नॉर्मन फोस्टर रामसे: वह भौतिक विज्ञानी जिसने एक सिग्नल को दो भागों में विभाजित किया

पृथ्वी पर हर परमाणु घड़ी, और 1967 से आधिकारिक तौर पर परिभाषित सेकंड, उस विचार से जुड़े हैं जो नॉर्मन रामसे (Norman Ramsey) को 1949 में आया था: अणुओं की एक बीम को एक निरंतर चुंबकीय क्षेत्र में उजागर करने के बजाय, इसे दो अलग-अलग, संक्षिप्त पल्स में उजागर करें और उनके बीच के इंटरफेरेंस पैटर्न को पढ़ें। यह बदलाव मामूली लगता है। लेकिन यह एक अच्छे माप और इतने सटीक माप के बीच का अंतर साबित हुआ जो समय को ही परिभाषित कर सके, और अंततः चार दशक बाद रामसे को नोबेल पुरस्कार दिलाया — एक ऐसे करियर के बाद जो पहले ही मैनहट्टन प्रोजेक्ट, दो राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं की स्थापना और नाटो के पहले विज्ञान सलाहकार पद से गुजर चुका था।

वाशिंगटन से कैम्ब्रिज, दो बार

रामसे का जन्म 27 अगस्त 1915 को वाशिंगटन, डी.सी. में हुआ था। उन्होंने 1935 में कोलंबिया विश्वविद्यालय से स्नातक की डिग्री प्राप्त की, फिर कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय की कैवेंडिश प्रयोगशाला में गए, जहाँ उन्होंने लॉर्ड रदरफोर्ड (Lord Rutherford) और मौरिस गोल्डहाबर (Maurice Goldhaber) के अधीन काम किया, और 1940 में भौतिकी में पीएचडी के लिए कोलंबिया लौट आए, जहाँ उन्होंने भविष्य के नोबेल पुरस्कार विजेता इसिडोर इसाक रबी (Isidor Isaac Rabi) के अधीन अध्ययन किया। यह मार्गदर्शन रामसे के बाद के करियर के लिए महत्वपूर्ण था: 1930 के दशक में रबी द्वारा विकसित मॉलिक्यूलर-बीम मैग्नेटिक-रेजोनेंस विधि ही वह तकनीक थी जिसे रामसे ने अगले दशक में बेहतर बनाने में बिताया।

युद्ध का काम और बम

द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, रामसे मैनहट्टन प्रोजेक्ट में शामिल हुए और लॉस एलामोस प्रयोगशाला में ग्रुप E-7 का नेतृत्व किया, जहाँ उन्होंने परमाणु हथियारों के डिजाइन को डिलीवरी सिस्टम के साथ एकीकृत करने पर काम किया — अधिकतम दबाव में अनुप्रयुक्त भौतिकी, जो उस सटीक स्पेक्ट्रोस्कोपी के विपरीत थी जिसने उनके करियर के बाकी हिस्सों पर कब्जा कर लिया। युद्ध के बाद, उन्होंने ब्रुकहेवन नेशनल लेबोरेटरी की स्थापना में मदद की, 1946 में इसके भौतिकी विभाग के पहले प्रमुख के रूप में कार्य किया, और बाद में फर्मीलैब (Fermilab) की स्थापना में भी भूमिका निभाई — उन्होंने अमेरिकी युद्धोत्तर भौतिकी के संस्थागत बुनियादी ढांचे का निर्माण किया और साथ ही उसमें शोध भी किया।

