Walter Bothe

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Walter Bothe nació en Oranienburg, Alemania, el 8 de enero de 1891. Estudió física con Max Planck en la Universidad de Berlín (1908-12) y obtuvo su doctorado en 1914.

Ambos lucharon en la Primera Guerra Mundial durante la Primera Guerra Mundial y fueron hechos prisioneros por el Ejército Ruso en el Frente Oriental. No fue liberado hasta 1920.

Enseñó en Physikalisch-Technische Reinsanstalt y en 1929 demostró que los rayos cósmicos que bombardean la Tierra no están compuestos de fotones sino de partículas masivas.

Bothe fue nombrado profesor de física en la Universidad de Giessen (1930-32), la Universidad de Heidelberg (1932-34) y director del Instituto Max Planck de Investigación Médica.

Walter Bothe, que ganó el Premio Nobel de Física en 1954, murió en 1959.


Contribuciones de Walther Bothe & # x27s a la comprensión de la dualidad onda-partícula de la luz ☆

Es poco conocido que durante el nacimiento de la mecánica cuántica, Walther Bothe (1891-1957) publicó desde mediados de 1923 hasta finales de 1926, en parte junto con Hans Geiger (1882-1945), hasta 20 artículos, todos relacionados con la luz. cuantos (fotones). Aproximadamente la mitad de las publicaciones (11) son de carácter experimental y el resto tratan problemas teóricos. Este artículo presenta las contribuciones experimentales y teóricas de Walther Bothe & # x27 a la comprensión de la dualidad partícula-onda de la luz a mediados de la década de 1920, para lo cual la interacción entre ideas experimentales y teóricas juega un papel esencial.


Primeros años [editar | editar fuente]

En 1913, Bothe se unió al Physikalisch-Technische Reichsanstalt (PTR, Instituto de Física y Técnica del Reich hoy, el Physikalisch-Technische Bundesanstalt), donde permaneció hasta 1930. Hans Geiger había sido nombrado director del nuevo Laboratorio de Radiactividad allí en 1912. En el PTR, Bothe fue asistente de Geiger de 1913 a 1920, miembro científico del personal de Geiger de 1920 a 1927. y de 1927 a 1930 sucedió a Geiger como director del Laboratorio de Radiactividad. & # 911 & # 93 & # 912 & # 93 & # 913 & # 93 & # 914 & # 93

En mayo de 1914, Bothe se ofreció como voluntario para el servicio en la caballería alemana. Fue hecho prisionero por los rusos y encarcelado en Rusia durante cinco años. Mientras estuvo allí, aprendió el idioma ruso y trabajó en problemas de física teórica relacionados con sus estudios de doctorado. Regresó a Alemania en 1920, con una novia rusa. & # 913 & # 93

A su regreso de Rusia, Bothe continuó su empleo en el PTR bajo la dirección de Hans Geiger en el Laboratorio de Radiactividad allí. En 1924, Bothe publicó sobre su método de coincidencia. Luego, y en los años siguientes, aplicó este método al estudio experimental de las reacciones nucleares, el efecto Compton y la dualidad onda-partícula de la luz. El método de coincidencia de Bothe y sus aplicaciones le valieron el Premio Nobel de Física en 1954. & # 914 & # 93 & # 915 & # 93 & # 916 & # 93 & # 917 & # 93

En 1925, mientras todavía estaba en el PTR, Bothe se convirtió en un Privatdozent en la Universidad de Berlín, lo que significa que había completado su Habilitación, y, en 1929, se convirtió en un ausserordentlicher profesor (profesor extraordinarius) allí. & # 911 & # 93 & # 912 & # 93

En 1927, Bothe inició el estudio de la transmutación de elementos ligeros mediante bombardeo con partículas alfa. A partir de una investigación conjunta con H. Fränz y Heinz Pose en 1928, Bothe y Fränz correlacionaron los productos de reacción de las interacciones nucleares con los niveles de energía nuclear. & # 913 & # 93 & # 914 & # 93 & # 917 & # 93

En 1929, en colaboración con Werner Kolhörster y Bruno Rossi, invitados en el laboratorio de Bothe en el PTR, Bothe comenzó el estudio de los rayos cósmicos. El estudio de la radiación cósmica lo llevaría a cabo Bothe por el resto de su vida. & # 914 & # 93 & # 917 & # 93

En 1930, se convirtió en un profesor de ordentlicher (profesor ordinario) y director del departamento de física de la Justus Liebig-Universität Gießen. Ese año, trabajando con Herbert Becker, Bothe bombardearon berilio, boro y litio con partículas alfa de polonio y observaron una nueva forma de radiación penetrante. En 1932, James Chadwick identificó esta radiación como el neutrón. & # 911 & # 93 & # 912 & # 93 & # 913 & # 93

Heidelberg [editar | editar fuente]

