Hans Bethe - Wikipedia

Deutsch-amerikanischer Kernphysiker

Hans Albrecht Bethe (: [ˈhans ˈalbʁɛçt ˈbeːtə]; 2. Juli 1906 - 6. März 2005) war ein deutsch-amerikanischer Kernphysiker, der wichtige Beiträge zur Astrophysik leistete , Quantenelektrodynamik und Festkörperphysik, und gewann 1967 den Nobelpreis für Physik für seine Arbeit über die Theorie der stellaren Nukleosynthese. ^[1][2]

Während seiner gesamten Karriere war Bethe Professor an der Cornell University. ^[3] Während des Zweiten Weltkrieges II. War er Leiter der Theoretischen Abteilung des geheimen Laboratoriums von Los Alamos, das die ersten Atombomben entwickelte. Dort spielte er eine Schlüsselrolle bei der Berechnung der kritischen Masse der Waffen und der Entwicklung der Theorie der Implosionsmethode, die sowohl im Trinity-Test als auch in der "Fat Man" -Waffe verwendet wurde, die im August 1945 auf Nagasaki gefallen war.

Nach dem Krieg spielte Bethe auch eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der Wasserstoffbombe, obwohl er ursprünglich dem Projekt beigetreten war mit der Hoffnung, zu beweisen, dass dies nicht möglich ist. Bethe kämpfte später mit Albert Einstein und dem Emergency Committee of Atomic Scientists gegen Atomtest und Atomwaffenrennen. Er half, die Regierungen von Kennedy und Nixon zu überzeugen, den Vertrag über das teilweise Verbot von Nuklearversuchen von 1963 und den Vertrag über ballistische Raketen von 1972 (SALT I) zu unterzeichnen.

Seine wissenschaftlichen Forschungen hörten nie auf, und er veröffentlichte weit über seine Neunzigerjahre Veröffentlichungen. Damit war er einer der wenigen Wissenschaftler, die in jedem Jahrzehnt seiner Karriere mindestens einen wichtigen Aufsatz in seinem Fachgebiet veröffentlicht hatten - was im Fall von Bethe reichte fast siebzig Jahre. Freeman Dyson, einst einer seiner Schüler, nannte ihn den "höchsten Problemlöser des 20. Jahrhunderts". ^[4]

Frühe Jahre [ edit

Bethe wurde in Straßburg geboren Damals war ein Teil von Deutschland, am 2. Juli 1906 das einzige Kind von Anna (geb. Kuhn) und Albrecht Bethe, ein Privatdozent der Physiologie an der Universität von Straßburg. Obwohl seine Mutter, die Tochter eines Professors an der Universität von Straßburg, Jüdin war, wurde er wie sein Vater protestantisch erzogen. Trotz seines religiösen Hintergrunds ^[8] war er im späteren Leben nicht religiös und bezeichnete sich selbst als Atheisten.

Hans Bethe, 12 Jahre, mit seinen Eltern

Sein Vater übernahm eine Stelle als Professor und Direktor der Das Institut für Physiologie an der Universität Kiel im Jahr 1912 zog die Familie in die Wohnung des Direktors am Institut. Er wurde zunächst privat von einer professionellen Lehrerin aus einer Gruppe von acht Mädchen und Jungen geschult. Die Familie zog erneut um, als sein Vater 1915 Leiter des neuen Physiologischen Instituts an der Universität Frankfurt am Main wurde.

Bethe besuchte das Goethe-Gymnasium in Frankfurt. Seine Ausbildung wurde 1916 unterbrochen, als er an Tuberkulose erkrankte, und er wurde zur Erholung nach Bad Kreuznach geschickt. Bis 1917 hatte er sich ausreichend erholt, um die dortige Realschule zu besuchen, und im darauffolgenden Jahr wurde er in die Odenwaldschule ein privates koedukatives Internat, geschickt. Er besuchte das Goethe-Gymnasium erneut für seine letzten drei Jahre der Sekundarschule von 1922 bis 1924.

