हंस गेऑर्ग देहमेलट: वह व्यक्ति जिसने एक परमाणु को फंसाया

1979 में वाशिंगटन विश्वविद्यालय की प्रयोगशाला के भीतर एक विद्युत चुम्बकीय पिंजरे में गतिहीन रखे गए एक एकल बेरियम आयन ने नग्न आंखों को अंतरिक्ष में लटके हुए एक धुंधले नीले-सफेद बिंदु के रूप में दिखाया। यह पहली बार था जब किसी ने एक एकल परमाणु को देखा था। जिस भौतिकবিদ ने इसे वहां रखा था, हंस गेऑर्ग देहमेलट (Hans Georg Dehmelt), ने उस पिंजरे को बनाने में तीन दशक बिताए थे जिसने अदृश्य को दृश्य बना दिया था।

बर्लिन का एक छात्रवृत्ति धारी लड़का

देहमेलट का जन्म 9 सितंबर 1922 को जर्मनी के गोरलिट्ज में हुआ था और उनका पालन-पोषण बर्लिन में हुआ, जहां एक छात्रवृत्ति उन्हें दस साल की उम्र में बर्लिनिशे जिम्नाज़ियम ज़ुम ग्राउएन क्लोस्टर (Berlinisches Gymnasium zum Grauen Kloster) में ले गई। युद्ध ने उनकी पढ़ाई में बाधा डाली: उन्हें सैन्य सेवा में बुलाए जाने से पहले उन्होंने 1943 में व्रोकला विश्वविद्यालय (University of Breslau) में भौतिकी शुरू की थी। वह युद्ध के कैदी के रूप में बल्ज की लड़ाई से बचे और 1946 में रिहा होने के बाद, उन्होंने गोटिंगेन विश्वविद्यालय (University of Göttingen) में अपनी शिक्षा फिर से शुरू की, जो तब खंडहरों से जर्मन विज्ञान का पुनर्निर्माण कर रहे भौतिकবিদों का एक केंद्र था। उन्होंने 1948 में वहां अपनी मास्टर डिग्री और 1950 में डॉक्टरेट की उपाधि प्राप्त की, और ऐसे वातावरण में काम किया जो अभी भी हाइजेनबर्ग और बोर्न की पीढ़ी से आकार ले रहा था।

अटलांटिक पार करना

1952 में देहमेलट ड्यूक विश्वविद्यालय (Duke University) में पोस्टडॉक्टरल पद के लिए संयुक्त राज्य अमेरिका चले गए, जो यूरोपीय भौतिकবিদों की एक लहर का हिस्सा थे, जिन्होंने युद्ध के बाद की अमेरिकी प्रयोगशालाओं को बेहतर वित्त पोषित और अतीत से कम बोझिल पाया। तीन साल बाद सिएटल में वाशिंगटन विश्वविद्यालय ने उन्हें सहायक प्रोफेसर के रूप में काम पर रखा; वह 1961 तक पूर्ण प्रोफेसर बन गए और अक्टूबर 2002 में अपनी सेवानिवृत्ति तक वहीं रहे, और आधी सदी के लिए सिएटल को सटीक परमाणु भौतिकी की एक अप्रत्याशित राजधानी बना दिया।