सेपरेटेड ऑसिलेटरी फील्ड मेथड

1947 में, रामसे हार्वर्ड चले गए, जहाँ वे लगभग चार दशकों तक यूजीन हिगिंस भौतिकी के प्रोफेसर के रूप में रहे। वहीं, 1949 में, उन्होंने वह नवाचार तैयार किया जिसने उनकी वैज्ञानिक विरासत को परिभाषित किया: रबी की मूल विधि के लिए एक मॉलिक्यूलर बीम को एक निरंतर, समान चुंबकीय क्षेत्र से गुजारने की आवश्यकता थी — एक ऐसा डिजाइन जो इस बात से सीमित था कि किसी वास्तविक क्षेत्र को कितना समान बनाया जा सकता है — रामसे ने इंटरैक्शन को दो अलग-अलग ऑसिलेटरी फील्ड में विभाजित किया और प्रत्येक पल्स के प्रति बीम की प्रतिक्रिया के बीच इंटरफेरेंस का उपयोग करके कहीं अधिक सटीक रेजोनेंस माप प्राप्त किए। सेपरेटेड ऑसिलेटरी फील्ड मेथड (separated oscillatory field method) ने मॉलिक्यूलर-बीम स्पेक्ट्रोस्कोपी की प्राप्त करने योग्य सटीकता को नाटकीय रूप से बढ़ा दिया, और रामसे ने इसे सीधे तकनीक में विस्तारित किया: बाद में अपने डॉक्टरेट छात्र डैनियल क्लेपनर (Daniel Kleppner) के साथ काम करते हुए, उन्होंने परमाणु हाइड्रोजन मेज़र (maser) विकसित करने में मदद की, और यह विधि स्वयं सीज़ियम परमाणु घड़ियों के पीछे का ऑपरेटिंग सिद्धांत बन गई, जो 1967 से औपचारिक रूप से सेकंड की लंबाई को परिभाषित कर रही हैं। 1989 में, रामसे ने हंस जॉर्जेस डेहमेलट (Hans Georg Dehmelt) और वोल्फगैंग पॉल (Wolfgang Paul) के साथ भौतिकी में नोबेल पुरस्कार साझा किया, विशेष रूप से "सेपरेटेड ऑसिलेटरी फील्ड मेथड के आविष्कार और हाइड्रोजन मेज़र तथा अन्य परमाणु घड़ियों में इसके उपयोग के लिए" सम्मानित किया गया।

विज्ञान के राजनयिक

प्रयोगशाला के बाहर, रामसे ने एक कार्यरत भौतिक विज्ञानी के लिए दुर्लभ संस्थागत और सरकारी भूमिकाएं निभाईं: उन्होंने 1950 के दशक में नाटो के पहले विज्ञान सलाहकार के रूप में कार्य किया, और 1982 में उन्होंने नेशनल रिसर्च काउंसिल की एक समिति का नेतृत्व किया जिसने राष्ट्रपति कैनेडी की हत्या में ध्वनिक साक्ष्यों की जांच की। हार्वर्ड में अपने करियर के दौरान उन्होंने नौ डॉक्टरेट छात्रों को प्रशिक्षित किया, जिनमें से कई ने अपने स्वयं के उल्लेखनीय करियर बनाए, जिनमें डैनियल क्लेपनर और डेविड जे. विनलैंड (David J. Wineland) शामिल हैं, जिन्होंने बाद में भौतिकी में अपना नोबेल पुरस्कार जीता। रामसे के सम्मान एक लंबे करियर में लगातार बढ़ते गए: 1960 में अर्नेस्ट ऑरलैंडो लॉरेंस अवार्ड, 1974 में डेविसन-जर्मर प्राइज, 1984 में IEEE मेडल ऑफ ऑनर, 1985 में रबी प्राइज — जो उनके अपने डॉक्टरेट सलाहकार के नाम पर था —, उसी वर्ष रमफोर्ड प्राइज, 1988 में ओर्स्टेड मेडल, और 1988 में ही नेशनल मेडल ऑफ साइंस, नोबेल पुरस्कार द्वारा उनकी प्रतिष्ठा को स्थायी बनाने से एक साल पहले।