Walther Bothe, Stuttgart, 1935

En 1932, Bothe había sucedido a Philipp Lenard como director de la Physikalische und Radiologische Institut (Instituto de Física y Radiología) de la Universidad de Heidelberg. Fue entonces cuando Rudolf Fleischmann se convirtió en asistente de enseñanza de Bothe. Cuando Adolf Hitler se convirtió en canciller de Alemania el 30 de enero de 1933, el concepto de Deutsche Physik adquirió más favores y fervor fue la física antisemita y antiteórica, especialmente la física moderna, incluida la mecánica cuántica y la física atómica y nuclear. Tal como se aplica en el entorno universitario, los factores políticos tomaron prioridad sobre el concepto históricamente aplicado de capacidad académica, a pesar de que sus dos partidarios más destacados fueron los premios Nobel de Física Philipp Lenard y Johannes Stark. & # 9110 & # 93 Partidarios de Deutsche Physik lanzó ataques viciosos contra los principales físicos teóricos. Mientras Lenard estaba retirado de la Universidad de Heidelberg, todavía tenía una influencia significativa allí. En 1934, Lenard había logrado que Bothe fuera relevado de su cargo de director del Instituto de Física y Radiología de la Universidad de Heidelberg, tras lo cual Bothe pudo convertirse en Director de la Institut für Physik (Instituto de Física) del Kaiser-Wilhelm Institut für medizinische Forschung (KWImF, Kaiser Wilhelm Institute for Medical Research hoy, Max-Planck Institut für medizinische Forschung), en Heidelberg, en sustitución de Karl W. Hauser, que había fallecido recientemente. Ludolf von Krehl, director de la KWImF, y Max Planck, presidente de la Kaiser-Wilhelm Gesellschaft (KWG, Kaiser Wilhelm Society, hoy Max Planck Society), habían ofrecido la dirección a Bothe para evitar la posibilidad de su emigración. Bothe ocupó la dirección del Instituto de Física en el KWImF hasta su muerte en 1957. Mientras estaba en el KWImF, Bothe ocupó una cátedra honoraria en la Universidad de Heidelberg, que ocupó hasta 1946. Fleischmann fue con Bothe y trabajó con él allí hasta 1941. Para su personal, Bothe reclutó científicos como Wolfgang Gentner (1936-1945), Heinz Maier-Leibnitz (1936 - & # 160?) - que había hecho su doctorado con el Premio Nobel James Franck y fue altamente recomendado por Robert Pohl y Georg Joos y Arnold Flammersfeld (1939-1941). También se incluyeron en su personal Peter Jensen y Erwin Fünfer. & # 911 & # 93 & # 912 & # 93 & # 913 & # 93 & # 9111 & # 93 & # 9112 & # 93 & # 9113 & # 93 & # 9114 & # 93

En 1938, Bothe y Gentner publicaron sobre la dependencia energética del fotoefecto nuclear. Esta fue la primera evidencia clara de que los espectros de absorción nuclear son acumulativos y continuos, un efecto conocido como resonancia nuclear gigante dipolar. Esto fue explicado teóricamente una década más tarde por los físicos J. Hans D. Jensen, Helmut Steinwedel, Peter Jensen, Michael Goldhaber y Edward Teller. & # 913 & # 93

También en 1938, Maier-Leibniz construyó una cámara de niebla Wilson. Bothe, Gentner y Maier-Leibniz utilizaron imágenes de la cámara de niebla para publicar, en 1940, la Atlas de imágenes típicas de cámaras de nubes, que se convirtió en una referencia estándar para identificar partículas dispersas. & # 913 & # 93 & # 917 & # 93

Primer ciclotrón alemán [editar | editar fuente]

A fines de 1937, los rápidos éxitos que Bothe y Gentner tuvieron con la construcción y los usos de investigación de un generador de Van de Graaff los llevaron a considerar la construcción de un ciclotrón. En noviembre, ya se había enviado un informe al presidente de la Kaiser-Wilhelm Gesellschaft (KWG, Kaiser Wilhelm Society hoy, Max Planck Society), y Bothe comenzó a obtener fondos de la Helmholtz-Gesellschaft (Sociedad Helmholtz hoy, la Asociación Helmholtz de Centros de Investigación Alemanes), los Badischen Kultusministerium (Ministerio de Cultura de Baden), YO G. Farben, el KWG y varias otras agencias orientadas a la investigación. Las promesas iniciales llevaron a pedir un imán a Siemens en septiembre de 1938, sin embargo, el financiamiento adicional se volvió problemático. En estos tiempos, Gentner continuó su investigación sobre el fotoefecto nuclear, con la ayuda del generador de Van de Graaff, que había sido mejorado para producir energías poco menos de 1 MeV. Cuando completó su línea de investigación con las reacciones 7 Li (p, gamma) y 11 B (p, gamma), y sobre el isómero nuclear 80 Br, Gentner dedicó todo su esfuerzo a la construcción del ciclotrón planeado. & # 9115 & # 93

