Richter, Burton

de Amerikaanse fysicus Burton Richter (geboren 1931) was een belangrijke rol in de ontwikkeling van een innovatieve deeltjesversneller, de Stanford Positron–Electron Accelerating Ring (SPEAR), die resulteerde in de ontdekking van een geheel nieuw deeltje, nu het Psi/J-deeltje genoemd. Toevallig werd hetzelfde subatomaire deeltje bijna gelijktijdig gevonden door wetenschapper Samuel C. C. Ting in een heel ander experiment. De twee mannen deelden de Nobelprijs voor de natuurkunde in 1976.

onderwijs

Richter werd geboren als oudste kind en enige zoon van Abraham en Fannie (Pollack) Richter op 22 maart 1931 in Brooklyn, New York. Zijn vader was een textielarbeider. Richter ‘ s vroege opleiding was aan de Far Rockaway High School in Queens, New York, en de Mercersburg Academy in Mercersburg, Pennsylvania. Al enthousiast over de studie van de wetenschap toen hij begon college aan het Massachusetts Institute of Technology (MIT) in 1948, hij was niettemin onzeker of hij wilde natuurkunde of scheikunde na te streven. Natuurkunde kreeg de knik in zijn eerste jaar, en Richter gaf altijd krediet aan de invloed van undergraduate professor Francis Friedman voor het hebben van hem op zijn levensloop.Tussen Richters eerste en laatste jaar aan het MIT werd hij blootgesteld aan het elektron–positronsysteem in het magneetlaboratorium van de school. Daar werkte hij onder de professoren Francis Bitter en Martin Deutsch, van wie de laatste zijn bekende positronium-experimenten uitvoerde in het lab van de eerste. Op basis van deze ervaring en onder leiding van Bitter, Richter ‘ s Senior thesis was over het kwadratische Zeeman effect (splitsing van een enkele spectraallijn wanneer stof wordt onderworpen aan een magnetisch veld) in waterstof.

Richter ontving zijn B. S. in 1952 en bleef aan het MIT voor zijn graduate studies. Hij bleef werken met Bitter tijdens zijn eerste jaar van de graduate school, maar al snel vermoedde dat zijn belangen elders lag. Hij regelde met natuurkundige David Frisch om in 1953 zes maanden door te brengen in het beroemde Brookhaven National Laboratory op New York ‘ s Long Island. In Brookhaven kon Richter samenwerken met een van ‘ s werelds krachtigste Proton-versnellers om erachter te komen of deeltjesfysica zijn ware passie was. Hij vond dat het was, en ging terug naar mit synchrotron (accelerator) laboratorium. Richter promoveerde in september 1956 aan het MIT.

academische carrière

na het behalen van zijn doctoraat zocht Richter naar een plek om zijn nieuwe interesse in kwantumthermodynamica (QED) te onderzoeken. Op het moment, Stanford University ‘ s High Energy Physics Laboratory had een 700 miljoen elektronvolt lineaire versneller die Richter perfect beoordeeld voor het verkennen van de korte afstand gedrag van QED. Dus, hij kreeg een positie als onderzoeksassistent bij de faciliteit in 1956, en eindigde te blijven op Stanford voor de rest van zijn indrukwekkende carrière.Richter zette zijn QED-experimenten bijna tien jaar voort en toonde uiteindelijk de werkzaamheid van QED aan tot ten minste de diameter (minder dan 10-14 centimeter) van een atoomkern in 1965. Ondertussen, hij was snel op de ladder van zijn academische carrière, wordt assistent professor in de natuurkunde in 1960 en associate professor in 1963, hetzelfde jaar dat hij bij de Stanford Linear Accelerator Center (SLAC). (Hij was ook getrouwd in 1960, met Laurose Becker). Richter werd hoogleraar in 1967 (een functie die hij nog steeds bekleedde in 2005) en verhuisde in 1982 naar de administratie met een functie als technisch directeur van de SLAC. In 1984 werd hij Paul Pigott Professor in de natuurwetenschappen, samen met directeur van SLAC. Hij trad af als SLAC directeur op 31 augustus 1999, en bleef de faciliteit emeritus directeur in 2005. Zijn vele bijdragen aan de universitaire gemeenschap omvatten zijn dienst in de academische Senaat, de Graduate Study Committee, en de Universiteit kabinet. Hoewel Richter een onbetwistbare stellaire carrière had, was het zijn onderzoek dat van hem een publiek figuur maakte.

