli i de neste 40 årene, bortsett fra korte gjesteprofessorater ved Middlebury College , Oxford University , Mt. Holyoke College og University of Virginia . I løpet av 1950-årene var han den første vitenskapelige rådgiveren for NATO , og initierte en serie stipendier, stipender og sommerskoleprogrammer for å trene europeiske forskere.

Harvard-sykklotronen under byggingen i 1948. Vist er Ramsey (til venstre) og Lee Davenport (til høyre)

Ramseys forskning i de umiddelbare etterkrigsårene så på måling av grunnleggende egenskaper til atomer og molekyler ved bruk av molekylære stråler. Da han flyttet til Harvard, var målet hans å utføre nøyaktige eksperimenter med molekylstrålemagnetisk resonans, basert på teknikkene utviklet av Rabi. Nøyaktigheten av målingene var imidlertid avhengig av ensartetheten til magnetfeltet, og Ramsey fant ut at det var vanskelig å skape tilstrekkelig ensartede magnetfelt. Han utviklet den separerte oscillerende feltmetoden i 1949 som et middel for å oppnå den nøyaktigheten han ønsket.

Ramsey og hans doktorgradsstudent Daniel Kleppner utviklet den atomære hydrogenmaseren , og ønsket å øke nøyaktigheten som de hyperfine separasjonene av atomært hydrogen , deuterium og tritium kunne måles med, samt å undersøke hvor mye den hyperfine strukturen ble påvirket av ekstern magnetisk og elektriske felt. Han var også med på å utvikle en ekstremt stabil klokke basert på en hydrogenmaser. Fra 1967 til 2019 har den andre blitt definert basert på 9.192.631.770 hyperfin overgang av et cesium-133- atom; atomuret som brukes til å sette denne standarden er en anvendelse av Ramseys arbeid . Han ble tildelt Nobelprisen i fysikk i 1989 "for oppfinnelsen av metoden med separerte oscillerende felt og bruken av den i hydrogenmaseren og andre atomklokker". Prisen ble delt med Hans G. Dehmelt og Wolfgang Paul .

I samarbeid med Institut Laue–Langevin jobbet Ramsey også med å bruke lignende metoder på stråler av nøytroner, måle det magnetiske nøytronmomentet og finne en grense for dets elektriske dipolmoment . Som president for Universities Research Association på 1960-tallet var han involvert i design og konstruksjon av Fermilab i Batavia, Illinois . Han ledet også en komité fra National Research Council fra 1982 som konkluderte med at, i motsetning til funnene fra Representantenes hus Select Committee on Assassinations , indikerte ikke akustiske bevis tilstedeværelsen av en annen våpenmann som var involvert i attentatet på president John F. Kennedy .

Senere liv

Ramsey ble til slutt Eugene Higgins-professor i fysikk ved Harvard og gikk av med pensjon i 1986. Han forble imidlertid aktiv i fysikk, og tilbrakte et år som stipendiat ved Joint Institute for Laboratory Astrophysics (JILA) ved University of Colorado . Han fortsatte også å besøke professorater ved University of Chicago , Williams College og University of Michigan . I tillegg til Nobelprisen i fysikk mottok Ramsey en rekke priser, inkludert Ernest Orlando Lawrence Award i 1960, Davisson-Germer Prize i 1974, IEEE Medal of Honor i 1984, Rabi Prize i 1985, Rumford Premium Prize . i 1985, Compton-medaljen i 1986, og Oersted-medaljen og National Medal of Science i 1988. I 1990 mottok Ramsey Golden Plate Award fra American Academy of Achievement . I 2004 signerte han et brev sammen med 47 andre nobelprisvinnere som støttet John Kerry som president i USA som en som ville "gjenopprette vitenskapen til sin passende plass i regjeringen".

