James Franck: İlk Uyaran Fizikçi

11 Haziran 1945'te, Amerikan atom bombası üzerinde çalışan bir grup bilim insanı, hükümetlerine onu uyarı yapmadan kullanmamaları için yalvaran bir belge imzaladılar. "Eğer Amerika Birleşik Devletleri, bu yeni ayrım gözetmeksizin yok etme aracını insanlığa karşı kullanan ilk ülke olursa, dünya çapındaki kamuoyu desteğini kaybedecek ve silahlanma yarışını hızlandıracaktır" diye yazdılar. Rapor, komiteye başkanlık eden kişinin adını taşıyordu; bu kişi, on iki yıl önce ilkesel bir nedenden dolayı profesörlük görevinden istifa eden ve kariyerini atomların enerjiyi sadece tam miktarlarda kabul ettiğini kanıtlamaya adamış bir Nobel ödülü sahibiydi.

Hamburg, Heidelberg, Berlin

Franck, 26 Ağustos 1882'de Hamburg'da doğdu. Wilhelm Gymnasium'da eğitim gördü, ardından Heidelberg'de kimya okudu ve daha sonra Berlin'de fizik alanına geçiş yaparak burada Emil Warburg ve Paul Drude'un öğrencisi oldu. 1906'da Berlin'de doktorasını tamamladı, Frankfurt'ta kısa bir süre asistan olarak çalıştı ve Heinrich Rubens ile çalışmak üzere Berlin'e geri döndü. 1911 yılına gelindiğinde Berlin Üniversitesi'nde fizik dersleri veriyordu, doçentliğe yükseldi ve Birinci Dünya Savaşı'ndaki askeri hizmet nedeniyle verilen ara dışında 1918'e kadar bu görevi sürdürdü.

Elektronlar ve Atomlar

Franck'in temel çalışması, bir elektron bir atoma çarptığında ne olduğu ile ilgiliydi. Gustav Hertz ile birlikte bu değişimi kesin olarak ölçen deneyler tasarladılar ve atomun rastgele miktarlarda enerji almadığını buldular. Atom, belirli miktarları kabul ediyor ve aradaki hiçbir şeyi kabul etmiyordu. Bu, kuantum teorisinin önerdiği kuantize edilmiş enerji seviyelerinin ilk doğrudan deneysel kanıtıydı ve soyut bir varsayımı ölçülebilir bir laboratuvar gerçeğine dönüştürdü. 1925 Nobel Fizik Ödülü, "bir elektronun bir atom üzerindeki etkisini yöneten yasaları keşfettikleri" için bu iki kişiye ortaklaşa verildi.

Savaştan sonra Franck, Fritz Haber yönetimindeki Kaiser Wilhelm Enstitüsü'nde (Kaiser Wilhelm Institute) Fizik Bölümü'nü yönetti ve elektron kinetiği ile gazlardaki atomların davranışlarını araştırmaya devam etti.

Göttingen

1920'de Göttingen'de Deneysel Fizik Profesörü oldu ve on üç yıl boyunca, Max Born ile yakın iş birliği içinde çalışarak kasabayı dünya teorik fizik başkenti haline getiren ortaklığın bir yarısı oldu. Buradan geçen öğrenciler arasında J. Robert Oppenheimer da vardı. Franck, Göttingen'de, şu anda kendisinin ve Edward Condon'un adıyla bilinen ve fotokimyasal ayrışmayı (moleküllerin ışığı emdiklerinde nasıl parçalandığını) açıklayan ilkeyi geliştirdi.

İstifa, 1933

Nazi rejimi iktidara geldiğinde, Franck ırkçı yasalarına açıkça karşı çıktı ve onların altında hizmet etmektense görevinden ayrıldı. Bu, muafiyet talep edebilecek madalyalı bir gazi tarafından yapılmış alışılmadık derecede erken ve belirgin bir reddedişti. Önce Johns Hopkins Üniversitesi'ne Speyer Profesörü olarak gitti, bir süre Kopenhag'da kaldı ve 1938'de Chicago Üniversitesi fizik fakültesine katıldı.

Chicago ve Bomba

İkinci Dünya Savaşı sırasında Franck, Manhattan Projesi'nin Chicago Üniversitesi kolu olan Metalurji Laboratuvarı'nın Kimya Bölümü'nü yönetti. Silah tamamlanmaya yaklaştığında, Haziran 1945 tarihli Franck Raporu'nu üreten komiteye başkanlık etti; bu raporu Leo Szilard, Glenn Seaborg, Donald J. Hughes, J. J. Nickson, Eugene Rabinowitch ve J. C. Stearns ile birlikte imzaladı.

