Richter, Burton

amerikansk fysiker Burton Richter (född 1931) bidrog till utvecklingen av en innovativ partikelkollider, Stanford Positron–Electron Accelerating Ring (SPEAR), som resulterade i upptäckten av en helt ny partikel, nu kallad PSI/J-partikeln. Sammantaget hittades samma subatomära partikel nästan samtidigt av forskaren Samuel C. C. Ting i ett helt annat experiment. De två männen delade Nobelpriset i fysik 1976.

utbildning

Richter föddes det äldsta barnet och enda sonen till Abraham och Fannie (Pollack) Richter den 22 mars 1931 i Brooklyn, New York. Hans far var textilarbetare. Richters tidiga utbildning var på Far Rockaway High School i Queens, New York och Mercersburg Academy i Mercersburg, Pennsylvania. Redan angelägen om studier av vetenskap när han började college vid Massachusetts Institute of Technology (MIT) 1948 var han ändå osäker på om han ville bedriva fysik eller kemi. Fysik fick nicka i hans första år, och Richter gav alltid kredit till påverkan av grundutbildningen Professor Francis Friedman för att ha satt honom på hans livs kurs.

mellan Richters junior–och seniorår på MIT blev han utsatt för elektron-positronsystemet i skolans magnetlaboratorium. Där arbetade han under professorerna Francis Bitter och Martin Deutsch, varav den senare genomförde sina noterade positroniumexperiment i det förra labbet. Utifrån denna erfarenhet och under Bitters ledning handlade Richters senioruppsats om kvadratisk Zeeman-effekt (splittring av enstaka spektrallinjer när ämnet utsätts för ett magnetfält) i väte.

Richter fick sin BS 1952 och stannade kvar vid MIT för sina doktorandstudier. Han fortsatte att arbeta med Bitter under sitt första år på Forskarskolan, men misstänkte snart att hans intressen låg någon annanstans. Så han ordnade med fysikern David Frisch att tillbringa sex månader 1953 på det berömda Brookhaven National Laboratory på New Yorks Long Island. På Brookhaven kunde Richter arbeta med en av världens mest kraftfulla protonacceleratorer för att ta reda på om partikelfysik var hans sanna passion. Han fann att det var och gick tillbaka till MITS synkrotron (accelerator) laboratorium. Richter erhöll sin doktorsexamen från MIT i September 1956.

akademisk karriär

efter att ha doktorerat, kastade Richter om en plats för att undersöka sitt nya intresse för kvanttermodynamik (QED). Vid den tiden hade Stanford Universitys Högenergifysiklaboratorium en 700 miljoner elektronvolt linjär accelerator som Richter bedömde perfekt för att utforska QED: s kortdistansbeteende. Så han fick en position somforskningsassistent vid anläggningen 1956 och hamnade kvar i Stanford under resten av sin imponerande karriär.

Richter fortsatte sina QED-experiment i nästan tio år och demonstrerade slutligen QEDS effektivitet ner till åtminstone diametern (mindre än 10-14 centimeter) av en atomkärna 1965. Under tiden flyttade han snabbt uppför stegen i sin akademiska karriär och blev biträdande professor i fysik 1960 och docent 1963, samma år som han gick med i Stanford Linear Accelerator Center (SLAC). (Han var också gift 1960 med Laurose Becker). Richter blev professor 1967 (en tjänst som han fortfarande innehade 2005) och flyttade till administration 1982 med en tjänst som teknisk chef för SLAC. 1984 blev han Paul Pigott Professor i fysik, tillsammans med chef för SLAC. Han avgick som SLAC director den 31 augusti 1999 och förblev anläggningens emeritus director 2005. Hans många bidrag till universitetssamhället inkluderade hans tjänst i akademiska senaten, Graduate Study Committee och University Cabinet. Även om Richter hade en otvivelaktigt stjärnkarriär, var det hans forskning som gjorde honom till en offentlig person.