एक लंबा व्यक्तिगत जीवन

रामसे ने 1940 में एलिनोर जेमिसन (Elinor Jameson) से शादी की; 1983 में उनकी मृत्यु से पहले दंपति की चार बेटियां थीं। बाद में उन्होंने ब्रुकलिन, मैसाचुसेट्स की एली वेल्च (Ellie Welch) से पुनर्विवाह किया, जिससे उन्हें एक सौतेली बेटी और सौतेला बेटा मिला। 1986 में हार्वर्ड से औपचारिक सेवानिवृत्ति के बाद भी वे दशकों तक बौद्धिक रूप से सक्रिय रहे, और छियानवे वर्ष की आयु तक जीवित रहे — एक कामकाजी जीवन जो युद्ध-पूर्व मॉलिक्यूलर-बीम प्रयोगों से लेकर परमाणु युग और लेजर-कूल्ड परमाणु घड़ियों के युग तक फैला था, जिसे उनकी अपनी विधि ने संभव बनाने में मदद की।

नॉर्मन को जीनियस क्यों कहा जाता है

रामसे की नोबेल पुरस्कार विजेता अंतर्दृष्टि प्रकृति के किसी नए नियम के बजाय अनुप्रयुक्त सरलता का एक हिस्सा थी: उन्होंने कोई नया कण या बल नहीं खोजा, उन्होंने एक इंटरैक्शन को दो में विभाजित करके और उनके बीच के इंटरफेरेंस को पढ़कर, एक पुराने माप से अधिक सटीक प्रश्न पूछने का एक चतुर तरीका खोजा। यह प्रयोगात्मक भौतिकी में जीनियस का एक विशिष्ट और प्रदर्शन योग्य रूप है — एक मौजूदा और पहले से ही सफल तकनीक के भीतर यह देखने की क्षमता कि इसकी सटीकता कहाँ बर्बाद हो रही थी, और इसे एक ऐसे विचार के साथ ठीक करना जो एक वाक्य में वर्णित करने के लिए पर्याप्त सरल था, लेकिन इतना स्पष्ट नहीं था कि रबी की मूल विधि के बाद के पंद्रह वर्षों में किसी ने इसे किया हो। ईमानदार जटिलता यह है कि रामसे ने शून्य से शुरू करने के बजाय सीधे और स्पष्ट रूप से रबी की मॉलिक्यूलर-बीम विधि पर निर्माण किया, और नोबेल समिति ने उन्हें दो अन्य विजेताओं, डेहमेलट और पॉल के साथ श्रेय दिया, जिनका आयन-ट्रैपिंग कार्य उनके अपने कार्य से स्वतंत्र था — एक साझा पुरस्कार, सटीक माप के एक साझा युग के लिए, न कि एक अकेले सफलता के लिए। रामसे को जो और अलग करता है वह है दायरा: जिस भौतिक विज्ञानी ने प्रयोगशाला माप तकनीक तैयार की, उसी ने मैनहट्टन प्रोजेक्ट के हथियार-डिजाइन समूह का संचालन किया, दो राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं की स्थापना में मदद की, और शीत युद्ध के सैन्य गठबंधन को सलाह दी, व्यावहारिक उपलब्धि की एक ऐसी व्यापकता जो नोबेल पुरस्कार द्वारा विशेष रूप से मान्यता प्राप्त संकीर्ण तकनीकी अंतर्दृष्टि से कहीं अधिक थी।

विरासत

रामसे का निधन 4 नवंबर 2011 को वेलैंड, मैसाचुसेट्स में छियानवे वर्ष की आयु में हुआ। उनकी सेपरेटेड ऑसिलेटरी फील्ड मेथड उन परमाणु घड़ियों के पीछे का ऑपरेटिंग सिद्धांत बनी हुई है जो अंतरराष्ट्रीय समय-पालन, उपग्रह नेविगेशन और दुनिया भर में दैनिक जीवन में एम्बेडेड जीपीएस सिस्टम को परिभाषित करती हैं — 1949 का एक शांत, तकनीकी विचार जो बीसवीं सदी की सबसे परिणामी माप तकनीकों में से एक साबित हुआ।