Para facilitar la construcción del ciclotrón, a fines de 1938 y en 1939, con la ayuda de una beca de la Helmholtz-Gesellschaft, Gentner fue enviado al Laboratorio de Radiación de la Universidad de California (hoy, el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley) en Berkeley, California. Como resultado de la visita, Gentner estableció una relación de cooperación con Emilio G. Segrè y Donald Cooksey. & # 9115 & # 93

Después del armisticio entre Francia y Alemania en el verano de 1940, Bothe y Gentner recibieron órdenes de inspeccionar el ciclotrón que Frédéric Joliot-Curie había construido en París. Si bien se había construido, aún no estaba en funcionamiento. En septiembre de 1940, Gentner recibió órdenes de formar un grupo para poner en funcionamiento el ciclotrón. Hermann Dänzer de la Universidad de Frankfurt participó en este esfuerzo. Mientras estaba en París, Gentner pudo liberar tanto a Frédéric Joliot-Curie como a Paul Langevin, que habían sido arrestados y detenidos. A finales del invierno de 1941/1942, el ciclotrón estaba operativo con un haz de deuterones de 7 MeV. El uranio y el torio se irradiaron con el haz y los subproductos se enviaron a Otto Hahn en la Kaiser-Wilhelm Institut für Chemie (KWIC, Instituto Kaiser Wilhelm de Química, hoy Instituto Max Planck de Química), en Berlín. A mediados de 1942, el sucesor de Gentner en París fue Wolfgang Riezler de Bonn. & # 9115 & # 93 & # 9116 & # 93 & # 9117 & # 93

Fue durante 1941 que Bothe adquirió todos los fondos necesarios para completar la construcción del ciclotrón. El imán se entregó en marzo de 1943 y el primer haz de deuterón se emitió en diciembre. La ceremonia de inauguración del ciclotrón se celebró el 2 de junio de 1944. Si bien había otros ciclotrones en construcción, el de Bothe fue el primer ciclotrón operativo en Alemania. & # 912 & # 93 & # 9115 & # 93

Club de uranio [editar | editar fuente]

El proyecto de energía nuclear alemán, también conocido como el Uranverein (Club de uranio), comenzó en la primavera de 1939 bajo los auspicios de la Reichsforschungsrat (RFR, Consejo de Investigación del Reich) del Reichserziehungsministerium (REM, Ministerio de Educación del Reich). Para el 1 de septiembre, el Heereswaffenamt (HWA, Oficina de Artillería del Ejército) exprimió al RFR y se hizo cargo del esfuerzo. Bajo el control de la HWA, la Uranverein tuvo su primera reunión el 16 de septiembre. La reunión fue organizada por Kurt Diebner, asesor de la HWA, y se celebró en Berlín. Los invitados incluyeron a Walther Bothe, Siegfried Flügge, Hans Geiger, Otto Hahn, Paul Harteck, Gerhard Hoffmann, Josef Mattauch y Georg Stetter. Poco después se celebró una segunda reunión en la que participaron Klaus Clusius, Robert Döpel, Werner Heisenberg y Carl Friedrich von Weizsäcker. Con Bothe como uno de los directores, Wolfgang Gentner, Arnold Flammersfeld, Rudolf Fleischmann, Erwin Fünfer y Peter Jensen pronto se vieron obligados a trabajar para la Uranverein. Su investigación fue publicada en el Kernphysikalische Forschungsberichte (Informes de investigación en física nuclear) ver más abajo la sección Informes internos. Para el Uranverein, Bothe, y hasta 6 miembros de su personal en 1942, trabajaron en la determinación experimental de constantes atómicas, la distribución de energía de fragmentos de fisión y secciones transversales nucleares. Los resultados experimentales de Bothe sobre la absorción de neutrones en el grafito fueron fundamentales en la decisión alemana de favorecer el agua pesada como moderador de neutrones. & # 9118 & # 93 & # 9119 & # 93 & # 9120 & # 93

A fines de 1941, era evidente que el proyecto de energía nuclear no contribuiría de manera decisiva a poner fin al esfuerzo bélico a corto plazo. Control HWA del Uranverein fue cedido a la RFR en julio de 1942. A partir de entonces, el proyecto de energía nuclear mantuvo su kriegswichtig (importante para la guerra) la designación y la financiación continuaron desde el ejército. Sin embargo, el proyecto de energía nuclear alemana se dividió en las siguientes áreas principales: producción de uranio y agua pesada, separación de isótopos de uranio y Uranmaschine (máquina de uranio, es decir, reactor nuclear). Además, el proyecto se dividió esencialmente entre nueve institutos, donde los directores dominaron la investigación y establecieron sus propias agendas de investigación. Bothe's Institut für Physik fue uno de los nueve institutos. Los otros ocho institutos o instalaciones fueron: el Instituto de Química Física de la Universidad Ludwig Maximilian de Munich, el HWA Versuchsstelle (estación de prueba) en Gottow, el Kaiser-Wilhelm-Institut für Chemie, el Departamento de Química Física de la Universidad de Hamburgo, el Kaiser-Wilhelm-Institut für Physik, el Segundo Instituto de Física Experimental de la Universidad Georg-August de Göttingen, el Auergesellschaft y el II. Physikalisches Institut en la Universidad de Viena. & # 9121 & # 93 & # 9122 & # 93 & # 9123 & # 93 & # 9124 & # 93

