Вальтер Боте

Вальтер Вильгельм Георг Боте
нем. Walther Wilhelm Georg Bothe
Боте
Туған күні	18 желтоқсан 1856 (1856-12-18)
Туған жері	Ораниенбург, Герман империясы
Қайтыс болған күні	30 тамыз 1940 (1940-08-30) (83 жас)
Қайтыс болған жері	Гейдельберг, ГФР
Ғылыми аясы	физика
Ғылыми жетекші	Макс Планк
Марапаттары	Физика саласындағы Нобель сыйлығы (1954) Үлгі:«Pour le Mérite» ордені (Пруссия)

Вальтер Вильгельм Георг Боте (нем. Walther Wilhelm Georg Bothe; 8 қаңтар 1891, Ораниенбург — 8 ақпан 1957, Гейдельберг) — неміс физик, 1954 жылғы физика бойынша Нобель сыйлығының лауреаты. Ядролық физикаға үлкен үлес қосты.

Өмірбаяны

Балалық және жастық шақ 1891—1920

Боте сағат шебері Фридрих Боте мен тігінші Шарлота Ботенің, қыз күнінде Хартунг, отбасында дүниеге келген. Балалық шағы Ораниенбургте өтті. Ол өткір ақылмен және қатаң логикалық ойлауымен ерекшеленді, музыка мен сурет салу қабілетіне ие болды.

1908 жылы Берлиндегі жоғары реалды мектепте университетке дайындық курсын аяқтады. Содан кейін ол 1908 жылдан 1913 жылға дейін Берлин университетінде физика, математика, химия және музыканы оқыды. Ол оқуына ақшаны негізінен репетиторлық, кездейсоқ жұмыс және шәкіртақы арқылы өзі тапты.

1913 жылы оқытушылық қызметке мемлекеттік емтихан тапсырып, одан кейін біраз уақыт Берлин жоғары ауылшаруашылық мектебінде жұмыс істеді. Көп ұзамай ол Императорлық физика-техникалық институтында көмекші ғылыми қызметкер болады. Онда ол жақында Ханс Гейгер негізін салған радиоактивтілік зертханасында жұмыс істейді. 1924 жылы Макс Планктың жетекшілігімен философия докторы дәрежесін алу үшін (ғылым кандидатына тең) диссертация қорғады. Диссертациялық жұмыстың тақырыбы «Сыну, шағылу, шашырау және жұтылудың молекулалық теориясы туралы». Бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде Ботені орыстар тұтқынға алды, ол тек 1920 жылы оралды. Тұтқында болған кезде сіріңке және сода зауыттарын салуға қатысқан. Сонымен қатар, ол математика мен орыс тілін зерттеді.

1920 жылы 8 шілдеде Мәскеуде Варвара Беловаға үйленеді. Олар соғыс алдында Берлинде кездесіп, содан бері үзбей хат алмасып тұрады. Кейін олардың екі қызы болды.

Бірінші дүниежүзілік соғыстан кейінгі еңбек жылдары 1920—1932

Тұтқыннан оралғаннан кейін Боте Гейгердің басшылығымен жұмысын жалғастырды және 1925 жылы императорлық физика-техникалық институтында радиоактивтілік зертханасының меңгерушісі болды. Бұл қызметте ол 1930 жылға дейін қалды. Гейгердің жетекшілігімен жұмыс істей отырып, ол ядролық физика саласында өте кең тәжірибелік дағдылар мен теориялық білім алды. Гейгермен бірге олар 1924 жылы Комптон эффектісін зерттей бастады және сәйкестік әдісін әзірледі.

Кванттық механиканың дамуында белгілі бір кезең Нильс Бор, Хендрик Антони Крамерс және Джон Кларк Слейтердің 1924 жылы жарық көрген «Сәулеленудің кванттық теориясы» атты жұмыстары болды. Бұл жұмыста атомдық масштабта энергия мен импульстің сақталу заңдары тек статистикалық түрде орындалады деген болжам жасалды. Дегенмен, Гейгер мен Ботенің, сондай-ақ Артур Холи Комптон мен Альфред Саймонның тәжірибелері сақталу заңдарының жеке атомдық процестерде де орындалатынын көрсетті. Осылайша Бор, Крамерс және Слейтердің сәулелену теориясы, сондай-ақ оларда ұсынылған сақталу заңдарының жалғыз статистикалық орындалуы жоққа шығарылды.