Psi/J-partikeln

Richter började först engagera sig i design och byggnad av högenergifysikverktyg på 1950–talet, när han slog sig ihop med Gerard O ‘ Neill, W. C. Barber och Bernard Gittelman för att göra den första kolliderande strålen. Resultatet, som han genomförde sina framgångsrika QED-experiment, blev föregångaren till alla sådana mekanismer att följa. Men redan innan den banbrytande enheten fungerade hade Richter börjat tänka på sätt att ta konceptet vidare. Specifikt ville han designa en kolliderande strålmaskin som skulle extrahera elektroner och positroner (deras antipartiklar) och lagra dem som motroterande strömmar (elektroner som reser i en riktning, positroner i den andra) i en ring. Inom ringen skulle partiklarna tillåtas kollidera och producera nya partiklar med minimal bakgrundsstrålning. När Richter ursprungligen började fundera över den här tanken i början av 1960-talet hade han just blivit en del av SLAC. Centrumets dåvarande chef, W. K. H. Panofsky, uppmuntrade sin plan och en preliminär design slutfördes 1964. Projektet försvann sedan på sparlåga för de kommande sex åren på grund av budgetbegränsningar. Slutligen 1970 kom finansieringen igenom, och den banbrytande nya maskinen, SPEAR, var redo för handling.

ett av de många pussel av partikelfysik på 1960-talet var beteendet och/eller existensen av kvarkar, de subatomära partiklarna som tros utgöra hadroner. En gång erbjuden som ett teoretiskt koncept av Murray Gell-Mann från California Institute of Technology, började verkligheten av förekomsten av sådana partiklar framstå mer sannolikt i slutet av det decenniet. Som bevis började dyka upp att kvarkar verkligen existerade, Gell-Manns tidiga postulation att det fanns tre till en hadron ifrågasattes, och många fann fysiker Sheldon Lee Glashows 1964—förslag att det faktiskt fanns fyra—en “upp”, en “ner”, en “konstig” (de tre ursprungliga) och en fjärde, som han kallade “charm” – började överklaga som ett sätt att förklara det oförklarliga beteendet hos de ursprungliga tre. Det var mot denna bakgrund som SPJUTFÖRSÖK påbörjades.

Richter hade ingen särskild agenda i åtanke, utanför ett intresse för strukturen hos starkt interagerande partiklar, när han började sin nya forskning. Teorier var utbredda vid den tiden, men han bar inte en fackla för någon speciell. Vad han hittade i November 1974 var emellertid en ny partikel som var ungefär tre gånger så stor som en proton och med en cirka 5000 gånger större livslängd än naturligt förväntat. Han kallade partikeln ” psi.”Tillfällighet, Samuel C. C. Ting av MIT hade gjort den identiska upptäckten på nästan samma tid på östkusten och namngav partikeln “J.” de två gjorde ett gemensamt tillkännagivande av sina historiska fynd den 11 November 1974 i Stanford, och genombrottet blev känt som Psi/J-partikeln.

vad de två forskarna hade upptäckt var den svårfångade charmkvarken, och vad de hade satt i rörelse var “novemberrevolutionen”, som inledde en helt ny era av partikelfysik. Fyndets förgreningar var otaliga, inte minst var att kvarkar hade blivit en vetenskaplig verklighet. Revolutionen gav också ett mått på stabilitet till den flyktiga fysikvärlden som var oöverträffad. Faktum är att upptäckten var så betydelsefull att Richter och Ting gemensamt tilldelades Nobelpriset i fysik bara två år efter att de tillkännagav sina resultat.