एक एकल कण के लिए पिंजरा बनाना

देहमेलट ने अपने लिए जो समस्या तय की थी, वह भ्रामक रूप से सरल थी: अत्यधिक सटीकता के साथ मापने के लिए एक उपपरमाणु कण को अलगाव में, काफी लंबे समय तक स्थिर रखना। जर्मन भौतिकবিদ वोल्फगैंग पॉल (Wolfgang Paul) के साथ काम करते हुए, जिन्होंने स्वतंत्र रूप से एक समानांतर ट्रैपिंग तकनीक विकसित की थी, देहमेलट ने उस चीज़ को परिष्कृत किया जिसे पेनिंग ट्रैप (Penning trap) के रूप में जाना जाने लगा — विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों का एक ऐसा विन्यास जो एक वैक्यूम में एक महीने तक एक एकल आयन या इलेक्ट्रॉन को निलंबित कर सकता था। 1973 में, अपने स्नातक छात्रों के साथ काम करते हुए, उन्होंने इस तरह से एक व्यक्तिगत इलेक्ट्रॉन को अलग किया; उन छात्रों में डेविड वाइनलैंड (David Wineland) भी शामिल थे, जो बाद में तकनीक पर निर्माण करते हुए अपना खुद का नोबेल पुरस्कार जीतेंगे। देहमेलट की अपनी टीम ने ट्रिलियन में लगभग चार भागों की सटीकता के साथ इलेक्ट्रॉन के चुंबकीय आघूर्ण को मापा, एक ऐसी परिशुद्धता जिसने भौतिकবিদों को क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स की भविष्यवाणियों को वास्तविकता के खिलाफ ऐसी कठोरता के साथ परीक्षण करने दिया जो पहले किसी ने हासिल नहीं की थी।

जियोनियम परमाणु और फोटोग्राफ किया गया आयन

1976 में देहमेलट ने अपने ट्रैप द्वारा बनाए गए अजीब क्वांटम सिस्टम के लिए "जियोनियम" (geonium) शब्द गढ़ा: एक एकल इलेक्ट्रॉन, जो एक परमाणु नाभिक के बजाय प्रयोगशाला क्षेत्रों द्वारा सीमित है, कई मायनों में पृथ्वी से जुड़े एक कृत्रिम परमाणु की तरह व्यवहार करता है। तीन साल बाद उनके समूह ने वह उपलब्धि हासिल की जिसके लिए उन्हें भौतिकी के बाहर सबसे अधिक याद किया जाता है — एक एकल बेरियम आयन को फंसाना और उसकी तस्वीर लेना, जिससे एक अकेला परमाणु प्रकाश के दृश्य बिंदु के रूप में प्रस्तुत हुआ। देहमेलट ने काम के आकर्षण का सादे शब्दों में वर्णन किया: एक बार जब एक कण फंस जाता है, तो उन्होंने कहा, "आप अपनी इच्छा के अनुसार उनका अध्ययन कर सकते हैं।" यह धैर्य, अंतर्दृष्टि की एक ही चमक के बजाय वृद्धिशील शोधन के दशकों में बनाए रखा गया, उनके करियर की मुख्य कड़ी है।

स्टॉकहोम और मान्यता

रॉयल स्वीडिश एकेडमी ऑफ साइंसेज ने देहमेलट को 1989 के भौतिकी के नोबेल पुरस्कार का आधा हिस्सा दिया, जिसे वोल्फगैंग पॉल के साथ "आयन ट्रैप तकनीक के विकास के लिए" साझा किया गया, जबकि नॉर्मन रामसे (Norman Ramsey) को परमाणु घड़ियों पर संबंधित कार्य के लिए दूसरा आधा हिस्सा मिला। यह एक ऐसे करियर का समापन था जो पहले से ही 1970 में डेविसन-जर्मर पुरस्कार और 1985 में रमफोर्ड पुरस्कार से अलंकृत था। 1995 में संयुक्त राज्य अमेरिका ने नेशनल मेडल ऑफ साइंस जोड़ा, और उनकी मृत्यु के समय सहयोगियों ने नोट किया कि उन्होंने संचित कर लिया था, जैसा कि वाशिंगटन विश्वविद्यालय की एक श्रद्धांजलि ने कहा, उनके क्षेत्र में उपलब्ध लगभग हर प्रमुख सम्मान।

एक निजी जीवन जिसे दो बार पुनर्निर्माण किया गया

देहमेलट का व्यक्तिगत जीवन हानि और दूसरी शुरुआत से चिह्नित था। उनकी पहली पत्नी, इमगार्ड लासो (Irmgard Lassow), का निधन उनसे पहले हो गया था, और उनके बेटे गेर्ड (Gerd) का भी। 1989 में, उसी वर्ष उन्हें नोबेल पुरस्कार मिला, उन्होंने एक चिकित्सक डायना डुंडोर (Diana Dundore) से शादी की, और दोनों उनके शेष जीवन के लिए एक साथ रहे। 7 मार्च 2017 को सिएटल में 94 वर्ष की आयु में उनका निधन हो गया, वह अपने पहले परिवार की पत्नी और बेटे दोनों से अधिक समय तक जीवित रहे और उसी विश्वविद्यालय में लगभग पचास साल बिताए जहां उन्होंने अपनी प्रतिष्ठा बनाई थी।