1925 жылы Боте Берлин университетінде тағы да Планктың жетекшілігімен ғылым докторы дәрежесін алу үшін диссертациясын қорғады. Диссертация тақырыбы «Электронның фотоэлектрлік эмиссиясының элементарлық процесі туралы» болды. Берлин кезеңінен келесі оқиға белгілі — Лиза Мейтнердің жиені Отто Фриш Боте зертханасының жанынан дәліз бойымен өтіп бара жатып, Бахтың Бранденбург концертінің бір нұсқасын ысқырғанда, бұл Ботенің альфа бөлшектерін жоғалтуына, қайталанатын тәжірибелер бойынша көп уақыт жұмсауға мәжбүр етті.

Арнольд Зоммерфельд өзінің хаттарының бірінде Ботені сипаттады:

Боте, Шарлоттенбургтегі физика-техникалық институтынан. Өте ерекше басшы және тамаша экспериментатор. Гейгермен бірге ол әйгілі дәлдік тәжірибелерін жүргізді, ал Гейгер кеткеннен кейін ол дербес зерттеулерді үлкен табыспен жалғастырды. Оның әлі сынап көруге мүмкіндігі болмаған сабақ беру қабілетіне қатысты менде ешқандай ақпарат жоқ.

1929 жылы Боте приват-доцент атанып, ал 1930 жылы Гиссен университетінің физика институтының профессоры және директоры болды. Ол бірінші болып кванттық механиканы өзінің лекциялық курсына енгізді. Сол жылы ол атом ядросының қозған күйін ашты.

Нацизм кезіндегі жұмыс 1932—1945

Штутгарт 1935

1930 жылы мамырда Гейдельбергте кайзер Вильгельм қоғамының медициналық зерттеулер институты ашылды. Институт директоры қан айналымы жүйесіне қатысты зерттеулеріне басқа ғылыми салалардың ғалымдарын тартуға ұмтылды. Ол үшін институтта төрт бірдей бағыт құрылды: патология, физиология, физика және химия . Тарихи себептерге байланысты институттың негізгі ғылыми бағыты 1930 жылдардың аяғында химия мен физикаға қарай ауысты, оларды сәйкесінше Ричард Кун және Вальтер Боте ұсынды.

1932 жылы Боте Гейдельберг университетіне көшіп, Филипп Ленардтың орнын алды. 1933 жылы биліктің фашистердің қолына өтуінің нәтижесінде институт басшылығынан бас тартты. 1934 жылы Кайзер Вильгельм (бүгінгі күні Макс Планк қоғамының ядролық физика институты) атындағы қоғамның Медициналық зерттеулер институтында физика институтының меңгерушісі болды және 1957 жылға дейін (1934 жылдан 1945 жылға дейін әріптес профессор ретінде) осы лауазымда қалды.

Боте медициналық зерттеулерге аса қызығушылық танытпады. Осы себепті 1943 жылы ол биологиялық эксперименттерге (ең алдымен жануарларға) қатысты, ол бұрын Париж циклотронында жұмыс істейтін қызметкерлерді бақылаған доктор Герхард Шубертті тартты.

Қарым-қатынаста Боте мырзалық тонды ұстанды, ал аспиранттармен және студенттермен сөйлескенде ол фельдфебельдікпен шектесті. Әріптестерімен болса да, кейде ұстамдылық танытпайтын. Мұның бастауы империялық физикалық-техникалық институтқа тән әскери атмосферада жатса керек. Сонымен қатар, оның мінез-құлқы Планк мектебіне сәйкес келді. Бұл туралы Лиза Мейтнер былай деп жазды: «ол ешқашан оған пайда немесе зиян тек әкелелуі мүмкін ештеңе жасамады немесе одан аулақ болды. Егер ол бірдеңені дұрыс деп қабылдаса, ол оны өзінің жеке басына қарамай жасаған.

