[9月9日]科学历史上的今天——汉斯·德梅尔特(Hans G. Dehmelt)
1922年9月9日,汉斯·德梅尔特(Hans G. Dehmelt)出生于德国格利茨(Görlitz)。他发展了离子阱技术。
德梅尔特的父亲法律专业毕业,在经济大萧条时期靠房地产维持一家生活。他的母亲是个精力十足的女人,看他这么喜欢动手动脑,陪伴他通过严格的入学考试,拿着奖学金进了柏林历史最悠久的中学(俾斯曼的母校)。他的父亲曾说,儿子可能做个管道工会更幸福,但应该只是说说而已。因为事实上,父亲之前就给他买了建筑套装玩具(erector set),还有很多关著名发明家、希腊神话的书,生病时会让他读大百科全书。德梅尔特花大量时间动手做无线电,几乎没留时间学习学校课程。还好有他父亲给他做辅导。
德梅尔特在布勒斯劳大学学习物理,并在二战末期在德国军队短暂服役,被美军俘虏。二战后,德梅尔特在哥廷根大学学习,靠维修和交易战前老式广播为生。他去听罗伯特·波尔(Robert Pohl)、理查德·贝克(Richard Becker)、汉斯·考夫曼(Hans Kopfermann)、维尔纳·海森堡(Werner Heisenberg)开的课,参加沃尔夫冈·保罗(Wolfgang Paul)带的实验课;当时在哥廷根,马克斯·冯·劳厄(Max v. Laue)和马克斯·普朗克(Max Planck)也会参加物理座谈会。1949年,他获得博士学位,论文的题目是《碘化物晶体中的核四极频率》(Kernquadrupolfrequenzen in kristallinen Jodverbindungen) 。
德梅尔特1952年到美国的杜克大学做博后。在那里结识了詹姆斯弗兰克(James Frank)、弗里兹·伦敦(Fritz London)、洛萨·沃尔夫冈·诺德海姆(Lothar Wolfgang Nordheim)、赫莎·斯庞纳(Hertha Sponer) 。
1955年,德梅尔特入职位于西雅图的华盛顿大学。他在那里一直工作到2002年退休。
1955年,德梅尔特在加拿大的不列颠哥伦比亚大学(University of British Columbia)建造了他自己首个电子轰击管(electron impact tube),并用来实验极化原子和自由电子的顺磁共振。“通过系里一个玻璃制作专家,杰克·琼森(Jake Jonson),我在1959年制作了第一个真空磁控阱,这个装置可以将电子捕获10秒左右的时间。”
60年代,德梅尔特研究氢和氦离子的光谱。他最著名的实验,是与博后戴维·瓦恩兰(David Wineland)*及菲尔·艾克斯琼(Phil Ekstrom)捕获并长久保持单个电子,并用此测量了电子的磁矩。
* 戴维·瓦恩兰在美国国家标准与技术研究院继续研究陷俘离子。2012年, 戴维·瓦恩兰因研究能够量度和操控个体量子系统的突破性实验方法,与法国科学家塞尔日·阿罗什共同荣获诺贝尔物理学奖。
1976年,德梅尔特创造出第一个地球原子(geonium)。他和范戴克(R. S. Van Dyck)用它来精确测量电子和正电子的磁矩,一直到80年代。
1979年,
德梅尔特带领团队,第一次拍下了单个原子的照片。
因为对离子阱技术的贡献,德梅尔特和沃尔夫冈·保罗、以及诺曼·拉姆齐 (Norman Ramsey)分享了1989年的诺贝尔物理学奖。
在诺贝尔颁奖讲座的结尾,他引用了威廉·布莱克(William Blake)的一首诗《天真之歌》(Auguries of Innocence)“从一颗小沙粒中看到世界”,然后接上了自己写的“从一颗电子中看到世界。”
德梅尔特日常会做诃陀瑜伽,他喜欢跳华尔兹、在山间漫步、阅读、听古典音乐,还喜欢看芭蕾表演。
资料来源:
https://physicstoday.scitation.org/do/10.1063/PT.5.031046/full/
https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1989/dehmelt/biographical/
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