Nachdem er sein Abitur bestanden hatte, trat 1924 die Universität Frankfurt an. Er beschloss, in Chemie zu studieren. Der Unterricht in Physik war schlecht, und während es in Frankfurt ausgezeichnete Mathematiker wie Carl Ludwig Siegel und Otto Szász gab, lehnte Bethe ihre Ansätze ab, die die Mathematik ohne Bezug zu den anderen Wissenschaften präsentierten. Bethe fand heraus, dass er ein armer Experimentalist war, der seinen Laborkittel zerstörte, indem er Schwefelsäure darauf verschüttete, aber er fand die fortgeschrittene Physik, die der Professor Walter Gerlach lehrte, interessanter. Gerlach verließ das Unternehmen 1925 und wurde von Karl Meissner abgelöst, der Bethe darauf hinwies, an eine Universität mit einer besseren theoretischen Physikschule zu gehen, insbesondere an die Universität München, wo er bei Arnold Sommerfeld studieren konnte.

Universität München im April 1926, wo ihn Sommerfeld auf Empfehlung von Meissner als Student übernahm. Sommerfeld unterrichtete einen fortgeschrittenen Kurs über Differentialgleichungen in der Physik, den Bethe genoss. Sommerfeld erhielt als renommierter Gelehrter häufig Vorabexemplare von wissenschaftlichen Arbeiten, die er in wöchentlichen Abendseminaren zur Diskussion stellte. Als Bethe ankam, hatte Sommerfeld gerade Erwin Schrödingers Arbeiten über Wellenmechanik erhalten.

Für seine Doktorarbeit schlug Sommerfeld vor, dass Bethe die Elektronenbeugung in Kristallen untersuchen sollte. Als Ausgangspunkt schlug Sommerfeld die Studie von Paul Ewald über Röntgenbeugung in Kristallen von 1914 vor. Bethe erinnerte sich später daran, dass er zu ehrgeizig wurde und seine Berechnungen auf der Suche nach größerer Genauigkeit unnötig kompliziert wurden. Als er Wolfgang Pauli zum ersten Mal traf, sagte Pauli zu ihm: "Nach Sommerfelds Erzählungen über Sie hatte ich viel mehr von Ihnen erwartet als Ihre These." "Ich denke, von Pauli", erinnerte sich Bethe später, "das war ein Kompliment."

Frühe Arbeit edit

Nachdem Bethe seine Promotion gemacht hatte, bot ihm Erwin Madelung eine Assistenzstelle an in Frankfurt, und im September 1928 zog Bethe bei seinem Vater ein, der sich kürzlich von seiner Mutter scheiden ließ. Sein Vater lernte Vera Congehl in jenem Jahr kennen und heiratete sie 1929. Sie hatten zwei Kinder, Doris, geboren 1933, und Klaus, geboren 1934. Bethe fand die Arbeit in Frankfurt nicht sehr anregend, und 1929 akzeptierte er eine Angebot von Ewald an der Technischen Hochschule in Stuttgart. Dort schrieb er, was er für sein größtes Papier hielt, Zur Theorie des Durchgangs schneller Korpuskularstrahlen durch Materie ([DieTheoriederPassageschnellerCorpuscularRaysThroughMatter“)^[23] Borns Interpretation der Schrödinger-Gleichung erzeugte eine vereinfachte Formel für Kollisionsprobleme unter Verwendung einer Fourier-Transformation, die heute als Bethe-Formel bekannt ist. Er reichte diese Arbeit für seine -Habilitation im Jahr 1930 ein.

Sommerfeld empfahl Bethe 1929 für ein Rockefeller Foundation-Reisestipendium. Damit wurden 150 US-Dollar pro Monat (etwa 2.000 US-Dollar in 2018 Dollar ^[A]) für ein Auslandsstudium bereitgestellt. 1930 entschied sich Bethe für eine Postdoc-Arbeit am Cavendish Laboratory an der University of Cambridge in England, wo er unter der Aufsicht von Ralph Fowler arbeitete. Auf Anfrage von Patrick Blackett, der mit Wolkenkammern arbeitete, erstellte Bethe eine relativistische Version der Bethe-Formel. Bethe war auch für seinen Humor bekannt. Mit Guido Beck und Wolfgang Riezler, zwei weiteren Postdoktoranden, erstellte er einen Scherzartikel über die Quantentheorie der absoluten Nulltemperatur in dem er die Feinstruktur berechnete konstant von der absoluten Null-Temperatur in Celsius-Einheiten. ^[28] Die Zeitung machte Spaß an einer bestimmten Klasse von Arbeiten in der theoretischen Physik des Tages, die rein spekulativ waren und auf falschen numerischen Argumenten beruhten, wie Arthur Eddingtons Versuchen, den Wert von zu erklären die Feinstrukturkonstante aus fundamentalen Mengen in einer früheren Arbeit. Sie wurden gezwungen, sich zu entschuldigen.