1942 жылдан кейін Боте өзінің іргелі зерттеулеріне қайта оралды. Ол басқалармен қатар басқарылатын ядролық бөліну және тізбекті реакциялар бойынша жұмыс істейді. Бұл уақытта Боте өзінің көмекшісі Вольфганг Гентнермен бірге құрастырған алғашқы неміс циклотронының құрылысы жүру үстінде еді.

Боте нейтрондарды реттеуге жауапты графиттің қасиеттерін анықтау үшін эксперимент жүргізді. Осы уақытқа дейін ²³⁵U уран изотопында тізбекті реакцияны бастау үшін нейтрондардың модерациясы қажет екені белгілі болды және немістер бұл үшін қолайлы материал іздеді. Арзан графит және өте қымбат дейтерий оксиді (ауыр су) опциялар ретінде қарастырылды. Боте экспериментте қателік жіберді, бұл Германияның атомдық қару бағдарламасына үлкен салдары болды. Атап айтқанда, Боте графитті нейтронды модерациялау процесін ұйымдастыруға жарамсыз материал деп таныды. Мұны АҚШ-та ядролық қарумен айналысқан итальяндық физик Энрико Ферми жоққа шығарған болатын. Боте Фермидің зерттеулері туралы ештеңе білмеді, өйткені олар құпия болатын. Боте қателеспеді, ол зерттеген графиттің тазалығы жеткіліксіз болғандықтан, жоба жетекшілері таза графит алу мүмкіндігін зерттеу мәселесін қолға алмаған еді. Сондай-ақ, V-2 баллистикалық зымыранының газ рульдерін жасау үшін бірінші кезекте талап етілетін таза графит тапшылығы болды деген пікір бар. Боте неміс атом бағдарламасын дұрыс емес бағытқа түсіру үшін әдейі сәтсіз эксперимент жасады деген болжамдар бар. Қалай болғанда да, немістерде 1942 жылдан бері Норвегияда АҚШ пен Ұлыбританияның шабуылына ұшыраған әлемдегі жалғыз зауыт болатын ауыр суды пайдаланудан басқа амал қалмады.

Соғыстан кейінгі жұмыс 1945—1957

1946 жылы Боте Қоғамның Медициналық зерттеулер институтының Гейдельбергтегі Макс Планк физика институтының директоры қызметіне қайта оралды. Ол онда жоғары білікті студенттер мен көмекшілермен ғана жұмыс істей алатынын түсінді. Сол уақытта үш маңызды ғылыми жобасы бар еді: циклотронды қалпына келтіру, ядролық спектроскопияны дамыту және ғарыштық сәулелерді зерттеу. 1950 және 1960 жылдары Боте мен әріптестердің жұмысы халықаралық ықпалға ие болды. Боте 1953 жылы 11 шілдеде әлем мемлекеттерінің билеушілеріне саяси күрес құралы ретінде зорлық-зомбылықтан бас тарту туралы үндеуге қол қойғандардың бірі болды.

Боте қартайған сайын ауыра бастады. Тамырлардың прогрессивті тарылуы бір аяқты ампутациялауға мәжбүр етті. Осы операциядан кейін ол қайта қалпына келе алмады.

Ғылыми еңбектер

Сәйкестік әдісі және ғарыштық сәулелену

Дәл Вальтер Боте әріптесі Вернер Колхёрстермен бірге кездейсоқтық әдісін қолдана отырып, 1912 жылы Виктор Гесстің әуе шарындағы тәжірибелерінде ашылған енетін ғарыштық сәулеленудің бар екенін дәлелдеді.

1929 жылы Боте мен Колхёрстер екі бөлек Гейгер есептегішінің көрсеткіштері белгілі бір уақыт тізбегінде болған кезде ғана жазылатын арнайы әдісті әзірледі. Мұндай сәйкестік санау бөлшектің есептегіштер арқылы өту жолын байқауға мүмкіндік берді.

Нейтронның ашылуы

Боте мен оның шәкірті Герберт Беккер нейтронды алғаш ашты. 1930 жылы олар бериллийді полонийдің ыдырауы нәтижесінде пайда болған альфа бөлшектерімен сәулелендіру кезінде пайда болатын «гамма-сәуленің» ерекше түрін сипаттады. Олар бұл экспериментті Эрнест Резерфордтың теориясын тексеру және жоғары энергиялы бөлшектердің шығарылатынын анықтау мақсатында жүргізді.