Después de la Segunda Guerra Mundial [editar | editar fuente]

De 1946 a 1957, además de su cargo en el KWImF, Both fue un profesor de ordentlicher (profesor ordinario) en la Universidad de Heidelberg. & # 911 & # 93 & # 912 & # 93

Al final de la Segunda Guerra Mundial, los aliados se habían apoderado del ciclotrón en Heidelberg. En 1949, su control fue devuelto a Bothe. & # 911 & # 93

Durante 1956 y 1957, Bothe fue miembro de la Arbeitskreis Kernphysik (Grupo de Trabajo de Física Nuclear) del Fachkommission II "Forschung und Nachwuchs" (Comisión II "Investigación y Crecimiento") de la Deutschen Atomkommission (DAtK, Comisión Alemana de Energía Atómica). Otros miembros del Grupo de Trabajo de Física Nuclear en 1956 y 1957 fueron: Werner Heisenberg (presidente), Hans Kopfermann (vicepresidente), Fritz Bopp, Wolfgang Gentner, Otto Haxel, Willibald Jentschke, Heinz Maier-Liebnitz, Josef Mattauch, Wolfgang Riezler, Wilhelm Walcher y Carl Friedrich von Weizsäcker. Wolfgang Paul también fue miembro del grupo durante 1957. & # 9125 & # 93

A finales de 1957, Gentner estaba en negociaciones con Otto Hahn, presidente de la Max-Planck Gesellschaft (MPG, Max Planck Society, sucesor de la Kaiser-Wilhelm Gesellschaft), y con el Senado del MPG para establecer un nuevo instituto bajo sus auspicios. Esencialmente, Walther Bothe's Institut für Physik en el Max-Planck Institut für medizinische Forschung, en Heidelberg, se separó para convertirse en un instituto completo del MPG. La decisión de proceder se tomó en mayo de 1958. Gentner fue nombrado director de la Instituto Max-Planck für Kernphysik (MPIK, Instituto Max Planck de Física Nuclear) el 1 de octubre, y también recibió el puesto de profesor de ordentlicher (profesor ordinario) en la Universidad de Heidelberg. Ambos no habían vivido para ver el establecimiento definitivo del MPIK, ya que había muerto en febrero de ese año. & # 9115 & # 93 & # 9126 & # 93

Bothe era un patriota alemán que no dio excusas por su trabajo con el Uranverein. Sin embargo, la impaciencia de Bothe con las políticas nacionalsocialistas en Alemania lo puso bajo sospecha e investigación por parte de la Gestapo. & # 913 & # 93


Cronología de la historia de la química nuclear

En 1895, Wilhelm Röntgen estudió la radiación catódica, que ocurre cuando se aplica una carga eléctrica a dos placas de metal dentro de un tubo de vidrio lleno de gas enrarecido. Aunque el aparato estaba apagado, notó una luz tenue en las pantallas sensibles a la luz que estaban cerca. Investigaciones posteriores revelaron que esto fue causado por un tipo de radiación penetrante, previamente desconocido. La radiación de rayos X se convirtió en una poderosa herramienta para experimentos físicos y para examinar el interior del cuerpo. Recibió un premio Nobel de la Paz por su trabajo con la física atómica y los rayos X.

Henri Becquerel

En 1896, su trabajo anterior se vio ensombrecido por su descubrimiento del fenómeno de la radiactividad natural. Cuando Henri Becquerel investigó los rayos X recién descubiertos en 1896, condujo a estudios sobre cómo las sales de uranio se ven afectadas por la luz. Por accidente, descubrió que las sales de uranio emiten espontáneamente una radiación penetrante que puede registrarse en una placa fotográfica. Estudios posteriores dejaron en claro que esta radiación era algo nuevo y no una radiación de rayos X: había descubierto un nuevo fenómeno, la radiactividad.

Pierre Curie

El descubrimiento de la radiactividad en 1896 por Henri Becquerel inspiró a Marie y Pierre Curie a investigar más a fondo este fenómeno. Examinaron muchas sustancias y minerales en busca de signos de radiactividad. Descubrieron que la pecblenda mineral era más radiactiva que el uranio y concluyeron que debía contener otras sustancias radiactivas. De él lograron extraer dos elementos previamente desconocidos, polonio y radio, ambos más radiactivos que el uranio.

