Hans Bethe: Günışığını Açıklayan Adam

1938 yılında, Cornell Üniversitesi'nde çalışan otuz iki yaşındaki bir mülteci, yıldızların ışığının nereden geldiğini çözdü. Karbonun hidrojenin helyuma füzyonunu katalize ettiği CNO döngüsü, ana dizideki daha ağır yıldızların temel enerji kaynağını belirledi ve sonunda ona bir Nobel Ödülü kazandırdı. Dört yıl sonra aynı adam, New Mexico çölünde bir atom bombasının bir şehrin ne kadarını yok edeceğini hesaplayan bölümü yönetiyordu. Hans Bethe, çok uzun süren hayatının geri kalanını ikinci keşfi kontrol altına almaya çalışarak geçirdi.

Strasbourg'dan Sommerfeld'e

2 Temmuz 1906'da, o zamanlar Alman Alsas-Loren'in bir parçası olan Strasbourg'da, fizyoloji profesörü Albrecht Bethe ve Anna Kuhn'un oğlu olarak doğdu. 1924'te Frankfurt Üniversitesi'ne girdi ve 1928'de Münih'te, dönemin en büyük teorik fizikçi danışmanı Arnold Sommerfeld'in rehberliğinde, kristallerde elektron kırınımı teorisi üzerine yazdığı tezle doktorasını aldı. Üretkenliği hemen başladı ve aslında hiç durmadı: 1930'da yüklü parçacıkların madde içinden geçerken enerji kaybı için Bethe formülü, 1931'de ise matematiksel fizikte merkezi bir yer tutmaya devam eden kuantum çok cisimli modellerin tam çözümlerini bulma yöntemi olan Bethe ansatz'ı ortaya koydu.

1933 yılında Yahudi kökeni nedeniyle Tübingen Üniversitesi'nden atıldı. İngiltere'ye gitti ve 1935'te Ithaca, New York'taki Cornell Üniversitesi'ne 3.000 dolar maaşla geçti. Yetmiş yıl boyunca orada kaldı. 13 Eylül 1939'da Rose Ewald ile evlendi, 1941'de Amerikan vatandaşı oldu ve daha sonra Sommerfeld'e şöyle yazdı: "Amerika'da kendimi Almanya'da olduğumdan çok daha fazla evimde hissediyorum. Sanki Almanya'da sadece bir hata sonucu doğmuşum ve gerçek vatanıma ancak 28 yaşında gelmişim gibi."

Yıldızlar Neden Parlar

Yıldız nükleosentezi o on yılın problemiydi ve Bethe bunun zor kısmını çözdü. Karbon-azot-oksijen döngüsüne ilişkin açıklaması, devasa yıldızların kütleyi radyasyona nasıl dönüştürdüğünü ve buna bağlı olarak gökyüzünün neden küllerle değil ışıkla dolu olduğunu açıkladı. Bu çalışma, gerçekleşmesinden yaklaşık otuz yıl sonra 1967 Nobel Fizik Ödülü ile tanındı.

Los Alamos

1942'den 1945'e kadar Bethe, fiziği mühimmata dönüştürmekten sorumlu grup olan Los Alamos'taki Teorik Bölüm'ün başkanlığını yaptı. Ekibi, uranyum-235'in kritik kütlesini hesapladı, iç patlamalı bomba teorisini geliştirdi ve nötron başlatıcıları ile radyasyonun yayılımı üzerinde çalıştı. Richard Feynman ile birlikte, bir fisyon silahının patlama verimini tahmin etmek için Bethe-Feynman formülünü tasarladı. Gerekçesi, meslektaşlarının çoğunun kullandığı gerekçeydi ve bunu asla süslemedi: "Fisyon bombası yapılmalıydı, çünkü Almanlar muhtemelen onu yapıyordu."

Hidrojen bombası farklıydı ve bu konuda hiçbir zaman rahat olmadı. 1968'de kendi mantığını alışılmadık bir samimiyetle açıkladı: "Bomba üzerinde çalışmasaydım, bir başkası yapacaktı; ve Los Alamos'ta kalırsam silahsızlanma için hala bir güç olabileceğimi düşündüm." Ona bu şeyin babasının kim olduğu sorulduğunda, kesin cevabı verdi: "Ulam tohumu sağladığı için babadır, Teller ise çocukla birlikte kaldığı için annedir. Bana gelince, sanırım ben ebeyim."