Für die zweite Hälfte seines Stipendiums entschied sich Bethe im Februar 1931 für Enrico Fermis Labor in Rom. Er war sehr beeindruckt von Fermi und bedauerte, dass er nicht zuerst nach Rom gegangen war. Bethe entwickelte den Bethe-Ansatz, eine Methode zur Ermittlung der exakten Lösungen für die Eigenwerte und Eigenvektoren bestimmter eindimensionaler Quanten-Vielkörpermodelle. Er wurde von Fermis Einfachheit und Sommerfelds Strenge bei der Annäherung an Probleme beeinflusst, und diese Qualitäten beeinflussten seine spätere Forschung.

Die Rockefeller-Stiftung bot eine Erweiterung des Bethe-Stipendiums an, sodass er 1932 nach Italien zurückkehren konnte. Inzwischen arbeitete Bethe für Sommerfeld in München als Privatdozent . Da Bethe fließend Englisch sprach, ließ Sommerfeld Bethe alle seine englischsprachigen Postdoktoranden beaufsichtigen, einschließlich Lloyd P. Smith von der Cornell University. Bethe nahm eine Anfrage von Karl Scheel an, einen Artikel für das Handbuch der Physik über die Quantenmechanik von Wasserstoff und Helium zu schreiben. Robert Bacher und Victor Weisskopf stellten den Artikel Jahrzehnte später fest und stellten fest, dass er in der Tiefe und Breite der Behandlung des Themas ungewöhnlich war, für die Ausgabe von 1959 jedoch nur wenig Aktualisierung erforderlich war. Bethe wurde dann von Sommerfeld gebeten, ihm bei dem Artikel über Elektronen in Metallen zu helfen. Der Artikel behandelte die Grundlage dessen, was jetzt als Festkörperphysik bezeichnet wird. Bethe nahm ein sehr neues Feld und bot eine klare, kohärente und vollständige Berichterstattung darüber. Seine Arbeit an den Artikeln handbook beschäftigte die meiste Zeit in Rom, aber er schrieb auch zusammen mit Fermi eine Arbeit über ein anderes neues Gebiet, die Quantenelektrodynamik, die die relativistischen Wechselwirkungen geladener Teilchen beschreibt.

In 1932 nahm Bethe eine Anstellung als Assistenzprofessor an der Universität Tübingen an, wo Hans Geiger Professor für experimentelle Physik war. Eines der ersten Gesetze der neuen nationalsozialistischen Regierung war das Gesetz zur Wiederherstellung des Berufsbeamtentums. Aufgrund seines jüdischen Hintergrunds wurde Bethe von seiner Arbeit an der Universität, die eine Regierungsstelle war, entlassen. Geiger weigerte sich zu helfen, aber Sommerfeld gab Bethe sofort sein Stipendium in München zurück. Sommerfeld verbrachte einen Großteil des Sommersemesters 1933 mit der Suche nach Plätzen für jüdische Studenten und Kollegen.

Bethe verließ Deutschland 1933 und zog nach England, nachdem er ein Angebot für eine Stelle als Dozent an der University of Manchester für ein Jahr erhalten hatte William Lawrence Bragg. Er zog mit seiner Freundin Rudolf Peierls und Peierls Frau Genia zusammen. Peierls war ein deutscher Physiker, der wegen seiner jüdischen Eltern auch aus akademischen Positionen in Deutschland ausgeschlossen worden war. Dies bedeutete, dass Bethe jemanden hatte, mit dem er auf Deutsch sprechen konnte, und dass er kein englisches Essen essen musste. Ihre Beziehung war sowohl professionell als auch persönlich. Peierls weckte Bethes Interesse an der Kernphysik. Nachdem James Chadwick und Maurice Goldhaber die Photodisintegration von Deuterium entdeckt hatten, ^[41] forderte Chadwick Bethe und Peierls heraus, eine theoretische Erklärung für dieses Phänomen zu finden. Dies taten sie auf der vierstündigen Zugfahrt von Cambridge nach Manchester. Bethe würde in den kommenden Jahren weiter nachforschen.