Marie Curie

Fue una física y química polaca y francesa naturalizada que llevó a cabo una investigación pionera sobre la radiactividad. Fue la primera mujer en ganar un Premio Nobel y la primera persona y única mujer en ganar dos veces. Descubrió que los rayos de uranio hacían que el aire alrededor de una muestra condujera electricidad. Ella ayudó a refutar esa antigua suposición de que los átomos eran indivisibles.

Hans Geiger

Es conocido como el co-inventor del componente detector del contador Geiger y por el experimento Geiger-Marsden que descubrió el núcleo atómico. En 1911, Geiger y John Mitchell Nuttall descubrieron la ley (o regla) de Geiger-Nuttall y realizaron experimentos que llevaron al modelo atómico de Rutherford.

James Chadwick

Cuando Herbert Becker y Walter Bothe dirigieron partículas alfa (núcleos de helio) al berilio en 1930, se emitió una radiación fuerte y penetrante. Una hipótesis fue que podría tratarse de una radiación electromagnética de alta energía. En 1932, sin embargo, James Chadwick demostró que consistía en una partícula neutra con aproximadamente la misma masa que un protón. Ernest Rutherford había propuesto anteriormente que tal partícula podría existir en núcleos atómicos. Su existencia ahora probada, se llamó un "neutrón".

Leo Szilard

Concibió la reacción nuclear en cadena en 1933, patentó la idea de un reactor nuclear con Enrico Fermi, y a finales de 1939 escribió la carta para la firma de Albert Einstein que resultó en el Proyecto Manhattan que construyó la bomba atómica. También ayudó a descubrir un medio de separación de isótopos. Este método se conoció como efecto Szilard-Chalmers y se usó ampliamente en la preparación de isótopos médicos.

Enrico Fermi

En 1934, desarrolló la teoría de la desintegración ß, fusionando trabajos anteriores sobre la teoría de la radiación con la idea de Pauli del neutrino. Demostró que la transformación nuclear ocurre en casi todos los elementos sometidos a bombardeo de neutrones. Este trabajo resultó en el descubrimiento de neutrones lentos ese mismo año, lo que llevó al descubrimiento de la fisión nuclear y la producción de elementos que se encuentran más allá de lo que era hasta entonces la Tabla Periódica. Ayudó a dirigir la primera reacción nuclear en cadena controlada.

J. Robert Oppenheimer

Oppenheimer fue uno de los acreditados por ser el "padre de la bomba atómica" por su papel en el Proyecto Manhattan, la empresa de la Segunda Guerra Mundial que desarrolló las primeras armas nucleares utilizadas en los bombardeos atómicos de Hiroshima y Nagasaki. Como científico, sus estudiantes y colegas recuerdan a Oppenheimer como un brillante investigador y un maestro comprometido que fue el fundador de la física teórica moderna en los Estados Unidos.

Edward Teller y Stanislaw Ulam

El diseño Teller-Ulam es el concepto técnico detrás de las armas termonucleares modernas, también conocidas como bombas de hidrógeno. El diseño de Teller-Ulam fue considerado durante muchos años como uno de los principales secretos nucleares, e incluso hoy en día no se analiza en detalle en las publicaciones oficiales con orígenes de clasificación & quot detrás de la valla & quot.

Willard Frank Libby

El carbono es un componente fundamental en toda materia viva. En la naturaleza existen dos variantes, o isótopos: el carbono-12, que es estable, y el carbono-14, que es radiactivo. El carbono 14 se forma en la atmósfera cuando actúa sobre él la radiación cósmica y luego se deteriora. Cuando un organismo muere y cesa el suministro de carbono de la atmósfera, el contenido de carbono 14 disminuye a través de la desintegración radiactiva a un ritmo fijo. En 1949, Willard Libby desarrolló un método para aplicar esto a fin de determinar la edad de los fósiles y las reliquias arqueológicas. También recibió el Premio Nobel de la Paz por su trabajo en química nuclear.


Walter Bothe, Physiker, Atomphysiker, D - undatiert

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Walther Wilhelm Georg Bothe

Walther Bothe fue un brillante físico nuclear alemán que, en 1954, ganó el Premio Nobel de Física con Max Born & # 8220 por el método de la coincidencia y sus descubrimientos hechos con él & # 8221.

Su vida y educación temprana

Walther Wilhelm Georg Bothe nació el 8 de enero de 1891 en Charlotte Hartung y Fritz Bothe, un comerciante. Era de Oranienberg, una ciudad de Brandenburgo, Alemania.

De 1908 a 1912 estudió física, química y matemáticas en la Universidad de Berlín. Continuó su educación y estudió un doctorado, con el brillante físico Max Planck, que le fue otorgado en 1914. Su tesis se refería a la teoría molecular de la refracción, la reflexión, la dispersión y la extinción.

Trayectoria profesional

Durante la Primera Guerra Mundial, Bothe fue ametralladora en el ejército alemán. En 1915 fue capturado por los rusos y pasó un tiempo en Siberia durante su cautiverio. Siendo un científico consumado, decidió pasar su tiempo como prisionero de guerra aprendiendo a hablar y leer ruso y continuó sus estudios de investigación. También encontró esposa.

