हंस बेथे: वह व्यक्ति जिसने सूर्य के प्रकाश की व्याख्या की

1938 में, कॉर्नेल विश्वविद्यालय में काम करने वाले बत्तीस वर्षीय एक शरणार्थी ने पता लगाया कि सितारों की रोशनी कहाँ से आती है। CNO चक्र — यानी कार्बन का उत्प्रेरक के रूप में कार्य करके हाइड्रोजन को हीलियम में बदलना — ने मुख्य अनुक्रम पर भारी सितारों के प्राथमिक ऊर्जा स्रोत को स्थापित किया और अंततः उन्हें नोबेल पुरस्कार दिलाया। चार साल बाद, वही व्यक्ति न्यू मैक्सिको के रेगिस्तान में उस विभाग का नेतृत्व कर रहा था जो यह गणना करता था कि एक परमाणु बम एक शहर के कितने हिस्से को नष्ट कर देगा। हंस बेथे (Hans Bethe) ने अपने बहुत लंबे जीवन का शेष भाग उस दूसरी खोज को वापस नियंत्रण में लाने की कोशिश में बिताया।

स्ट्रासबर्ग से सोमरफेल्ड तक

उनका जन्म 2 जुलाई 1906 को स्ट्रासबर्ग में हुआ था, जो उस समय जर्मन अलसेस-लोरेन का हिस्सा था। उनके माता-पिता एना कुह्न (Anna Kuhn) और शरीर क्रिया विज्ञान के प्रोफेसर अल्ब्रेक्ट बेथे (Albrecht Bethe) थे। उन्होंने 1924 में फ्रैंकफर्ट विश्वविद्यालय में प्रवेश लिया और 1928 में म्यूनिख में उस समय के सैद्धांतिक भौतिकविदों के सबसे महान पर्यवेक्षक अर्नोल्ड सोमरफेल्ड (Arnold Sommerfeld) के अधीन क्रिस्टल में इलेक्ट्रॉन विवर्तन के सिद्धांत पर थीसिस के साथ डॉक्टरेट की उपाधि प्राप्त की। उनकी उत्पादकता तुरंत शुरू हुई और कभी रुकी नहीं: 1930 में पदार्थ से गुजरने वाले आवेशित कणों की ऊर्जा हानि के लिए बेथे फॉर्मूला, और 1931 में बेथे एंसेट्ज़ (Bethe ansatz) — क्वांटम मेनी-बॉडी मॉडल के सटीक समाधान खोजने की एक विधि जो गणितीय भौतिकी में केंद्रीय बनी हुई है।

1933 में, उन्हें उनके यहूदी वंश के कारण ट्यूबिंगन विश्वविद्यालय से निकाल दिया गया। वह इंग्लैंड चले गए, और 1935 में न्यूयॉर्क के इथाका में कॉर्नेल विश्वविद्यालय में 3,000 डॉलर के वेतन पर चले गए। वह सत्तर वर्षों तक वहीं रहे। उन्होंने 13 सितंबर 1939 को रोज़ इवाल्ड (Rose Ewald) से शादी की, 1941 में अमेरिकी नागरिक बने, और बाद में सोमरफेल्ड को लिखा: "मैं जर्मनी की तुलना में अमेरिका में बहुत अधिक घर जैसा महसूस करता हूँ। जैसे कि मैं जर्मनी में केवल गलती से पैदा हुआ था, और 28 साल की उम्र में ही अपनी सच्ची मातृभूमि में आया हूँ।"

सितारे क्यों चमकते हैं

तारकीय न्यूक्लियोसिंथेसिस उस दशक की समस्या थी, और बेथे ने इसका कठिन हिस्सा हल कर लिया था। कार्बन-नाइट्रोजन-ऑक्सीजन चक्र के उनके विवरण ने समझाया कि विशाल सितारे द्रव्यमान को विकिरण में कैसे बदलते हैं, और विस्तार से यह कि आकाश राख के बजाय प्रकाश से क्यों भरा है। इसे 1967 में भौतिकी के नोबेल पुरस्कार से मान्यता दी गई, जो घटना के लगभग तीस साल बाद मिली।

