Richter, Burton

amerykański fizyk Burton Richter (ur. 1931) odegrał kluczową rolę w opracowaniu innowacyjnego Zderzacza cząstek, pierścienia przyspieszającego Pozytronowo–elektronowego (SPEAR), który doprowadził do odkrycia zupełnie nowej cząstki, obecnie nazywanej cząstką Psi/J. Przypadkowo ta sama cząstka subatomowa została niemal równocześnie znaleziona przez naukowca Samuela C. C. Tinga w zupełnie innym eksperymencie. Obaj mężczyźni otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 1976 roku.

Edukacja

Richter urodził się jako najstarsze dziecko i jedyny syn Abrahama i Fannie (Pollack) Richterów 22 marca 1931 w Brooklynie w Nowym Jorku. Jego ojciec był robotnikiem włókienniczym. Richter kształcił się w Far Rockaway High School w Queens w Nowym Jorku oraz w Mercersburg Academy w Mercersburgu w Pensylwanii. Już zainteresowany nauką, gdy rozpoczął studia w Massachusetts Institute of Technology (MIT) w 1948 roku, nie był jednak pewien, czy chce kontynuować fizykę, czy chemię. Fizyka dostała kiwnięcie głową w pierwszym roku, A Richter zawsze przypisywał wpływowi profesora Francisa Friedmana za to, że ustawił go na swoim życiowym kursie.

między młodszym a ostatnim rokiem studiów na MIT Richter został wystawiony na działanie układu elektronowo–pozytonowego w Szkolnym Laboratorium magnetycznym. Tam pracował pod kierunkiem profesorów Francisa Bittera i Martina Deutsch, z których ostatni prowadził swoje znane eksperymenty pozytroniowe w laboratorium pierwszego. Czerpiąc z tego doświadczenia i pod kierunkiem Bittera, starsza teza Richtera dotyczyła kwadratowego efektu Zeemana (rozszczepienia pojedynczej linii widmowej, gdy substancja jest poddana działaniu pola magnetycznego) w wodorze.

Richter otrzymał tytuł B. S. w 1952 roku i pozostał na MIT na studiach podyplomowych. W pierwszym roku studiów kontynuował pracę z Bitterem, ale wkrótce podejrzewał, że jego zainteresowania leżą gdzie indziej. W 1953 roku zorganizował z fizykiem Davidem frischem sześć miesięcy w słynnym Brookhaven National Laboratory na Nowojorskiej Long Island. W Brookhaven Richter mógł pracować z jednym z najpotężniejszych akceleratorów protonów na świecie, aby dowiedzieć się, czy fizyka cząstek elementarnych jest jego prawdziwą pasją. Odkrył, że tak jest i wrócił do laboratorium synchrotronu (akceleratora) MIT. Richter uzyskał doktorat na MIT we wrześniu 1956 roku.

kariera akademicka

po uzyskaniu doktoratu Richter poszukiwał miejsca do badania swoich nowych zainteresowań termodynamiką kwantową (QED). W tym czasie Laboratorium Fizyki Wysokich Energii Uniwersytetu Stanforda miało akcelerator liniowy o mocy 700 milionów elektronowoltów, który Richter uznał za idealny do badania zachowania QED na krótkich dystansach. W 1956 otrzymał posadę asystenta naukowego w tej placówce, po czym pozostał na Stanford do końca swojej imponującej kariery.

Richter prowadził swoje eksperymenty QED przez prawie dziesięć lat, w końcu demonstrując skuteczność QED do co najmniej średnicy (poniżej 10-14 centymetrów) jądra atomowego w 1965 roku. W międzyczasie szybko wspinał się po drabinie kariery akademickiej, zostając adiunktem fizyki w 1960 i profesorem nadzwyczajnym w 1963, w tym samym roku dołączył do Stanford Linear Accelerator Center (SLAC). (Ożenił się również w 1960 z Laurose Becker). Richter został profesorem zwyczajnym w 1967 r. (stanowisko to zajmował do 2005 r.), a w 1982 r. przeniósł się do administracji na stanowisko Dyrektora Technicznego SLAC. W 1984 został profesorem nauk fizycznych Paul Pigott wraz z dyrektorem SLAC. Ustąpił ze stanowiska dyrektora SLAC 31 sierpnia 1999 r., a w 2005 r. pozostał emerytowanym dyrektorem placówki. Jego wiele wkładów do społeczności uniwersyteckiej obejmowały jego usługi w Senacie akademickim, Graduate study Committee, i gabinet Uniwersytecki. Chociaż Richter miał bezsprzecznie wspaniałą karierę, to jego badania uczyniły go osobą publiczną.