Regresó a Alemania en 1920, con su esposa rusa, Barbara Below, y obtuvo un puesto en el laboratorio radiactivo de Physikalisch-Technische Reichsanstalt. Se convirtió en director del laboratorio en 1927. Aquí colaboró ​​con Hans Geiger y realizó sus descubrimientos más importantes.

Durante este tiempo, Bothe también fue profesor en la Universidad de Berlín.

En 1931 tomó una cátedra en la Universidad de Giessen y en 1934 se convirtió en director del Instituto de Física del Instituto Max Planck para la Investigación Médica en Heidelberg, donde permaneció hasta su muerte.

Bothe también trasladó su trabajo a la Universidad de Heidelberg en 1934 y fue profesor allí desde 1946 hasta 1957.

Principales logros

Entre 1923 y 1926, Bothe concentró gran parte de su trabajo en la dispersión de rayos alfa y beta.

Ambos trabajaron con Hans Geiger y juntos investigaron la emisión de electrones por rayos X para probar el modelo cuántico del átomo de Bohr. Utilizaron dos tubos contadores Geiger, uno para detectar los rayos X dispersos y el otro para detectar los electrones en retroceso, para estudiar las coincidencias de las colisiones individuales de Compton.

En 1924, Bothe ideó un circuito de coincidencia y # 8211 este circuito se consideró la primera puerta lógica AND. Ejecutar varios contadores en coincidencia permitió a los científicos calcular el momento angular de una partícula y, por lo tanto, demostraron que el momento y la energía se conservan a nivel atómico.

Cuatro años más tarde, en 1929, Bothe investigó más el efecto Compton y volvió a utilizar el método de coincidencia con Werner Kolh & # 246rster para establecer la naturaleza de las partículas de los rayos cósmicos. Sus experimentos mostraron que los rayos estaban compuestos de rayos gamma y partículas de alta energía.

Ambos también estaban interesados ​​en la transmutación de elementos y en 1930, con Herbert Becker, obtuvo una forma de radiación nunca antes vista a partir de berilio que había sido bombardeado por partículas alfa. Este estudio llevó a Sir James Chadwick a descubrir el neutrón en 1932.

Supervisó la construcción del primer ciclotrón alemán, un dispositivo que puede acelerar partículas (como protones) a lo largo de una trayectoria en espiral, que se completó en 1943.

Durante la Segunda Guerra Mundial trabajó en la investigación de la energía nuclear.

Después de la guerra, Bothe utilizó el ciclotrón alemán para producir isótopos radiactivos para sus estudios médicos.

Además de numerosos artículos científicos, publicó & # 8220Física nuclear y rayos cósmicos & # 8221 en 1948.

Fue galardonado con la medalla Max Planck en 1953.

Ambos recibió el Premio Nobel de Física de 1954 & # 8220 por el método de la coincidencia y sus descubrimientos hechos con él & # 8221 junto con Max Born.

Vida personal

Ambos se casaron con Barbara Below de Moscú en 1920 y tuvieron dos hijas.

Disfrutaba de las vacaciones en las montañas y a menudo pintaba con óleos o acuarelas. También era un excelente pianista y disfrutaba escuchando a Beethoven y Bach.

Walther Wilhelm Georg Bothe murió el 8 de febrero de 1957, a los 66 años en Heidelberg, Alemania.


Investigador NAACP

Graduado en 1916 de la Universidad de Atlanta, White trabajó en seguros antes de protestar contra los recortes de fondos para estudiantes afroamericanos en Atlanta. Después de fundar un capítulo local de la Asociación Nacional para el Avance de la Gente de Color, se convirtió en miembro de la organización y un equipo nacional de fósiles en 1918, cuando el secretario ejecutivo James Weldon Johnson seleccionó a White como secretario adjunto.

White comenzó a investigar los linchamientos en el sur, un hecho terriblemente regular. Su apariencia, junto con su acento sureño, significaba que podía obtener respuestas cuando interrogaba a políticos y presuntos linchadores. La información que descubrió fue luego transmitida por la NAACP.

White investigó más de 40 linchamientos y ocho disturbios raciales, y cada investigación fue un esfuerzo peligroso. En una ocasión en 1919, se descubrió el hecho de que White era en realidad un afroamericano. Avisado del peligro, rápidamente huyó de la ciudad para evitar ser atacado.


Este mes en la historia de la física

En 1920, los físicos sabían que la mayor parte de la masa del átomo estaba ubicada en un núcleo en su centro, y que este núcleo central contenía protones. En mayo de 1932, James Chadwick anunció que el núcleo también contenía una nueva partícula sin carga, a la que llamó neutrón.