het Psi / J-deeltje

Richter begon zich voor het eerst te engageren in het ontwerp en de bouw van hoge–energiefysica-instrumenten in de jaren vijftig, toen hij samenwerkte met Gerard O ‘ Neill, W. C. Barber, en Bernard Gittelman om de eerste botsende straal apparaat te maken. Het resultaat, waarop hij zijn succesvolle QED-experimenten uitvoerde, werd de voorloper van al deze mechanismen om te volgen. Maar zelfs voordat het baanbrekende apparaat in werking was, begon Richter na te denken over manieren om het concept verder te brengen. Specifiek wilde hij een botsende straalmachine ontwerpen die elektronen en positronen (hun antideeltjes) zou extraheren en opslaan als tegenroterende stromen (elektronen die in de ene richting reizen, positronen in de andere) in een ring. Binnen de ring zouden de deeltjes kunnen botsen, waardoor nieuwe deeltjes zouden ontstaan met minimale achtergrondstraling. Toen Richter in eerste instantie begon na te denken over dit idee in de vroege jaren 1960, was hij net een deel van de SLAC geworden. De toenmalige directeur van het centrum, W. K. H. Panofsky, moedigde zijn plan aan, en een voorlopig ontwerp werd voltooid in 1964. Het project kwijnde vervolgens op een laag pitje voor de komende zes jaar als gevolg van budgettaire beperkingen. Uiteindelijk in 1970, kwam de financiering door, en de baanbrekende nieuwe machine, SPEAR, was klaar voor actie.Een van de vele puzzels van de deeltjesfysica in de jaren zestig was het gedrag en/of het bestaan van quarks, de subatomaire deeltjes waarvan gedacht werd dat ze hadronen vormden. Eenmaal aangeboden als een theoretisch concept door Murray Gell-Mann van het California Institute of Technology, de realiteit van het bestaan van dergelijke deeltjes begon meer waarschijnlijk te verschijnen tegen het einde van dat decennium. Toen het bewijs begon te verschijnen dat quarks inderdaad bestonden, werd Gell-Mann ‘ s vroege postulatie dat er drie aan een hadron waren in twijfel getrokken, en velen vonden de suggestie van natuurkundige Sheldon Lee Glashow uit 1964 dat er in feite vier waren—één “omhoog”, één “omlaag”, één “vreemd” (de drie oorspronkelijke) en een vierde, die hij “charme”noemde—begon aan te spreken als een manier om het onverklaarbare gedrag van de oorspronkelijke drie te verklaren. Het was tegen deze achtergrond dat speer experimenten werden gestart.

Richter had geen specifieke agenda in gedachten, buiten een interesse in de structuur van sterk interagerende deeltjes, toen hij met zijn nieuwe onderzoek begon. Theorieën waren wijdverspreid op het moment, maar hij had geen fakkel voor een bepaalde. Wat hij echter in november 1974 vond, was een nieuw deeltje dat ongeveer drie keer zo groot was als een proton en met een ongeveer 5.000 keer langere levensduur dan natuurlijk verwacht. Hij noemde het deeltje “psi.”Toevallig, Samuel C. C. Ting van MIT had de identieke ontdekking gedaan op bijna hetzelfde moment aan de oostkust, en noemde het deeltje “J.” de twee deden een gezamenlijke aankondiging van hun historische vondsten op November 11, 1974, in Stanford, en de doorbraak kwam bekend te staan als het Psi/J deeltje.Wat de twee wetenschappers hadden ontdekt was de ongrijpbare charme quark, en wat ze in gang hadden gezet was de “Novemberrevolutie”, die een heel nieuw tijdperk van deeltjesfysica inluidde. De vertakkingen van de vondst waren ontelbaar, niet de minste daarvan was dat quarks een wetenschappelijke realiteit was geworden. De revolutie leende ook een mate van stabiliteit aan de vluchtige wereld van de fysica die ongekend was. Zo belangrijk was de ontdekking dat Richter en Ting twee jaar na de bekendmaking van hun bevindingen gezamenlijk de Nobelprijs voor de natuurkunde kregen.Nadat hij Nobelprijswinnaar was geworden, keerde Richter terug naar zijn bloeiende academische carrière. Zoals hierboven vermeld, kwam hij uiteindelijk uit onderzoek en ging in de administratie als technisch directeur (1982-1984), vervolgens directeur van de SLAC (1984-1999). Toen hij met pensioen ging als directeur, citeerde Stanford News enkele opmerkingen van Stanford-President Gerhard Casper: “All the world knows Burt Richter’ s kwaliteiten als natuurkundige omdat ze werden erkend door de Nobelprijs. Stanford en ik kennen zijn kwaliteiten als buitengewoon bekwaam, toegewijd en vasthoudend directeur van het Stanford Linear Accelerator Center en als een goede burger van de universiteit.”Onderweg had Richter natuurlijk ook vele andere testamenten aan Zijne Eminentie ontvangen. Onder deze onderscheidingen waren de E. O. Lawrence Medal uit de VS. Department of Energy (1976), lidmaatschap van de National Academy of Sciences (1977), en inductie als fellow aan de American Academy of Arts and Sciences (1989). Niet toevallig was hij Loeb-docent aan de Harvard-universiteit in 1974 en DeShalit-docent aan het Weizmann-Instituut (Israël) in 1975.