1933 suchte die Physikabteilung von Cornell nach einem neuen theoretischen Physiker, und Lloyd Smith empfahl Bethe nachdrücklich. Dies wurde von Bragg unterstützt, der zu dieser Zeit Cornell besuchte. Im August 1934 bot Cornell Bethe eine Stelle als stellvertretender Professor an. Bethe hatte bereits ein Jahr lang ein Stipendium angenommen, um mit Nevill Mott an der University of Bristol zu arbeiten, aber Cornell stimmte zu, ihn im Frühjahr 1935 beginnen zu lassen. Bevor er in die Vereinigten Staaten reiste, besuchte er das Niels Bohr Institute in Kopenhagen im September 1934, wo er Hilde Levi vorschlug, der sie akzeptierte. Das Match wurde jedoch von Bethes Mutter abgelehnt, die nicht wollte, dass er ein jüdisches Mädchen heiratete, obwohl sie selbst Jüdin war, und Bethe brach ihre Verlobung einige Tage vor ihrem Hochzeitsdatum im Dezember ab. Niels Bohr und James Franck waren so schockiert Bethes Verhalten, dass er erst nach dem Zweiten Weltkrieg erneut ins Institut eingeladen wurde.

Vereinigte Staaten [ edit ]

Bethe kam im Februar 1935 in die Vereinigten Staaten und trat dem Verein bei Fakultät an der Cornell University mit einem Gehalt von 3.000 $. Die Ernennung von Bethe war Teil einer bewussten Anstrengung des neuen Abteilungsleiters der Physikabteilung, Roswell Clifton Gibbs, um sich mit der Atomphysik zu beschäftigen. Gibbs hatte Stanley Livingston, der mit Ernest Lawrence zusammengearbeitet hatte, beauftragt, in Cornell ein Zyklotron zu bauen. Um das Team zu vervollständigen, brauchte Cornell einen Experimentalisten und rekrutierte auf Anraten von Bethe und Livingston Robert Bacher. Bethe erhielt Anfragen für einen Besuch der Columbia University von Isidor Isaac Rabi, der Princeton University von Edward Condon, der University of Rochester von Lee DuBridge, der Purdue University von Karl Lark-Horovitz, der University of Illinois in Urbana-Champaign von der Francis Wheeler Loomis und der Harvard University aus John Hasbrouck Van Vleck. Gibbs versuchte zu verhindern, dass Bethe durch die Ernennung zum ordentlichen Assistenzprofessor im Jahr 1936 gewildert wurde, mit der Gewissheit, dass die Beförderung zum Professor bald folgen würde.

Zusammen mit Bacher und Livingston veröffentlichte Bethe eine Reihe von drei Artikeln [19659035]das das meiste, was bis dahin zum Thema Kernphysik bekannt war, zusammenfasste, ein Bericht, der informell als "Bethe-Bibel" bekannt wurde und für viele Jahre das Standardwerk zu diesem Thema blieb. In diesem Bericht fuhr er auch fort, wo andere aufhörten, und füllte Lücken in der älteren Literatur. Loomis bot Bethe eine Professur an der University of Illinois in Urbana-Champaign an, aber Cornell entsprach dem Angebot und dem Gehalt von 6.000 Dollar. Er schrieb an seine Mutter:

Ich bin über den führenden Theoretiker in Amerika. Das heißt nicht das Beste. Wigner ist sicher besser und Oppenheimer und Teller sind wahrscheinlich genauso gut. Aber ich mache mehr und rede mehr und das zählt auch.

Darstellung der Proton-Proton-Kettenreaktionssequenz

Überblick über den CNO-I-Zyklus. Der Heliumkern wird im Schritt links oben freigelassen.