Rapor, Japonya'ya yönelik bildirimsiz bir atom saldırısına karşı çıktı ve bunun yerine insansız bir alanda gösteri yapılmasını önerdi. Gerekçesi ahlaki olduğu kadar stratejikti de. Bilim insanları sırrın saklanamayacağı konusunda ısrar ettiler, on yıl içinde diğer ülkelerin de şehirleri yok edebilecek bombalara sahip olacağını öngördüler ve silahlanma yarışı durdurulamaz hale gelmeden önce "nükleer patlayıcılar üzerinde etkili bir uluslararası kontrol" kurulmasını talep ettiler. Önerileri reddedildi. Ancak zaman çizelgesi konusunda haklıydılar.

Fotosentez

Savaştan sonra Franck, 1956 yılına kadar Chicago'nun Fotosentez Araştırma Grubu'nu yönetti ve fiziksel kimyanın araçlarını bitkilerin ışığı nasıl kimyasal enerjiye dönüştürdüğü sorusuna uyguladı; bu, bir anlamda Franck-Condon ilkesinin canlı maddeye uygulanan sorunuyla aynıydı. Onurlar birikti: 1951'de Max Planck Madalyası, 1953'te Göttingen fahri vatandaşlığı, 1955'te Rumford Madalyası ve 1964'te Royal Society'ye seçilme. 21 Mayıs 1964'te, otuz bir yıl önce ayrıldığı şehir olan Göttingen'i ziyaret ederken hayatını kaybetti.

James Neden Dahi Olarak Adlandırılıyor

Söz konusu yetenek deneysel hayal gücüdür: Doğayı, kaçındığı bir soruyu yanıtlamaya zorlayan bir düzenek tasarlama becerisi. Bohr'un ayrı enerji durumlarına sahip atomu, birçok fizikçinin uygun bir kurgu olarak gördüğü teorik bir öneriydi. Franck ve Hertz, bu önerinin elektrik akımında tekrarlanan bir desen olarak görülebildiği bir cihaz inşa ettiler; bu, herkesin bir aletten okuyabileceği bir kanıttı. Tartışmalı bir soyutlamayı tartışılamaz bir ölçüme dönüştürmek, bir fizikçinin yapabileceği en zor işlerden biridir ve Nobel komitesinin "bir elektronun bir atom üzerindeki etkisini yöneten yasalar" şeklindeki alıntısı tam olarak buna atıfta bulunmaktadır. Franck-Condon ilkesi, moleküllere ve ışığa uygulanan aynı zihinsel alışkanlığı göstermektedir.

Karşı tarafın da dile getirilmesi gerekir. Sonuçlarına anlamını veren teori onun değildi; Bohr'a aitti ve onu izleyen kuantum mekaniği Born'a, Heisenberg'e ve Franck'in çalıştığı kurumdaki diğerlerine aitti. O, teorisyenlerin öncülük ettiği bir devrimin içinde mükemmel bir ölçümcüydü. Ödül paylaşıldı, ilke ortak adla anılıyor ve savaş sonrası yaptığı önemli fotosentez araştırmaları benzer bir statüde bir sonuç üretmedi. Franck'in modern itibarının büyük bir kısmının fizikten ziyade vicdana - 1933'teki istifa ve 1945'teki rapor - dayandığını gözlemlemek de adildir. Bu gerçek bir ayrımdır ve belki de daha nadirdir, ancak bu entelektüel parlaklıktan ziyade ahlaki netliktir ve ikisi sessizce birleştirilmemelidir.

Miras

Franck-Hertz deneyi artık lisans laboratuvarlarında standart bir alıştırmadır ve bu, fiziğin verebileceği en büyük iltifattır: öğrencilerden yeniden üretmeleri istenecek kadar güvenli bir sonuç. Franck Raporu ise daha tuhaf bir son yaşadı. 1945'te görmezden gelinmesine rağmen, bilim insanlarının silah kontrolü hareketinin temel belgesi haline geldi ve bugün bir protestodan çok bir tahmin gibi okunuyor; silahı inşa eden insanların hükümetlerine önümüzdeki elli yılın tam olarak nasıl görüneceğini söyledikleri ve inanılmadıkları o an.