cząstka Psi/J

Richter po raz pierwszy zaczął angażować się w projektowanie i budowę wysokoenergetycznych narzędzi fizyki w latach 50., kiedy nawiązał współpracę z Gerardem O ‘ Neillem, W. C. Barbera i Bernarda Gittelmana, aby wykonać pierwsze zderzające się urządzenie wiązkowe. Wynik, na którym przeprowadził swoje udane eksperymenty QED, stał się prekursorem wszystkich takich mechanizmów do naśladowania. Ale jeszcze zanim pionierskie urządzenie zaczęło działać, Richter zaczął myśleć o sposobach dalszego rozwoju tej koncepcji. W szczególności chciał zaprojektować maszynę zderzającą wiązkę, która wydobywałaby elektrony i pozytony (ich antycząstki) i przechowywała je jako prądy przeciwbieżne (elektrony poruszające się w jednym kierunku, pozytony w drugim) w pierścieniu. Wewnątrz pierścienia cząstki mogły się zderzać, wytwarzając nowe cząstki przy minimalnym promieniowaniu tła. Kiedy Richter zaczął się zastanawiać nad tym pomysłem na początku lat 60., po prostu stał się częścią SLAC. Ówczesny dyrektor Centrum, W. K. H. Panofsky, zachęcał do swojego planu, a wstępny projekt został ukończony w 1964 roku. Z powodu ograniczeń budżetowych projekt pozostawał w tyle przez następne sześć lat. W końcu w 1970 roku fundusze dotarły, a przełomowa nowa maszyna, SPEAR, była gotowa do działania.

jedną z wielu zagadek fizyki cząstek w latach 60.było zachowanie i/lub istnienie kwarków, cząstek subatomowych, które tworzyły hadrony. Po zaproponowaniu koncepcji teoretycznej przez Murraya Gell-Manna z California Institute of Technology, rzeczywistość istnienia takich cząstek zaczęła wydawać się bardziej prawdopodobna pod koniec tej dekady. Gdy zaczęły pojawiać się dowody na to, że kwarki rzeczywiście istnieją, wczesne postulaty Gell-Manna mówiące o istnieniu trzech Hadronów zostały zakwestionowane, a wielu odkryło sugestię fizyka Sheldona Lee Glashowa z 1964 roku, że istnieją cztery—jeden “w górę”, jeden “w dół”, jeden “dziwny” (trzy oryginalne) i czwarty, który nazwał “urokiem”—zaczął przemawiać jako sposób na Wyjaśnienie niewytłumaczalnego zachowania oryginalnych trzech. To właśnie na tym tle rozpoczęto eksperymenty z włócznią.

Richter nie miał na myśli konkretnego programu, poza zainteresowaniem strukturą silnie oddziałujących cząstek, kiedy rozpoczął swoje nowe badania. Teorie były w tym czasie rozpowszechnione, ale nie nosił pochodni dla żadnego konkretnego. To, co odkrył w listopadzie 1974 roku, było jednak nową cząstką, która była około trzy razy większa od protonu i miała około 5000 razy większą żywotność niż naturalnie oczekiwano. Nazwał cząstkę ” psi.”Przypadkowo Samuel C. C. Ting z MIT dokonał identycznego odkrycia w prawie tym samym czasie na Wschodnim Wybrzeżu i nazwał cząstkę “J.” obaj dokonali wspólnego ogłoszenia swoich historycznych znalezisk 11 listopada 1974 w Stanford, a przełom stał się znany jako cząstka Psi/J.

to, co odkryli dwaj naukowcy, to nieuchwytny kwark, a to, co uruchomili, to “rewolucja listopadowa”, która zapoczątkowała zupełnie nową erę fizyki cząstek elementarnych. Konsekwencje znaleziska były niezliczone, nie mniej ważne było to, że kwarki stały się rzeczywistością naukową. Rewolucja nadała również niespotykaną dotąd miarą stabilności niestabilnemu światu fizyki. Rzeczywiście, odkrycie to było tak doniosłe, że Richter i Ting zostali wspólnie nagrodzeni Nagrodą Nobla w dziedzinie fizyki zaledwie dwa lata po tym, jak ogłosili swoje odkrycia.

po Noblu

po zostaniu laureatem Nagrody Nobla Richter wrócił do swojej kwitnącej kariery akademickiej. Jak wspomniano powyżej, ostatecznie porzucił badania i przeszedł do administracji jako dyrektor techniczny (1982-1984), a następnie dyrektor SLAC (1984-1999). Kiedy odszedł z funkcji dyrektora, Stanford News zacytował kilka uwag prezydenta Stanford Gerharda Caspera: “cały świat zna cechy Burta Richtera jako fizyka, ponieważ zostały one uznane przez Nagrodę Nobla. Stanford i ja znamy jego cechy jako niezwykle zdolnego, oddanego i wytrwałego dyrektora Stanford Linear Accelerator Center i jako dobrego obywatela Uniwersytetu.”Po drodze, oczywiście, Richter otrzymał również wiele innych testamentów do Jego Eminencji. Wśród tych wyróżnień był medal E. O. Lawrence ‘ a z USA. Department of Energy (1976), członkostwo w National Academy of Sciences (1977) i wprowadzenie jako fellow do American Academy of Arts and Sciences (1989). W 1974 został wykładowcą Loeba na Uniwersytecie Harvarda, a w 1975 wykładowcą Deshalitu w Instytucie Weizmanna (Izrael).