efter Nobel

efter att ha blivit nobelpristagare gick Richter tillbaka till sin blomstrande akademiska karriär. Som nämnts ovan kom han så småningom ut ur forskning och gick in i administrationen som teknisk chef (1982-1984), sedan chef för SLAC (1984-1999). När han gick i pension från sina uppgifter som regissör citerade Stanford News några av Stanfords President Gerhard Caspers kommentarer: “hela världen känner till Burt Richters egenskaper som fysiker eftersom de erkändes av Nobelpriset. Stanford och jag känner till hans kvaliteter som en utomordentligt skicklig, dedikerad och ihärdig chef för Stanford Linear Accelerator Center och som en bra medborgare vid universitetet.”Längs vägen hade Richter naturligtvis också fått många andra testamente till sin eminens. Bland dessa utmärkelser var E. O. Lawrence-medaljen från USA. Institutionen för energi (1976), medlemskap i National Academy of Sciences (1977) och induktion som stipendiat till American Academy of Arts and Sciences (1989). Inte för övrigt var han en Loeb-lektor vid Harvard University 1974 och en Deshalit-lektor vid Weizmann Institute (Israel) 1975 också.

men Richter var inte allt företag och vetenskap. Han var känd för sina något excentriska dressing vanor, påtagning sneakers och en golf hatt för nästan alla tillfällen. Candor och karisma var också kännetecken. Martha Krebs, chef för Office of Science i USA. Department of Energy citerades av Stanford News som sagt, ” Jag kan alltid lita på Burt för att tala sanningen. När han inte är charmig vinner han.”Han hade också en avväpnande humor, vilket framgår av hans snurr på Shakespeares seven stages of man, som gavs vid en middag till hans ära, citerad av P. A. Moore från CERN Courier. “Monomaniacal fysiker-det varar fram till ungefär 40 år,” sa han. “Sedan på 50-talet blir man Mogen. Jag blev lite bekymrad över att vända 60, då bestämde jag mig för att det var visdomens ålder. Men om några år fyller jag 70, och jag ser fram emot nästa steg, vad det än är.”

Richter fyllde 70 år 2001, men det fanns inga tecken på att hans intellektuella nyfikenhet avtog. Han hade börjat odla ett intresse för klimatförhållanden och global uppvärmning, tillsammans med energibehov för utvecklingsländerna. Som alla amerikaner var, blev han också djupt påverkad av terroristattackerna den 11 September 2001 och ägnade tid åt problemen med att skydda befolkningen utan att äventyra dess medborgerliga friheter. Richter förblev professor vid Stanford från och med 2005 och fortsatte också att fungera som emeritus-chef för SLAC. När det gäller den häpnadsväckande upptäckten som förändrade fysikens ansikte och tjänade Richter en plats i historien var forskaren säker på att förändring skulle komma igen. “Naturligtvis”, sa han till David Perlman från San Francisco Chronicle, ” när acceleratorer når högre och högre energier, kan vi behöva en ny standardmodell (vad hans upptäckt hade validerat för fysikens syn på universum), eller åtminstone Dagens kan behöva modifieras, men det är så som vetenskapen fungerar.”Och trots det bredare utbudet av viktiga intressen som hans senare år omfamnade, resonerade orden Richter i sin självbiografi för Nobelpriset 1976 fortfarande år efteråt. Citat från Nobels webbplats var dessa ord: “att skriva denna korta biografi hade fått mig att inse vilken lång kärlek jag har haft med elektronen. Liksom de flesta kärleksaffärer, det har haft sina upp-och nedgångar, men för mig glädjen har långt uppväger frustration.”

böcker

anmärkningsvärda forskare: från 1900 till nutid, Gale Group, 2001.

Tidskrifter

Ekonom, 20 Februari 1993.

San Francisco Chronicle, 24 November 1998.

Vetenskap, 13 Januari 1984.

Online

“ett pris som kan förändra liv, Nobelpristagare i Bay Area pratar om deras väg till berömmelse,” 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—Självbiografi, ” Nobelprisets Webbplats,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).

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

” hedra Burton Richter, ” CERN Courier,http://www.cerncourier.com/main/article/40/3/16/1 (9 januari 2005).

” Nobelpristagaren Richter att avgå som chef för SLAC, ” Stanford News,http://www.stanford.edu/dept/news/relaged/981123richter.html (11 April 2005).

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

” Zeeman-Effekt, ” Columbia Encyclopedia,http://www.bartleby.com/65/ze/Zeemanef.html (10 Januari 2005).