Otto Stern oli saksalaissyntyinen yhdysvaltalainen fyysikko, joka voitti Nobelin fysiikan palkinnon vuonna 1943. Hän syntyi vauraassa juutalaisperheessä 19. vuosisadan lopulla Preussin kuningaskunnassa. Perheen taloudellisen vaurauden vuoksi hänen ei tarvinnut etsiä työpaikkoja heti koulutuksensa päätyttyä. Sen sijaan hän työskenteli pitkään Privatdozentina valituissa yliopistoissa ennen laskeutumista ensimmäiselle viralliselle akateemiselle virolleen 1920-luvun alkupuolella. Aluksi hän keskittyi enemmän teoreettisiin ongelmiin. Vasta kun hän tapasi suuria kokeilijoita, kuten James Franck ja Max Volmer, hän aloitti kiinnostuksen kokeelliseen fysiikkaan. Lyhyen ajan kuluessa hän kehitti molekyylisädemenetelmän ja löysi kehräkvantisoinnin Walther Gerlachin kanssa. Se ei vain tuonut hänelle mainetta, vaan myös mahdollisuuden jatkaa tutkimustyötä. Atomimagneettisten hetkien mittaaminen, atomien ja molekyylien aalto-luonteen osoittaminen ja protonin magneettisen momentin löytäminen ovat harvat hänen tärkeistä teoksistaan. Hän muutti Yhdysvaltoihin ja sai Yhdysvaltojen kansalaisuuden, kun Hitlerin natsipuolue tuli valtaan. Työskenneltyään Carnegie Mellon Universityssä yli kaksitoista vuotta hän lopulta eläkkeelle ja asettui Kaliforniaan.
Lapsuus ja varhainen elämä
Otto Stern syntyi 17. helmikuuta 1888 vauras juutalaisperheessä Sohraussa, nykyään nimellä Zory. Kaupunki sijaitsee Puolan Ylä-Sleesian alueella. Syntyessään se oli kuitenkin osa Preussin valtakuntaa Saksan valtakunnan alla.
Hänen isänsä Oskar Stern oli rikas viljakauppias ja omisti myös jauhoja. Hänen äitinsä oli nimeltään Eugenia née Rosenthal. Pari oli viisi lasta, joista Otto oli vanhin. Perhe muutti vuonna 1892 Breslauun (nykyinen Wrocław, Puola), missä Otto otettiin Johanneksen lukioon.
Kun lukio korosti enemmän klassikoita kuin matematiikkaa ja luonnontieteitä, Stern täydensi koulutustaan lukemalla laajasti yksityisesti. Koulustaan poistuttuaan hän vieraili useissa yliopistoissa noina päivinä normaalina ja pääsi lopulta vuonna 1906 Breslau-yliopistoon fyysisen kemian kanssa pääaineenaan.
Otto Stern suoritti opintonsa vuonna 1912 ansainnut tohtorin tutkinnon Breslau'n yliopistosta. Samana vuonna hän liittyi Prahan Charles-yliopistoon opiskelemaan Albert Einsteinin johdolla.
Kun vuonna 1913 Einstein palasi alma materiaan, ETH Zürichiin, Otto Stern seurasi häntä. Yhden vuoden ajan hän toimi fysikaalisen kemian Privatdozentina ETH: lla.
Vuonna 1914 hän liittyi Frankfurt am Mainin yliopistoon teoreettisen fysiikan Privatdozentiksi. Vuonna 1915 hän sai yliopistostaan Habilitaation, korkeimman akateemisen tutkinnon, jonka tutkija voi saavuttaa. Hyvin pian Ensimmäinen maailmansota puhkesi ja hänet johdettiin Saksan armeijaan.
Sodan loppupuolella hänet nimitettiin sotilasalan tutkimukseen Nernstin laboratoriossa Berliinin yliopistossa. Siellä hän ystävystyi kahden tunnetun kokeilijan James Franckin ja Max Volmerin kanssa.
Siihen asti Stern oli keskittynyt lähinnä tilastollisen termodynamiikan ja kvantiteorian teoreettisiin tutkimuksiin. Nyt hän alkoi osoittaa kiinnostusta kokeelliseen fysiikkaan Franckin ja Volmerin vaikutuksesta.
Ura
Sodan päätyttyä vuonna 1918 Otto Stern palasi Frankfurt am Mainin yliopistoon ja pysyi siellä vuoteen 1921 saakka. Aluksi hän jatkoi teoreettisten ongelmien käsittelyä ja julkaisi paperin kiinteiden aineiden pintaenergiasta. Hyvin pian hän alkoi tuntea, että hänen pitäisi tarjota kokeellinen todiste.
Ennen kuin hän pystyi suorittamaan kokeilunsa, hän sai kuitenkin ensimmäisen virallisen akateemisen virkansa. Vuonna 1921 hän liittyi Rostockin yliopistoon teoreettisen fysiikan apulaisprofessorina.
Vuonna 1922 opettaessaan Rostockissa Stern suoritti yhdessä Walther Gerlachin kanssa historiallisen molekyylisädekokeen. Stern – Gerlach -kokeiluna se vahvisti spinikvantisointiteorian, jonka mukaan atomit voivat kohdistua magneettikentässä vain muutamaan suuntaan.