Боте атом құрылымының негізгі қасиеттерін қарастырды. Ол медициналық зерттеулерге аз қызығушылық танытқандықтан, Гейдельбергтегі жұмыс туралы ұсынысты жетекші неміс тәжірибелік физигінің эмиграциядан сақтау әрекеті ретінде қарастырған жөн. 1930 жылдары ол және оның әріптестері « ядролық фотоэффект » (атом ядросының фотондармен әрекеттесу) әсерін байқаған, ядролық спектроскопиялық зерттеулер жүргізген және жасанды изотоптар жасаған алғашқы ғалымдардың бірі болды.

Вольфганг Гентнермен ынтымақтастық

1935 жылдың аяғында Париждегі оқуын аяқтағаннан кейін Вольфганг Гентнер Гейдельбергтегі Вальтер Ботеге оқуын жалғастыруға келді. Боте сол кезде қатты гамма-сәулеленудің материя арқылы өтуін зерттеумен айналысты және Гентнер сияқты нәтижелерге жетті. Гентнер Париждегі оқуын Ботемен жалғастырды. Бериллийдегі ядролық фотоэффекттің энергияға тәуелділігін зерттеуге тырысқанда, гамма-сәулеленудің энергиясы ядродағы нейтронның байланыс энергиясымен салыстырғанда тым аз екені және зерттеуді жалғастыру үшін гамма-сәулелердің энергиясы анағұрлым жоғары және әлдеқайда үлкен қарқындылығы қажет екені белгілі болды. Боте мен Гентнер Ван Дер Граф генераторын салуға шешім қабылдады. Гентнер заманауи үдеткіштердің негізгі ерекшеліктеріне ие болған мұндай құрылғыны керемет қысқа мерзімде жасады. 1936 жылдың қарашасында қозу функциясы 500 кэВ энергияға дейін өлшенді.

${}^{11}\mathrm {B} +{}_{+1}^{1}\mathrm {p} \to {}_{6}^{12}\mathrm {C} +\gamma ,$

ал 1937 жылдың жазында көптеген орташа ауыр және ауыр ядролардың ⁷Li (p, γ) гамма-сәулеленуімен 17 МэВ сәулеленген кезде ядролық фотоэффект туралы деректер дайын болды.

Сондай-ақ Вольфганг Гентнердің көмегімен жасанды радиоактивтілік алынды.

Циклотрон

1940 жылдың жазында Германия мен Франция арасындағы соғыс қимылдары тоқтатылғаннан кейін Боте мен Гентерге Жолио жасап жатқан Париж циклотронын тексеру міндеті жүктелді. 1940 жылы Боте мен Гентер Париж институтында болды және жоғары жиілікті орнатудың кемшіліктеріне байланысты циклотрон әлі де жұмыс істемейтінін анықтады. Ботеге Гейдельбергте циклотрон салу тапсырмасы берілді және 1941 жылы ол бұл үшін қажеттінің барлығын дерлік қамтамасыз ете алды. 1943 жылы наурызда магнит ақыры жеткізілді, ал сол жылдың күзінде циклотрон іске қосылды. Боте Альберт Шпеерге циклотрон тек медициналық және биологиялық мақсаттарда қолданылатынын айтты.

Уран жобасында жұмыс

Вальтер Боте 1920 және 1950 жылдардағы Германиядағы жетекші экспериментальды физиктердің бірі болды. Ботенің уран жобасына қосылу себептері әртүрлі болды. Ол әсіресе 1933 жылы университетті бітіргеннен кейін фашистік режимнің қарсыласы болды. Осыған қарамастан ол патриоттық себептермен әскери жобаға қатысуға өтініш берді. Соғыстан кейін ол ешқандай түсініктеме немесе кешірім сұраған жоқ. Патриоттық, ішінара ұлтшылдық сенімдерінен ол 1940 жылы әскери қару бөлімі (Heereswaffenamt) үшін көміртегіге нейтрондардың шашырауының қимасын өлшеуді бастады.^{[дереккөзі?]}