On İki Denklem

Ardından, 1947'de, meslektaşlarının hala hayranlıkla bahsettiği hesaplama geldi. Deneyciler, hidrojenin enerji seviyelerinde mevcut teorinin açıklayamadığı küçük bir anomali (Lamb kayması) bulmuşlardı. Bethe, bunu üç sayfalık bir makalede on iki matematiksel denklemle hesapladı; bu, kuantum elektrodinamiğini rahatsız eden sonsuzlukların ele alınabileceğini ve teorinin temelde sağlam olduğunu gösterdi. Feynman buna "kuantum elektrodinamiği teorisi tarihindeki en önemli keşif" dedi. Paul Dirac, "fizikte son yılların en önemli hesaplaması" olarak adlandırdı. Bilimdeki en hassas test edilmiş teori olan modern QED buradan başlar.

Uzun Tartışma

Silahların yapılmasına yardım ettikten sonra Bethe, elli yılını onlara karşı argüman geliştirmeye harcadı. Albert Einstein ile birlikte Atom Bilimcileri Acil Durum Komitesi aracılığıyla nükleer denemelere karşı kampanya yürüttü ve sonraki Amerikan yönetimleriyle çalışarak 1963 Kısmi Nükleer Deneme Yasağı Antlaşması ve 1972 Anti-Balistik Füze Antlaşması'nın gerçekleşmesine yardımcı oldu. Bu, teknik, sabırlı, manifestolar yerine komite raporları ve verim hesaplamalarıyla yürütülen ve tam da bu nedenle etkili olan, kendine has bir Bethe tarzı aktivizmdi. Cornell'de John Wendell Anderson Fizik Profesörü olarak kaldı ve doksanlı yaşlarına kadar yayın yapmaya devam etti.

Hans Neden Dahi Olarak Anılır

Buradaki özel nitelik, endüstriyel ölçekte problem çözme kapasitesidir: Kimsenin sayılara indirgemediği fiziksel bir durumu (bir yıldız, bir şok dalgası, anormal bir spektral çizgi) alıp sayısını üretme yeteneği. Doktora öğrencisi Freeman Dyson onu "20. yüzyılın en büyük problem çözücüsü" olarak nitelendirdi. Lamb kayması makalesi bunun kanıtıdır: üç sayfa, on iki denklem, kuantum elektrodinamiğinin kurtarılması ve yaşayan en seçkin fizikçilerden ikisinin bunu son yılların en önemli hesaplaması olarak adlandırması. Katı hal fiziği, nükleer reaksiyon teorisi, astrofizik, silah tasarımı ve kuantum alan teorisine en üst düzeyde katkıda bulunan çok az insan vardır; Bethe bunların beşini de yaptı.

Dürüst bir karşı argüman, Bethe'nin devrimci olmadığıdır. Hiçbir çerçeve kurmadı ve hiçbir dünya görüşünü altüst etmedi; Born ve Heisenberg'in bıraktığı kuantum mekaniği ve Dirac'ın bıraktığı kuantum elektrodinamiği içinde çalıştı ve imza başarıları, ne kadar parlak olursa olsun, başkalarının teorileri içindeki hesaplamalardır. Farklı türdeki şüpheciler ahlaki bilançoya işaret eder: bombayı çalışır hale getirdi ve sonra elli yılını sonuçlarına karşı lobicilik yaparak geçirdi; ve kendi açıklaması (bir başkasının zaten yapacağı ve kendisinin içeriden silahsızlanma için bir güç olabileceği), her iki tarafı da isteyen her silah bilimcinin standart savunmasıdır. Bethe bunu biliyordu. H-bombasının babalığını reddetmesi ve "ebe" kelimesindeki ısrarı, kendi hesabını tutan bir adam gibi okunur.

Miras

Onur ödülleri altı yıl boyunca birikti: 1947'de Henry Draper Madalyası, 1957'de Royal Society üyeliği, 1959'da Franklin Madalyası, 1961'de Eddington Madalyası ve Enrico Fermi Ödülü, 1963'te Rumford Ödülü, 1967'de Nobel Ödülü, 1975'te Ulusal Bilim Madalyası, 1989'da Lomonosov Altın Madalyası, 1993'te Oersted Madalyası, 2001'de Bruce Madalyası ve 2005'te ölümünden sonra Benjamin Franklin Madalyası. 6 Mart 2005'te, birlikte çalıştığı hemen hemen herkesi geride bırakarak ve bu süreçte gün ışığının neden var olduğunu açıklayarak, 98 yaşında Ithaca'da öldü.