maar Richter was niet alleen zakelijk en wetenschappelijk. Hij stond bekend om zijn ietwat excentrieke dressing gewoonten, het aantrekken van sneakers en een golf hoed voor bijna elke gelegenheid. Openhartigheid en charisma waren ook kenmerken. Martha Krebs, directeur van het Office of Science van de VS. Department of Energy werd Geciteerd door de Stanford News als te hebben gezegd, “Ik kan altijd rekenen op Burt om de waarheid te spreken. Als hij niet charmant is, wint hij.”Hij had ook een ontwapenend gevoel voor humor, zoals blijkt uit zijn spin op zeven stadia van Shakespeare’ s man, gegeven tijdens een diner ter ere van hem, Geciteerd door P. A. Moore van de CERN Courier. “Monomane fysicus-dat duurt tot ongeveer de leeftijd van 40,” zei hij. “Dan in de jaren’ 50 wordt men volwassen. Ik maakte me zorgen over m ‘ n 60e verjaardag.toen besloot ik dat dat het tijdperk van wijsheid was. Maar over een paar jaar word ik 70, en ik kijk uit naar de volgende fase, wat dat ook mag zijn.”

Richter werd 70 in 2001, maar er waren geen tekenen van een vertraging van zijn intellectuele nieuwsgierigheid. Hij begon belangstelling te kweken voor klimaatomstandigheden en opwarming van de aarde, samen met energiebehoeften voor de ontwikkelingslanden. Zoals alle Amerikanen waren, was hij ook diep getroffen door de terroristische aanslagen van 11 September 2001, en besteedde hij tijd aan de problemen van het beschermen van de bevolking zonder haar burgerlijke vrijheden in gevaar te brengen. Richter bleef professor aan Stanford vanaf 2005,en bleef ook emeritus directeur van de SLAC. Wat betreft de verbazingwekkende ontdekking die het gezicht van de fysica veranderde en Richter een plaats in de geschiedenis opleverde, was de wetenschapper er zeker van dat de verandering weer zou komen. “Natuurlijk, “zei hij tegen David Perlman van de San Francisco Chronicle,” als versnellers hogere en hogere energieën bereiken, hebben we misschien een nieuw standaardmodel nodig (wat zijn ontdekking had gevalideerd voor de visie van de fysica op het universum), of tenminste die van vandaag moet misschien worden aangepast, maar dat is de manier waarop de wetenschap werkt.”En ondanks de bredere waaier van belangrijke belangen zijn latere jaren omarmd, de woorden Richter schreef in zijn autobiografie voor de Nobelprijs in 1976 nog steeds resoneerde jaren later. Geciteerd van de Nobel website, die woorden waren: “het schrijven van deze korte biografie had me doen beseffen wat een lange liefde Ik heb gehad met het elektron. Zoals de meeste liefdesaffaires, heeft het zijn ups en downs gehad, maar voor mij hebben de vreugden de frustraties ruimschoots overtroffen.”

Books

Notable Scientists: From 1900 to the Present, Gale Group, 2001.

Periodieken

Econoom, 20 Februari 1993.

San Francisco Chronicle, 24 November 1998.

Science, 13 Januari 1984.

Online

“A Prize That Can Change Lives, Nobel Laureates of the Bay Area Talk About Their Road to Fame,” San Francisco Chronicle,http://sfgate.com/cgi-bin/article.cgi?file=/c/a/2001/10/08/MN185869.DTL (10 januari 2005).

“Burton Richter,” http://www.jspsusa.org/FORUM1997/bio.richter.html (10 Januari 2005).”Burton Richter—Autobiography,” Nobel Prize Website,http://nobelprize.org/cgi-bin/print?from=/physics/laureates/1976/richter-autobio.html (9 Januari 2005).

“Burton Richter,” http://www.nobel-winners.com/Physics/burton–richter.html (10 Januari 2005).”Burton Richter, Professor,” SLAC,http://www.slac.stanford.edu/slac/faculty/hepfaculty/richter.html (9 januari 2005).”Director Emeritus, Burton Richter,” Stanford Linear Accelerator Center,http://www.slac.stanford.edu/grp/do/people/richter.html (9 Januari 2005).”Honouring Burton Richter,” CERN Courier,http://www.cerncourier.com/main/article/40/3/16/1 (9 januari 2005).”Nobel Laureate Richter to Step Down as Director of SLAC,” Stanford News, http://www.stanford.edu/dept/news/relaged/981123richter.html (11 April 2005).”Professor Burton Richter Lecture,” Vancouver Institute,http://psg.com/~ted/vaninst/VbRichter.html (10 Januari 2005).”Zeeman Effect,” Columbia Encyclopedia,http://www.bartleby.com/65/ze/Zeemanef.html (10 Januari 2005).