Chadwick nació en 1891 en Manchester, Inglaterra. Era un niño tímido de una familia de clase trabajadora, pero sus talentos llamaron la atención de sus maestros y lo enviaron a estudiar física en la Universidad de Manchester, donde trabajó con Ernest Rutherford en varios estudios de radiactividad.

En 1914, Chadwick decidió viajar a Alemania para estudiar con Hans Geiger. Desafortunadamente, no mucho después de su llegada, estalló la Primera Guerra Mundial y Chadwick terminó pasando los siguientes cuatro años en un campo de prisioneros allí. Esto no detuvo por completo sus estudios científicos. Para no aburrirse, él y algunos compañeros de prisión formaron un club de ciencias, dieron conferencias entre ellos y lograron convencer a los guardias de que les permitieran montar un pequeño laboratorio. Aunque era difícil conseguir muchos productos químicos, Chadwick incluso encontró un tipo de pasta de dientes radiactiva que estaba en el mercado en Alemania en ese momento y logró persuadir a los guardias para que se la proporcionaran. Usando papel de aluminio y madera, construyó un electroscopio e hizo algunos experimentos sencillos.

Después de la guerra, Chadwick regresó a Inglaterra, donde terminó su doctorado en Cambridge en 1921 con Rutherford, quien era entonces Director del laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge. Chadwick pudo continuar trabajando en radiactividad, ahora con aparatos más sofisticados que el papel de aluminio y la pasta de dientes. En 1923, Chadwick fue nombrado subdirector del Laboratorio Cavendish.

Rutherford había descubierto el núcleo atómico en 1911 y había observado el protón en 1919. Sin embargo, parecía que debía haber algo en el núcleo además de los protones. Por ejemplo, se sabía que el helio tenía un número atómico de 2 pero un número de masa de 4. Algunos científicos pensaban que había protones adicionales en el núcleo, junto con un número igual de electrones para cancelar la carga adicional. En 1920, Rutherford propuso que un electrón y un protón podrían combinarse para formar una nueva partícula neutra, pero no había evidencia real de esto, y la partícula neutra propuesta sería difícil de detectar.

Chadwick continuó trabajando en otros proyectos, pero siguió pensando en el problema. Alrededor de 1930, varios investigadores, incluido el físico alemán Walter Bothe y su alumno Becker, habían comenzado a bombardear berilio con partículas alfa de una fuente de polonio y estudiar la radiación emitida por el berilio como resultado. Algunos científicos pensaron que esta radiación altamente penetrante emitida por el berilio consistía en fotones de alta energía. Chadwick había notado algunas características extrañas de esta radiación y comenzó a pensar que podría consistir en partículas neutras como las que había propuesto Rutherford.

Un experimento en particular le llamó la atención: Frédéric e Irène Joliot-Curie habían estudiado la radiación del berilio, entonces no identificada, cuando golpeó un objetivo de cera de parafina. Descubrieron que esta radiación arrojaba protones sueltos de los átomos de hidrógeno en ese objetivo, y esos protones retrocedían con una velocidad muy alta.

Joliot-Curie creía que la radiación que golpeaba el objetivo de parafina debía ser de fotones gamma de alta energía, pero Chadwick pensó que esa explicación no encajaba. Los fotones, al no tener masa, no arrojarían partículas sueltas tan pesadas como los protones del objetivo, razonó. En 1932, él mismo intentó experimentos similares y se convenció de que la radiación expulsada por el berilio era de hecho una partícula neutra de la masa de un protón. También probó otros objetivos además de la cera de parafina, incluidos helio, nitrógeno y litio, lo que le ayudó a determinar que la masa de la nueva partícula era un poco más que la masa del protón.

Chadwick también señaló que debido a que los neutrones no tenían carga, penetraban mucho más en un objetivo de lo que lo harían los protones.

En febrero de 1932, después de experimentar durante solo dos semanas, Chadwick publicó un artículo titulado "La posible existencia de un neutrón", en el que proponía que la evidencia favorecía al neutrón en lugar de a los fotones de rayos gamma como la interpretación correcta de la radiación misteriosa. . Luego, unos meses más tarde, en mayo de 1932, Chadwick presentó el artículo más definido titulado "La existencia de un neutrón".

Hacia 1934 se había establecido que el neutrón recién descubierto era de hecho una nueva partícula fundamental, no un protón y un electrón unidos como Rutherford había sugerido originalmente.

El descubrimiento del neutrón cambió rápidamente la visión de los científicos sobre el átomo, y Chadwick recibió el Premio Nobel en 1935 por el descubrimiento. Los científicos pronto se dieron cuenta de que el neutrón recién descubierto, como una partícula sin carga pero bastante masiva, podría usarse para sondear otros núcleos. Los científicos no tardaron mucho en descubrir que golpear el uranio con neutrones provocaba la fisión del núcleo de uranio y la liberación de cantidades increíbles de energía, lo que hacía posibles las armas nucleares. Chadwick, cuyo descubrimiento del neutrón había allanado el camino para la bomba atómica, trabajó en el Proyecto Manhattan durante la Segunda Guerra Mundial. Murió en 1974.

