День рождения: 15.02.1915 года
Место рождения: Нью-Йорк, США
Гражданство: США
Биография
Американский физик Роберт Хофстедтер родился в Нью-Йорке. В семье торговца Луиса Хофстедтера и урожденной Генриетты Кенигсберг было четверо детей, Х. был третьим сыном.
Детские годы он провел в Нью-Йорке, там же учился в школе, а затем поступил в нью-йоркский Сити-колледж, где специализировался по физике и математике. В 1935 г. Х. получил степень бакалавра с высшим отличием и премию Кениона по физике и математике. На всю жизнь он сохранил признательность одному из преподавателей колледжа, сумевшему передать ему свою увлеченность точными науками, – ведь первоначально интересы Х. лежали в области философии. Сити-колледж Нью-Йорка отчеканил медаль в честь Х. Он удостоен почетных степеней Сити-колледжа, Падуанского и Карлтонского университетов. Намбу привел теоретические аргументы в пользу существования более тяжелых и короткоживущих носителей сильного взаимодействия. Предсказанные им частицы были открыты в 1961 г.В 1961 г.
В 1950 г. Х. был назначен адъюнкт-профессором физики Станфордского университета. Используя новый ускоритель электронов Лаборатории физики высоких энергий университета, он приступил к исследованию структуры ядра. В 1948 г. он разработал сцинтилляционный детектор на основе кристалла соли иодида натрия, «легированного» небольшим количеством таллия. При столкновении с таким кристаллом высокоэнергичной атомной частицы или фотона (частицы световой энергии) возникает вспышка света, интенсивность которой пропорциональна энергии частиц или фотона. Измеряя интенсивность света, экспериментатор получает возможность измерить и энергию частиц. Этот эффект лежит в основе сцинтилляционного спектрометра – одного из основных средств измерения в исследованиях ядерной радиации.
С 1943 по 1946 г. он занимал пост ассистента главного физика компании «Норден лабораториз», организованной создателем знаменитого прицела для бомбометания Норденом. По окончании войны Х. возвратился к академической жизни и в 1946 г. стал ассистент-профессором Принстонского университета. В этот период его исследования были сосредоточены на кристаллах, используемых в качестве детекторов частиц с высокой энергией, и радиации. Он любит слушать классическую и джазовую музыку, заниматься фотографией, читать и ходить на лыжах.Х. член Национальной академии наук США, Итальянского, Американского и Лондонского физических обществ. В 1959 г. в Калифорнии он был удостоен почетного титула «Ученый года». В 1962 г. Станфордский ускоритель позволял разгонять электроны до энергий от 100 до 500 млн. электрон-вольт, что соответствует длине волны электронов меньше характерных размеров атомных ядер. Это означало, что этот ускоритель можно было бы использовать как гигантский электронный микроскоп, позволяющий исследовать структуру атомного ядра. При столкновении с ядром электрон, разогнанный на ускорителе, отклоняется, как бильярдный шар. В некоторых случаях ядро распадается, испуская дополнительные электроны и другие частицы. Исследуя обломки таких столкновений, Х. надеялся получить представление о структуре ядра.
Х. измерял отклонение электронов, столкновения которых с ядром не сопровождались испусканием новых частиц. Для этого он использовал два массивных, весом по 250 т, магнитных спектрометра – прибор, позволяющий сортировать электроны по энергии и углу отклонения от первоначальной траектории. Хотя протон и нейтрон имеют различный электрический заряд (положительный у протона и нулевой у нейтрона), во всех процессах, связанных с сильным взаимодействием, не дающим распадаться атомному ядру, они ведут себя одинаково. Открытие Х. показало неадекватность существовавшей в то время теории ядра и побудило Йоширо Намбу из Чикагского университета пересмотреть ее наиболее важные понятия. Считалось, что переносчиками взаимодействия между нуклонами являются пи-мезоны – частицы с массой, составляющей примерно половину массы протона. Почти постоянная плотность ядер оказалась равной 150 млн кг на м3. Если бы капля воды обладала такой плотностью, то она весила бы 2 млн. тонн.
Хотя Х. и обнаружил, что средняя плотность всех ядер примерно одинакова, его эксперименты показали, что атомное ядро отнюдь не является просто сферой с жесткой оболочкой. У него есть мягкая «шкура», толщина которой одинакова для всех ядер независимо от их размеров и составляет величину около 2,4·1013 см.
После того как станфордский ускоритель после реконструкции стал разгонять электроны до энергии в 1 млрд электрон-вольт, Х. обратился к исследованию внутренней структуры протонов и нейтронов – частиц, из которых состоит атомное ядро. В 1956…1957 гг. он вместе со своей группой определил размеры и форму протона и нейтрона. Исследователи пришли к выводу о том, что протоны и нейтроны представляют собой разновидности одной частицы, получившей название нуклона. С помощью этого оборудования Х. удалось измерить величину и определить форму многих атомных ядер. Выяснилось, что все они имеют примерно одну и ту же среднюю плотность. Объем ядра пропорционален полному числу протонов и нейтронов. Это означает, что в больших тяжелых ядрах эти частицы упакованы не более плотно, чем в малых легких. Став стипендиатом Пенсильванского университета, Х. в 1940…1941 гг. принимал участие в строительстве большого генератора Ван де Граафа.В 1942…1943 гг. Х. работал в Национальном бюро стандартов и внес вклад в создание фотоэлектрических дистанционных взрывателей для зенитных снарядов.
Х. был удостоен Нобелевской премии по физике «за основополагающие исследования по рассеянию электронов на атомных ядрах и связанных с ними открытий в области структуры нуклонов». Вторым лауреатом того же года был Рудольф Л. Мёссбауэр. Представляя новых лауреатов, Ивар Валлер из Шведской королевской академии наук с особой похвалой отозвался об отличительной особенности работ Х. – «точности, недостижимой ранее в физике высоких энергий». Результаты Х., заметил Валлер, «стимулировали открытие новых частиц, существенных дляпонимания сил, действующих в атомных ядрах».
С 1971 г. Х. – профессор Станфордского университета, где продолжает свои исследования по физике высоких энергий. В 1942 г. он вступил в барк с Нэнси Гивон. У супругов родилось трое детей. Их сын Дуглас приобрел известность как специалист по искусственному интеллекту. По отзывам коллег, Х. спокойный, тихий человек. К тому времени Джордж П. Томсон, Клинтон Дж. Дэвиссон и другие доказали, что электроны обладают волновой природой. Было уже известно, что при увеличении энергии длина волны электрона убывает.
Стипендия Коффина от компании «Дженерал электрик» позволила Х. поступить в Принстонский университет. В 1938 г. ему были присвоены ученые степени магистра и доктора наук по физике. Получив стипендию Проктера, следующий год Х. провел в Принстонском университете, занимаясь исследованием фотопроводимости кристаллов. В 1940 г. он стал преподавателем физики Пенсильванского университета, а в 1941 г. – Сити-колледжа Нью-Йорка.