ale nie tylko biznes i nauka. Był znany ze swoich nieco ekscentrycznych nawyków ubierania się, zakładania tenisówek i czapki golfowej na prawie każdą okazję. Szczerość i charyzma były również znakami rozpoznawczymi. Martha Krebs, dyrektor Biura nauki w USA Departament Energii został zacytowany przez Stanford News jako mówiący: “zawsze mogę polegać na burcie, aby mówił prawdę. Kiedy nie jest czarujący, wygrywa.”Miał również rozbrajające poczucie humoru, o czym świadczy jego spin na siedem scen człowieka Szekspira, podane podczas kolacji na jego cześć, cytowane przez P. A. Moore’ a z kuriera CERN. “Fizyka monomaniaka-to trwa do około 40 roku życia” “Potem w latach 50. człowiek staje się dojrzały. Trochę martwiłem się o ukończenie 60 lat, a potem zdecydowałem, że to wiek mądrości. Ale za kilka lat skończę 70 lat i nie mogę się doczekać kolejnego etapu, cokolwiek by to nie było.”

Richter skończył 70 lat w 2001 roku, ale nie było oznak spowolnienia jego intelektualnej ciekawości. Zaczął pielęgnować zainteresowanie warunkami klimatycznymi i globalnym ociepleniem, wraz z potrzebami energetycznymi dla krajów rozwijających się. Podobnie jak wszyscy Amerykanie, był również głęboko dotknięty atakami terrorystycznymi z 11 września 2001 roku i poświęcał czas problemom ochrony ludności bez naruszania jej swobód obywatelskich. Richter pozostał profesorem w Stanford od 2005 roku i nadal pełnił funkcję emerytowanego dyrektora SLAC. Co do zdumiewającego odkrycia, które zmieniło oblicze fizyki i zapewniło Richterowi miejsce w historii, naukowiec był pewien, że zmiana nastąpi ponownie. “Oczywiście”, powiedział David Perlman z “San Francisco Chronicle”, ” gdy akceleratory osiągają coraz wyższe Energie, możemy potrzebować nowego Modelu Standardowego (co jego odkrycie potwierdziło dla widzenia fizyki wszechświata), lub przynajmniej dzisiejszego może wymagać modyfikacji, ale tak działa nauka.”I pomimo szerszego zakresu ważnych zainteresowań, które objął w późniejszych latach, słowa, które Richter napisał w swojej autobiografii do Nagrody Nobla w 1976 roku, wciąż rezonowały po latach. Cytowane na stronie internetowej Nobel słowa te brzmiały: “napisanie tej krótkiej biografii uświadomiło mi, jak długą miłość miałem do elektronu. Podobnie jak większość spraw miłosnych, miało to swoje wzloty i upadki, ale dla mnie radości znacznie przewyższyły frustracje.”

Książki

wybitni naukowcy: od 1900 do współczesności, Gale Group, 2001.

Czasopisma

San Francisco Chronicle, 24 Listopada 1998.

Nauka, 13 Stycznia 1984.

Online

“nagroda, która może zmienić życie, laureaci Nobla z Bay Area mówią o swojej drodze do sławy”, San Francisco Chronicle,http://sfgate.com/cgi-bin/article.cgi?file=/c/a/2001/10/08/MN185869.DTL (10 stycznia 2005).

“Burton Richter”, http://www.jspsusa.org/FORUM1997/bio.richter.html (10 Stycznia 2005).

” Burton Richter—Autobiografia”, Strona Noblisty,http://nobelprize.org/cgi-bin/print?from=/physics/laureates/1976/richter-autobio.html (9 Stycznia 2005).

“Burton Richter”, http://www.nobel-winners.com/Physics/burton–richter.html (10 Stycznia 2005).

” Burton Richter, Professor, ” SLAC,http://www.slac.stanford.edu/slac/faculty/hepfaculty/richter.html (9 stycznia 2005).

“Dyrektor Emeritus, Burton Richter,” Stanford Linear Accelerator Center,http://www.slac.stanford.edu/grp/do/people/richter.html (9 Stycznia 2005).

“honorowanie Burtona Richtera”, kurier CERN,http://www.cerncourier.com/main/article/40/3/16/1(9 stycznia 2005).

“noblista Richter ustąpi ze stanowiska dyrektora SLAC”, Stanford News,http://www.stanford.edu/dept/news/relaged/981123richter.html (11 kwietnia 2005).

” Professor Burton Richter Lecture, ” Vancouver Institute,http://psg.com/~ted/vaninst/VbRichter.html (10 Stycznia 2005).

” Efekt Zeemana”, Columbia Encyclopedia,http://www.bartleby.com/65/ze/Zeemanef.html (10 Stycznia 2005).