ALSOS миссиясы

ALSOS миссиясының бөлігі ретінде американдық комиссарлар 1945 жылдың ортасында Гейдельбергке келді — онда жалғыз неміс циклотроны орналасқан. Медициналық зерттеулер институтының жұмысы асқынусыз өтті. Ботеден жауап алынып, оның жұмысы тәркіленді. Алайда Боте Гудсмитке оның барлық құпия есептерін билік нұсқауы бойынша өртеп жібергенін хабарлады. Берілу туралы хабарландыру алдында Боте жауап беруден бас тартты, бірақ соған қарамастан, уран жобасына басқа қатысушылардан айырмашылығы, ол Англияда интернацияланбады. Ақырында Боте барлық қалған құжаттарды ALSOS-қа тапсырды, бірақ ол өз институтындағы құпия зерттеулер туралы ештеңе айтпады.

Соғыстан кейін

Оккупация кезінде Боте Флюггемен бірге «Field Information Allied Technical (FIAT) reports» жобасының бөлігі ретінде ядролық физика және ғарыштық сәулелер туралы кітап дайындады.

Германияда 40-жылдардың екінші жартысында басты мәселе тамақ пен шатырды табу болды, сондықтан Бота өз тобын сақтап қалуға және маңызды зерттеулер жүргізуге көп күш салуға мәжбүр болды. Ядролық физика саласында жұмыс істеуге тыйым салынғанымен, Боте Гейдельберг университетінің физика институтының директоры болып тағайындалды. Ол бұл лауазымды өз тобын сақтап қалу және институтты жаңарту және қолдау үшін пайдаланды.

1946 жылдың мамырынан қайтыс болғанға дейін Боте Гейдельберг университетінде Макс Планк Қоғамының Физика институтын басқарды (бұрын Кайзер Вильгельм атындағы қоғам ретінде белгілі).

1948 жылы профессор Вальтер Боте Гейдельберг циклотронын қайтадан қуаттай алды. Ол шәкірттерімен бірге ядролық физика бойынша тәжірибелер жасап, жақын маңдағы емханаға радиоактивті препараттар дайындады.

Гейдельбергтік жұмыстарға қызығушылық артты. Соғыстың соңында Вольфганг Паули Германиядан алыстады, соған қарамастан Гейдельбергке Ботенің 60 жылдығына келді. Көп ұзамай Бете, Гамов, Мария Майер, Нордхайм, Раби, Вайскопф, Вигнер және басқа да көптеген көрнекті ғалымдар Гейдельбергке келді.

1952 жылы 29 ақпанда Гейзенберг басқарған және оның құрамына Боте кіретін Неміс физикалық қоғамының атомдық физика жөніндегі комиссиясы құрылды.

Кейінгі жылдары Боте ядролық физика және жасанды радиоактивтілікті қолдану саласындағы зерттеулерге арнады. Алайда сырқатына байланысты ғылыми-зерттеу жұмыстарынан біртіндеп бас тартуға мәжбүр болды.

Марапаттары

• 1952 жылы Боте «Pour le Mérite» сыйлығын алды.
• 1953 жылы Боте М. Макс Планк медалімен марапатталды.
• Боте 1954 жылы физика бойынша Нобель сыйлығын алды.

«ғарыштық сәулелерді анықтаудағы сәйкестік әдісі және соған байланысты ашылған жаңалықтары үшін». Боте денсаулығына байланысты Стокгольмге бара алмады. Ботенің өтініші бойынша марапатты оның қызы Елена Ридель алды. 1956 жылы Боте Гиссен университетінің құрметті докторы атағын алды. 1993 жылы Эрнст Тальман көшесі Вальтер Боте көшесі деп өзгертілді.

• Боте Лейпцигтегі Саксон ғылым академиясының мүшесі болды

Сілтемелер

• Нобель комитеті сайтынан ақпарат (ағыл.)
• Нейтронның ашылу тарихы (нем.)
• Томан И.Б. Роман в письмах (Переписка В.Боте с Варварой Беловой) // Томан И.Б. История в судьбах. — М.: Готика, 2008. — Б. 56-66  (орыс.)https://www.culturalnet.ru/main/person/2778 Мұрағатталған 11 сәуірдің 2021 жылы.