हंस को एक जीनियस क्यों कहा जाता है

जीनियस के लिए देहमेलट का दावा संज्ञानात्मक उपलब्धि के एक विशिष्ट और असामान्य रूप से सत्यापन योग्य प्रकार पर ट टिका है: उन्होंने विस्तारित अवलोकन के लिए उन वस्तुओं को अलग करने और स्थिर रखने का एक तरीका खोजა जिन्हें क्वांटम मैकेनिक्स खुद कहता है कि व्यक्तियों के रूप में गैर-अवलोकनीय होना चाहिए। अंतर्दृष्टि एक एकल समीकरण नहीं बल्कि इंजीनियरिंग का धैर्य थी — दशकों तक विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों को इतनी बारीकी से ट्यून करने में बिताए गए कि एक अकेले इलेक्ट्रॉन को महीनों तक अकेले देखा जा सके। नोबेल समिति की अपनी भाषा, एक खोज के बजाय एक संपूर्ण प्रायोगिक तकनीक विकसित करने के लिए उनका श्रेय देना, यह दर्शाता है कि यह सिद्धांत जितना था उतना ही शिल्प भी था: उत्तम वाद्य यंत्र डिजाइन एक ऐसे करियर को एक कठिन समस्या पर बिताने की इच्छा से विवाहित था। वाशिंगटन विश्वविद्यालय के उनके सहयोगियों ने उन्हें "अपने क्षेत्र में हर संभव पुरस्कार" अर्जित करने के रूप में वर्णित किया, और उन्होंने जो प्रशिक्षण वंशावली छोड़ी — डेविड वाइनलैंड (David Wineland), जिन्होंने 2012 में अपना खुद का नोबेल पुरस्कार जीतने के लिए फँसाए गए-आयन विधियों का विस्तार किया — वह खुद इस बात का प्रमाण है कि देहमेलट के दृष्टिकोण ने यह बदल दिया कि भौतिकविदों की पूरी पीढ़ी माप के बारे में कैसे सोचती है। ईमानदार प्रति-मामला यह है कि देहमेलट ने किसी सिद्धांत को पलटा नहीं या एक नए कण की भविष्यवाणी नहीं की; क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स उनसे पहले मौजूद था, और उनके ट्रैप ने इसे बदलने के बजाय इसका परीक्षण किया। उनकी प्रतिभा, यदि शब्द लागू होता है, तो एक वाद्य यंत्र-निर्माता की थी जो पहले से अनुत्तरनीय प्रश्नों को पूछने योग्य बनाता है — फेनमैन या आइंस्टीन के पास जो था उससे एक संकीर्ण, अधिक यांत्रिक रूप की चमक, लेकिन जिसके बिना उनके समीकरणों को कभी भी भौतिक दुनिया के खिलाफ जांचा नहीं जा सकता था।

विरासत

पेनिंग ट्रैप जिसे देहमेलट ने परिष्कृत करने में मदद की, आधुनिक भौतिकी का एक काम का घोड़ा बन गया, जो परमाणु घड़ियों, मास स्पेक्ट्रोमेट्री, और फँसे-आयन क्वांटम कंप्यूटरों को रेखांकित करता है जो अब दुनिया भर की कंपनियों और विश्वविद्यालयों द्वारा बनाए जा रहे हैं। 2017 में उनकी मृत्यु के बहुत बाद, एकल नीला-सफेद बिंदु जिसे उनकी टीम ने 1979 में फोटोग्राफ किया था, प्रायोगिक भौतिकी के इतिहास में सबसे अधिक उद्धृत छवियों में से ایک बना हुआ है — इस बात का प्रमाण कि एक परमाणु, अकेले, को स्थिर रखा जा सकता है और देखा जा सकता है।