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Redactor: Ernie Tretkoff


Walther Bothe

Walther Wilhelm Georg Bothe fue un físico nuclear alemán, que compartió el Premio Nobel de Física en 1954 con Max Born.

In 1913, he joined the newly created Laboratory for Radioactivity at the Reich Physical and Technical Institute (PTR), where he remained until 1930, the latter few years as the director of the laboratory. He served in the military during World War I from 1914, and he was a prisoner of war of the Russians, returning to Germany in 1920. Upon his return to the laboratory, he developed and applied coincidence methods to the study of nuclear reactions, the Compton effect, cosmic rays, and the wave-particle duality of radiation, for which he would receive the Nobel Prize in Physics in 1954.

In 1930 he became a full professor and Walther Wilhelm Georg Bothe was a German nuclear physicist, who shared the Nobel Prize in Physics in 1954 with Max Born.

In 1913, he joined the newly created Laboratory for Radioactivity at the Reich Physical and Technical Institute (PTR), where he remained until 1930, the latter few years as the director of the laboratory. He served in the military during World War I from 1914, and he was a prisoner of war of the Russians, returning to Germany in 1920. Upon his return to the laboratory, he developed and applied coincidence methods to the study of nuclear reactions, the Compton effect, cosmic rays, and the wave-particle duality of radiation, for which he would receive the Nobel Prize in Physics in 1954.

In 1930 he became a full professor and director of the physics department at the University of Giessen. In 1932, he became director of the Physical and Radiological Institute at the University of Heidelberg. He was driven out of this position by elements of the deutsche Physik movement. To preclude his emigration from Germany, he was appointed director of the Physics Institute of the Kaiser Wilhelm Institute for Medical Research (KWImF) in Heidelberg. There, he built the first operational cyclotron in Germany. Furthermore, he became a principal in the German nuclear energy project, also known as the Uranium Club, which was started in 1939 under the supervision of the Army Ordnance Office.

In 1946, in addition to his directorship of the Physics Institute at the KWImf, he was reinstated as a professor at the University of Heidelberg. From 1956 to 1957, he was a member of the Nuclear Physics Working Group in Germany.

In the year after Bothe's death, his Physics Institute at the KWImF was elevated to the status of a new institute under the Max Planck Society and it then became the Max Planck Institute for Nuclear Physics. Its main building was later named Bothe laboratory. . más


Then & Now - The AdP section dedicated to the history of physics

"Then & Now" is a series of brief historical essays that appear, on average, 5 to 6 times per year in Annalen der Physik. The "Then & Now" section is edited by Arianna Borrelli and Tilman Sauer. Historical events and highlights are set in context of ongoing research efforts and recent achievements in physics. It is an attempt to bring together professional historians of science and working physicists. The length of contributions is intentionally limited to no more than up to about five pages. As such, the articles give a concise but vivid view on highlights in the history of physics. The contributions are based on invitations, but the editors are also available for your article ideas. Please contact us prior to preparing a manuscript with your suggestion ([email protected]).

New Editors (since March 2021):
Arianna Borrelli, Leuphana University Lüneburg, Germany
Tilman Sauer, Johannes Gutenberg University Mainz, Germany

Outgoing Founding Editors of Then & Now:

Dieter Hoffmann is Research Fellow at the Max Planck Institute for the History of Science (MPIWG) and adjunct Professor at the Humboldt University in Berlin (since 2014 retired). He graduated from Humboldt University in Physics where he earned his PhD and habilitation in History of Science in 1976 and 1989, respectively. From 1976 to 1990 he was a Research Fellow at the GDR Academy of Sciences, and subsequently at the Physikalisch-Technische Bundesanstalt, and a Humboldt Fellow at Stuttgart, Harvard, and Cambridge. His research is focused on the history of science and physics in the 19th and 20th century, in particular on biographies and institutional histories.
Christian Joas is the Director of the Niels Bohr Archive in Copenhagen, Denmark. After completing his PhD in theoretical physics at Freie Universität Berlin in 2007, he was a Postdoctoral Research Fellow at the Max Planck Institute for the History of Science and a Research Scholar at the Fritz Haber Institute of the Max Planck Society. From 2012-2017, he was Assistant Professor in the History of Science at LMU Munich’s History Department. His research focuses on the history of 20th century physics, especially on the genesis and applications of quantum mechanics, as well as on the history of processes of knowledge transfer in the modern physical sciences, e.g., between high-energy and condensed-matter physics, or between physics and chemistry.

Wilhelm Foerster's Role in the Metre Convention of 1875 and in the Early Years of the International Committee for Weights and Measures
Terry Quinn
Ann. Phys. (Berlin) 531, No. 5, 1800355 (2019)
(part of the special issue “The Revised SI: Fundamental Constants, Basic Physics and Units”)


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