लॉस एलामोस

1942 से 1945 तक बेथे ने लॉस एलामोस में सैद्धांतिक विभाग का नेतृत्व किया, जो भौतिकी को आयुध में बदलने के लिए जिम्मेदार समूह था। उनके लोगों ने यूरेनियम-235 के महत्वपूर्ण द्रव्यमान की गणना की, इम्प्लोजन बम का सिद्धांत विकसित किया, और न्यूट्रॉन इनिशिएटर और विकिरण के प्रसार पर काम किया। रिचर्ड फेनमैन (Richard Feynman) के साथ उन्होंने विखंडन हथियार की विस्फोटक क्षमता का अनुमान लगाने के लिए बेथे-फेनमैन फॉर्मूला तैयार किया। उनका तर्क वही था जो उनके अधिकांश सहयोगियों ने इस्तेमाल किया था, और उन्होंने इसे कभी छिपाया नहीं: "विखंडन बम बनाना आवश्यक था, क्योंकि जर्मन संभवतः इसे बना रहे थे।"

हाइड्रोजन बम अलग था, और वह इसके बारे में कभी सहज नहीं थे। 1968 में उन्होंने असामान्य स्पष्टता के साथ अपने तर्क का वर्णन किया: "यदि मैंने बम पर काम नहीं किया होता, तो कोई और करता — और मैंने सोचा कि यदि मैं लॉस एलामोस में रहता तो मैं शायद अभी भी निरस्त्रीकरण के लिए एक ताकत हो सकता था।" जब पूछा गया कि इस चीज़ का जनक कौन है, तो उन्होंने सटीक उत्तर दिया: "उलाम (Ulam) पिता हैं, क्योंकि उन्होंने बीज प्रदान किया, और टेलर (Teller) माँ हैं, क्योंकि वह बच्चे के साथ बने रहे। जहाँ तक मेरी बात है, मुझे लगता है कि मैं दाई (midwife) हूँ।"

बारह समीकरण

फिर, 1947 में, वह गणना आई जिसे सहयोगी आज भी विस्मय के साथ याद करते हैं। प्रयोगकर्ताओं ने हाइड्रोजन के ऊर्जा स्तरों में एक छोटी सी विसंगति पाई थी — लैम्ब शिफ्ट (Lamb shift) — जिसे मौजूदा सिद्धांत समायोजित नहीं कर सकता था। बेथे ने इसे तीन पन्नों के शोध पत्र में बारह गणितीय समीकरणों के साथ गणना की, यह दिखाते हुए कि क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स को परेशान करने वाली अनंतताओं को संभाला जा सकता है और सिद्धांत मौलिक रूप से सही है। फेनमैन ने इसे "क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स के इतिहास में सबसे महत्वपूर्ण खोज" कहा। पॉल डिराक (Paul Dirac) ने इसे "दशकों तक भौतिकी में सबसे महत्वपूर्ण गणना" कहा। आधुनिक QED, जो विज्ञान में सबसे सटीक रूप से परीक्षित सिद्धांत है, वहीं से शुरू होता है।

लंबी बहस

हथियार बनाने में मदद करने के बाद, बेथे ने पांच दशक उनके खिलाफ बहस करने में बिताए। उन्होंने 'इमरजेंसी कमेटी ऑफ एटॉमिक साइंटिस्ट्स' के माध्यम से अल्बर्ट आइंस्टीन (Albert Einstein) के साथ परमाणु परीक्षणों के खिलाफ अभियान चलाया और क्रमिक अमेरिकी प्रशासनों पर काम किया, जिससे 1963 की आंशिक परमाणु परीक्षण प्रतिबंध संधि और 1972 की एंटी-बैलिस्टिक मिसाइल संधि को लाने में मदद मिली। यह एक विशेष रूप से बेथे-शैली की सक्रियता थी — तकनीकी, धैर्यवान, घोषणापत्रों के बजाय समिति के कागजात और उपज गणनाओं के माध्यम से संचालित, और ठीक उसी कारण से प्रभावी। वह पूरी अवधि के दौरान कॉर्नेल में जॉन वेंडेल एंडरसन (John Wendell Anderson) भौतिकी के प्रोफेसर के रूप में बने रहे, और अपने नब्बे के दशक तक शोध प्रकाशित करते रहे।