Hans første kone, Elinor, døde i 1983, hvoretter han giftet seg med Ellie Welch fra Brookline, Massachusetts. Ramsey døde 4. november 2011. Han ble overlevd av sin kone Ellie, hans fire døtre fra hans første ekteskap, og hans stedatter og stesønn fra hans andre ekteskap.

Bibliografi

• Ramsey, NF; Birge, RW & UE Kruse. "Proton–Proton Scattering at 105 MeV and 75 MeV" , Harvard University , United States Department of Energy (gjennom forgjengerbyrået United States Atomic Energy Commission ), (31. januar 1951).
• Ramsey, NF; kjegle, AA; Chen, KW; Dunning, JR Jr.; Hartwig, G.; Walker, JK og R. Wilson. "Inelastic Scattering Of Electrons By Protons" , Institutt for fysikk ved Harvard University , United States Department of Energy (gjennom forgjengerbyrået United States Atomic Energy Commission ), (desember 1966).
• Ramsey, NF; Greene, GL; Mampe, W.; Pendlebury, JM; Smith, K.; Kjole, WB; Miller, PD og P. Perrin. "Determination of the Neutron Magnetic Moment" , Oak Ridge National Laboratory , Harvard University , Institut Laue–Langevin , Astronomy Center of Sussex University , United States Department of Energy , (juni 1981).
• Ramsey, NF Molecular Beams , Oxford University Press (Første utgave 1956, Reprinted 1986).

Notater

Referanser

• Conant, Jennet (2002). Tuxedo Park: En Wall Street Tycoon og det hemmelige vitenskapspalasset som endret løpet av andre verdenskrig . New York: Simon & Schuster. ISBN 0-684-87287-0. OCLC  48966735 .
• Cullum, George W. (1930). Biografisk register over offiserer og kandidater ved US Military Academy i West Point New York siden det ble opprettet i 1802: Supplement bind VII 1920–1930 . Chicago: RR Donnelly and Sons, The Lakeside Press . Hentet 6. oktober 2015 .
• Cullum, George W. (1940). Biografisk register over offiserer og kandidater ved US Military Academy i West Point New York siden det ble opprettet i 1802: Supplement bind VIII 1930–1940 . Chicago: RR Donnelly and Sons, The Lakeside Press . Hentet 6. oktober 2015 .
• Cullum, George W. (1950). Biografisk register over offiserer og kandidater ved US Military Academy i West Point New York siden det ble opprettet i 1802: Supplement bind IX 1940–1950 . Chicago: RR Donnelly and Sons, The Lakeside Press . Hentet 6. oktober 2015 .
• Groves, Leslie (1962). Nå kan det fortelles: The Story of the Manhattan Project . New York: Harper & Row. ISBN 0-306-70738-1. OCLC  537684 .
• Hoddeson, Lillian ; Henriksen, Paul W.; Meade, Roger A.; Westfall, Catherine L. (1993). Kritisk forsamling: En teknisk historie om Los Alamos i løpet av Oppenheimer-årene, 1943–1945 . New York: Cambridge University Press. ISBN 0-521-44132-3. OCLC  26764320 .
• Rigden, John S. (1987). Rabi, vitenskapsmann og borger . Sloan Foundation-serien. New York: Grunnbøker. ISBN 0-465-06792-1. OCLC  14931559 .

Eksterne linker

• Gruppebilde tatt på Lasers '93 inkludert (høyre til venstre) Norman F. Ramsey, Marlan Scully og FJ Duarte .
• Norman Ramsey, en muntlig historie utført i 1995 av Andrew Goldstein, IEEE History Center, New Brunswick, NJ, USA.
• Papirer knyttet til Manhattan-prosjektet, 1945–1946, samlet av Norman Ramsey . Dibner Library of the History of Science and Technology, Smithsonian Libraries, fra SIRIS
• Norman F. Ramsey på Nobelprize.org inkludert Nobelforelesningen, 8. desember 1989 Eksperimenter med separerte oscillerende felt og hydrogenmasere