Am 17. März 1938 besuchte Bethe das Carnegie Institute und die vierte Washington Conference of Theoretical Physics der George Washington University. Es gab nur 34 eingeladene Teilnehmer, aber dazu gehörten Gregory Breit, Subrahmanyan Chandrasekhar, George Gamow, Donald Menzel, John von Neumann, Bengt Strömgren, Edward Teller und Merle Tuve. Anfangs lehnte Bethe die Einladung ab, weil das Thema der Konferenz, die Sternenerzeugung, ihn nicht interessierte, aber Teller überzeugte ihn zu kommen. Auf der Konferenz erläuterte Strömgren ausführlich, was über Temperatur, Dichte und chemische Zusammensetzung der Sonne bekannt war, und forderte die Physiker auf, eine Erklärung vorzulegen. Gamow und Carl Friedrich von Weizsäcker hatten in einem Artikel von 1937 vorgeschlagen, die Energie der Sonne sei das Ergebnis einer Proton-Proton-Kettenreaktion:

Dies berücksichtigte jedoch nicht die Beobachtung von Elementen, die schwerer als Helium waren. Am Ende der Konferenz hatte Bethe in Zusammenarbeit mit Charles Critchfield eine Reihe von nuklearen Reaktionen gefunden, aus denen hervorgeht, wie die Sonne scheint:

Dass dies nicht die Prozesse in schwereren Sternen erklärt, wurde nicht übersehen. Zu dieser Zeit gab es Zweifel, ob der Proton-Proton-Zyklus die Vorgänge in der Sonne beschreibt, aber neuere Messungen der Kerntemperatur und der Leuchtkraft der Sonne zeigen, dass dies der Fall ist. Nach seiner Rückkehr nach Cornell untersuchte Bethe die relevanten Kernreaktionen und Reaktionsquerschnitte und führte zur Entdeckung des Kohlenstoff-Stickstoff-Sauerstoff-Zyklus (CNO-Zyklus):

Die beiden Papiere, eine über den Proton-Proton-Zyklus, co -mit Critchfield autorisiert, und der andere über den Kohlenstoff-Sauerstoff-Stickstoff-Zyklus (CNO-Zyklus) wurde zur Physical Review zur Veröffentlichung geschickt. Nach Kristallnacht hatte Bethes Mutter Angst gehabt, in Deutschland zu bleiben. Sie nutzte ihren Straßburger Ursprung aus und konnte im Juni 1939 mit der französischen Quote in die Vereinigten Staaten auswandern, statt mit der deutschen, die voll war. Bethe's Student Robert Marshak stellte fest, dass die New Yorker Akademie der Wissenschaften einen Preis in Höhe von 500 US-Dollar für die beste unveröffentlichte Arbeit zum Thema Sonnen- und Sternenenergie anbot. Bethe, der 250 Dollar brauchte, um die Möbel seiner Mutter zu veröffentlichen, zog das CNO-Zykluspapier zurück und schickte es an die New York Academy of Sciences. Es gewann den Preis, und Bethe gab Marshak $ 50 Finder's Fee und verwendete $ 250, um die Möbel seiner Mutter zu veröffentlichen. Das Papier wurde später in der Physical Review im März veröffentlicht. Es war ein Durchbruch im Verständnis der Sterne und würde Bethe 1967 den Nobelpreis für Physik verleihen. 2002 schickte Bethe im Alter von 96 Jahren eine handschriftliche Notiz an John N. Bahcall und gratulierte ihm zu der Verwendung von Sonnenneutrino-Beobachtungen zeigen, dass der CNO-Zyklus etwa 7% der Sonnenenergie ausmacht; Die Neutrino-Beobachtungen begannen mit Raymond Davis Jr., dessen Experiment auf Berechnungen und Ermutigungen von Bahcall basierte, und dazu führte, dass Davis einen Anteil am Nobelpreis 2002 erhielt.

Bethe heiratete im September Rose Ewald, die Tochter von Paul Ewald 13, 1939, in einer einfachen standesamtlichen Zeremonie. Sie hatten zwei Kinder, Henry und Monica. ^[64] (Henry war Vertragsbrückefachmann und ehemaliger Ehemann von Kitty Munson Cooper.) ^[65] Im März 1941 wurde er eingebürgert in die Vereinigten Staaten. 1947 schrieb er an Sommerfeld. Bethe vertraute darauf, dass "ich in Amerika viel mehr zu Hause bin als je in Deutschland. Als wäre ich nur aus Versehen in Deutschland geboren und kam erst mit 28 in meine wahre Heimat."