हंस को प्रतिभाशाली क्यों कहा जाता है

यहाँ विशिष्ट गुण औद्योगिक स्तर पर समस्या-समाधान की क्षमता है: किसी ऐसी भौतिक स्थिति को लेना जिसे किसी ने संख्याओं में कम नहीं किया था — एक सितारा, एक शॉक वेव, एक विसंगत स्पेक्ट्रल लाइन — और संख्या का उत्पादन करना। उनके डॉक्टरेट छात्र फ्रीमैन डायसन (Freeman Dyson) ने उन्हें "20वीं सदी का सर्वोच्च समस्या-समाधानकर्ता" कहा। लैम्ब शिफ्ट पेपर इसका प्रदर्शन है: तीन पन्ने, बारह समीकरण, क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स का बचाव, और दो सबसे प्रख्यात जीवित भौतिकविदों द्वारा इसे दशकों की सबसे महत्वपूर्ण गणना कहना। बहुत कम लोगों ने ठोस-अवस्था भौतिकी, परमाणु प्रतिक्रिया सिद्धांत, खगोल भौतिकी, हथियार डिजाइन और क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत में शीर्ष स्तर पर योगदान दिया है; बेथे ने पांचों काम किए।

ईमानदार प्रति-तर्क यह है कि बेथे क्रांतिकारी नहीं थे। उन्होंने कोई ढांचा स्थापित नहीं किया और न ही कोई विश्व-चित्र बदला; उन्होंने उस क्वांटम यांत्रिकी के भीतर काम किया जिसे बॉर्न (Born) और हाइजेनबर्ग (Heisenberg) ने छोड़ दिया था और उस क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स के भीतर जिसे डिराक (Dirac) ने छोड़ दिया था, और उनकी प्रमुख उपलब्धियाँ दूसरों के सिद्धांतों के भीतर गणनाएं हैं, चाहे वे कितनी भी शानदार क्यों न हों। अलग तरह के संशयवादी नैतिक बहीखाते की ओर इशारा करते हैं: उन्होंने बम बनाया और फिर पचास साल उसके परिणामों के खिलाफ पैरवी करने में बिताए, और उनका अपना स्पष्टीकरण — कि कोई और इसे वैसे भी कर लेता, और वह अंदर से निरस्त्रीकरण के लिए एक ताकत हो सकते थे — हर हथियार वैज्ञानिक का मानक बचाव है जो इसे दोनों तरफ से चाहता था। बेथे यह जानते थे। एच-बम के लिए पितृत्व का उनका इनकार, और "दाई" शब्द पर उनका जोर, एक ऐसे व्यक्ति की तरह लगता है जो अपना हिसाब-किताब खुद रख रहा है।

विरासत

छह दशकों में सम्मान जमा हुए: 1947 में हेनरी ड्रेपर मेडल (Henry Draper Medal), 1957 में रॉयल सोसाइटी की विदेशी सदस्यता, 1959 में फ्रैंकलिन मेडल (Franklin Medal), 1961 में एडिंगटन मेडल (Eddington Medal) और एनरिको फर्मी अवार्ड (Enrico Fermi Award), 1963 में रमफोर्ड प्राइज (Rumford Prize), 1967 में नोबेल पुरस्कार, 1975 में नेशनल मेडल ऑफ साइंस, 1989 में लोमोनोसोव गोल्ड मेडल (Lomonosov Gold Medal), 1993 में ओर्स्टेड मेडल (Oersted Medal), 2001 में ब्रूस मेडल (Bruce Medal), और 2005 में मरणोपरांत बेंजामिन फ्रैंकलिन मेडल (Benjamin Franklin Medal)। उनका निधन 6 मार्च 2005 को इथाका में 98 वर्ष की आयु में हुआ। उन्होंने अपने साथ काम करने वाले लगभग सभी लोगों से अधिक समय तक जीवन जिया और रास्ते में यह समझाया कि दिन का प्रकाश क्यों होता है।