Seuraavaksi vuonna 1923 Stern liittyi Hampurin yliopistoon fysikaalisen kemian professoriksi ja laboratoriojohtajaksi. Täällä hän perusti erinomaisen tutkimusryhmän, joka teki monia uraauurtavia kokeita. Hänen takia Hampurin yliopistosta tuli tunnettu atomi-, molekyyli- ja ydintutkimuksen keskus.
Tänä aikana Stern johti lisäkokeita aineen kvanttiluonteeseen. Nämä kokeet vahvistivat monia muita keskeisiä ilmenemismuotoja, kuten heliumin ja vetyatomien aalto-luonnetta näiden atomien diffraktioisilla säteillä ja protonin ja deuteronin epäsäännöllisillä magneettimomenteilla.
Kun Adolf Hitler ja hänen natsipuolue tulivat valtaansa Saksassa heinäkuussa 1933, Stern joutui eroamaan tehtävästään. Siihen mennessä hänestä oli tullut kansainvälisesti tunnettu. Vuonna 1930 hänelle oli myönnetty LL.D. kirjoittanut Kalifornian yliopisto, Berkeley. Tämän seurauksena hän päätti siirtyä Yhdysvaltoihin.
Vuonna 1933 Stern liittyi fysiikan professoriksi Carnegie Mellon Universityn Pittsburghin Pennsylvaniassa. Hän pysyi siellä eläkkeelleen vuoteen 1945 saakka harjoittaen laajaa kokeellista fysiikkaa.
Eläkkeelle siirtymisen jälkeen Stern muutti Kaliforniaan ja liittyi Berkeleyn Kalifornian yliopistoon emeritusprofessoriksi. Samana vuonna hänet valittiin kansalliseen tiedeakatemiaan. Hän vietti loppuelämänsä Berkeleyssä.
Suurimmat teokset
Vuoden 1922 Stern – Gerlach-kokeilu on yksi tärkeimmistä Otto Sternin teoksista. Hän ja Walther Gerlach lähettivät hopea-atomien säteen epähomogeenisen magneettikentän kautta lasilevylle ja havaitsivat niiden diffraktion.
Klassisen fysiikan mukaan säteen olisi pitänyt levittää yhtenäisenä nauhana; sen sijaan havaittiin vain kaksi palkkia. Se ei vain vahvistanut spin-kvantisointiteoriaa, vaan myös tasoitti tietä nykyaikaisen fysiikan edelleen kehittämiselle.
Protonin magneettisen momentin mittaaminen molekyylisuihkun avulla on hänen tärkeä työnsä. Vuonna 1933 toteutettu kokeilu osoitti, että todellinen mittaus on kaksi ja puoli kertaa sen teoreettisesta arvosta.
Hän julkaisi myös monia kirjoituksia. Niistä joukossa on kolmekymmentä jäljellä olevaa paperia, jonka otsikko on "Untersuchung zur Molekularstrahl-Methode, UzM" (Tutkimukset molekyylisäteen menetelmällä).
Palkinnot ja saavutukset
Otto Stern sai vuoden 1943 fysiikan Nobel-palkinnon löytöstään spinikvantisointiteoriasta. Vaikka työ tehtiin yhteistyössä Walther Gerlachin kanssa, hän yksin sai palkinnon, koska Gerlach oli jäänyt takaisin Saksaan ja ollut aktiivinen natsikauden ajan.
Lisäksi hänet valittiin myös tieteen kehityksen yhdistyksen, amerikkalaisen filosofisen yhdistyksen, kansallisen tiedeakatemian ja Tanskan kuninkaallisen tiedeakatemian jäseneksi.
Henkilökohtainen elämä ja perintö
Otto Stern ei mennyt naimisiin. Nuorena miehenä hän piti hyvästä elämästä ja halusi tanssia. Hän oli myös hyvä tennispelaaja ja hänellä oli paljon ystäviä.
Hänestä tuli 8. maaliskuuta 1939 Amerikan yhdysvaltojen kansalaisuus. Hän vietti viimeisen osan elämästään Berkeleyssä, Kaliforniassa. Siellä hän johti yksinäistä elämää, mutta pysyi kiinnostuneena hiukkasfysiikan ja astrofysiikan uusista löytöistä. Hän kävi myös säännöllisesti elokuvissa.
Hän kuoli 17. elokuuta 1969 81-vuotiaana Berkeleyssä. Häntä kärsi sydänkohtaus katsellessaan elokuvaa ja kuoli pian sen jälkeen. Hänet haudattiin Sunset Viewin hautausmaalle, El Cerrito, Kalifornia.
Fotofysikaalisen molekyylienvälisen deaktivointiprosessin kinetiikka on nimetty Otto-Volmer-suhteeksi Otto Sternin ja hänen elinikäisen ystävänsä Max Volmerin jälkeen. Nämä kaksi tutkijaa olivat tehneet tiivistä yhteistyötä pitkään ensimmäisen maailmansodan jälkeen.
trivia
Otto Stern oli Nobelin palkinnon toiseksi ehdokkain henkilö. Hän sai 82 ehdokasta vuosina 1925 - 1945. Hän lopulta voitti sen vuonna 1943.
Nopeat faktat
Syntymäpäivä 17. helmikuuta 1888
kansalaisuus Saksan kieli
Kuuluisa: fyysikotSaksalaiset miehet
Kuollut iässä: 81
Aurinko merkki: Vesimies
Syntynyt: ory
Kuuluisa nimellä Fyysikko