Manhattan Project edit ]

Als der Zweite Weltkrieg begann, wollte Bethee zu den Kriegsanstrengungen beitragen, konnte aber nicht an klassifizierten Projekten arbeiten, bis er Bürger wurde. Dem Rat des Caltech-Aerodynamikers Theodore von Kármán folgend, arbeitete Bethe mit seinem Freund Teller an einer Theorie der Stoßwellen, die durch den Durchgang eines Geschosses durch ein Gas erzeugt werden. Bethe hielt es für eine ihrer einflussreichsten Zeitungen. Er arbeitete auch an einer Theorie der Rüstungsdurchdringung, die sofort von der Armee eingestuft wurde, was Bethe, der zu dieser Zeit noch kein amerikanischer Staatsbürger war, unzugänglich machte.

Nachdem er im Dezember 1941 eine Sicherheitsüberprüfung erhalten hatte, trat er der MIT Radiation bei Labor, wo er den Bethe-Hole-Richtkoppler erfand, der in Mikrowellen-Wellenleitern, wie sie beispielsweise in Radargeräten verwendet werden, verwendet wird. Im Juni 1942 in Chicago und im Juli an der University of California in Berkeley nahm er auf Einladung von Robert Oppenheimer an einer Reihe von Treffen teil, bei denen die ersten Entwürfe für die Atombombe diskutiert wurden. Sie gingen die vorläufigen Berechnungen von Robert Serber, Stan Frankel und anderen durch und diskutierten die Möglichkeiten der Verwendung von Uran-235 und Plutonium. Teller hob dann die Aussicht auf ein thermonukleares Gerät, Tellers "Super" -Bombe. Einmal fragte Teller, ob der Stickstoff in der Atmosphäre angezündet werden könnte. Es lag an Bethe und Emil Konopinski, die Berechnungen durchzuführen, um zu beweisen, dass dies nicht möglich war. "Die Spaltbombe musste gemacht werden", erinnert er sich später, "weil die Deutschen es vermutlich getan haben." ^[72]

Als Oppenheimer mit der Gründung eines geheimen Waffenlaboratoriums beauftragt wurde, In Los Alamos ernannte er Bethe zum Direktor der T-Abteilung (Theoretische Abteilung), der kleinsten, aber renommiertesten Abteilung des Labors. Dieser Schritt ärgerte den ebenso qualifizierten, aber schwieriger zu handhabenden Teller und Felix Bloch, der den Job begehrt hatte. Eine Reihe von Meinungsverschiedenheiten zwischen Bethe und Teller zwischen Februar und Juni 1944 über die relative Priorität der Superforschung führte dazu, dass Tellers Gruppe aus der T-Division entfernt und direkt unter Oppenheimer platziert wurde. Im September wurde es Teil der neuen F-Division von Fermi.

Zu den Arbeiten von Bethe in Los Alamos zählten die Berechnung der kritischen Masse und Effizienz von Uran-235 und die Vermehrung der Kernspaltung in einer explodierenden Atombombe. Zusammen mit Richard Feynman entwickelte er eine Formel zur Berechnung der Sprengkraft der Bombe. Nach dem Umbau des Labors im August 1944, um das Problem der Implosion der Plutoniumbombe zu lösen, beschäftigte sich Bethe viel mit der Untersuchung der hydrodynamischen Aspekte der Implosion, die er 1944 fortsetzte. 1945 arbeitete er daran der Neutroneninitiator und später die Strahlungsausbreitung einer explodierenden Atombombe. Der Trinity-Atomtest bestätigte die Richtigkeit der Ergebnisse der T-Division. Als es am 16. Juli 1945 in der Wüste von New Mexico detonierte, war Bethe unmittelbar um seine effiziente Arbeit und nicht um seine moralischen Implikationen besorgt. Berichten zufolge soll er kommentiert haben: "Ich bin kein Philosoph." ^[80]

Wasserstoffbombe [ edit ]

Nach dem Krieg argumentierte Bethe, dass ein Absturzprojekt für die Wasserstoffbombe erfolgen sollte nicht versucht werden, obwohl nachdem Präsident Harry Truman den Beginn eines solchen Projekts und den Ausbruch des Koreakrieges angekündigt hatte, er unterschrieb und eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung der Waffe spielte. Obwohl er das Projekt zu Ende führen würde, hoffte Bethe, dass es unmöglich sei, die Wasserstoffbombe zu schaffen. Er äußerte sich später im Jahr 1968 zu dem scheinbaren Widerspruch in seiner Haltung. Er hatte sich zunächst der Entwicklung der Waffe widersetzt und später mitgeholfen:

Nur wenige Monate zuvor war der Koreakrieg ausgebrochen und ich sah zum ersten Mal eine direkte Konfrontation mit den Kommunisten. Es war zu störend. Der kalte Krieg sah aus, als würde es heiß werden. Ich wusste, dass ich meine frühere Position umkehren musste. Wenn ich nicht an der Bombe arbeitete, würde es jemand anders tun - und ich hätte gedacht, wenn ich in Los Alamos wäre, könnte ich immer noch eine Abrüstungskraft sein. Also stimmte ich zu, die H-Bombe zu entwickeln. Es schien ziemlich logisch. Aber manchmal wünschte ich mir, ich wäre ein konsequenterer Idealist.

In Bezug auf seine eigene Rolle in dem Projekt und seine Beziehung zum Streit um den Verantwortlichen für das Design sagte Bethe später:

Nachdem die H-Bombe hergestellt wurde, begannen die Reporter Teller den Vater der H-Bombe zu nennen. Aus Gründen der Geschichte denke ich, es ist genauer zu sagen, dass Ulam der Vater ist, weil er den Samen zur Verfügung gestellt hat, und Teller die Mutter ist, weil er bei dem Kind geblieben ist. Ich glaube, ich bin die Hebamme.

1954 sagte Bethe im Namen von J. Robert Oppenheimer während der Oppenheimer Sicherheitsverhandlung aus. Bethe argumentierte insbesondere, Oppenheimers Haltung gegen die Entwicklung der Wasserstoffbombe in den späten 1940er Jahren habe seine tatsächliche Entwicklung nicht behindert, ein Thema, das als entscheidender Motivationsfaktor für die Anhörung angesehen wurde. Bethe behauptete, dass die Entwicklungen, die zum erfolgreichen Teller-Ulam-Design führten, eine Angelegenheit des Zufalls seien und keine Frage der Arbeitskräfte oder der logischen Entwicklung der bereits vorhandenen Ideen. Während der Anhörung versuchten Bethe und seine Frau auch, Edward Teller von der Aussage zu überzeugen. Teller stimmte jedoch nicht zu, und seine Aussage spielte eine wichtige Rolle bei der Aufhebung der Sicherheitsfreigabe von Oppenheimer. Während Bethe und Teller während der Vorkriegsjahre sehr gute Bedingungen hatten, trübte der Konflikt zwischen ihnen während des Manhattan-Projekts und insbesondere während der Oppenheimer-Episode ihre Beziehung dauerhaft.

Spätere Arbeit [ edit ]

Lamb shift [ edit ]

Nachdem der Krieg zu Ende war, kehrte Bethe nach Cornell zurück. Im Juni 1947 nahm er an der Shelter Island Conference teil. Die Konferenz über die "Grundlagen der Quantenmechanik", gesponsert von der National Academy of Sciences und im Ram's Head Inn auf Shelter Island, New York, war die erste große Physikkonferenz seit dem Krieg. Es war eine Chance für amerikanische Physiker, zusammen zu kommen, um dort weiterzumachen, wo sie vor dem Krieg aufgehört hatten, und die Richtung der Nachkriegsforschung festzulegen.

Ein Hauptgespräch auf der Konferenz war die Entdeckung von Willis Lamb und seiner Robert Retherford, der Student der Universität, kurz vor Beginn der Konferenz, dass einer der zwei möglichen Quantenzustände von Wasserstoffatomen etwas mehr Energie hatte als von der Theorie von Paul Dirac vorausgesagt; Dies wurde als Lammverschiebung bekannt. Oppenheimer und Weisskopf wiesen darauf hin, dass dies auf Quantenfluktuationen des elektromagnetischen Feldes zurückzuführen sei. Die Quantenelektrodynamik (QED) der Vorkriegszeit lieferte dafür absurde, unendliche Werte. Aber die Lamb-Schicht zeigte, dass es sowohl real als auch endlich war. Hans Kramers schlug eine Renormalisierung als Lösung vor, aber niemand wusste, wie die Berechnung durchgeführt werden sollte. ^[86]

Bethe schaffte es im Zug von New York nach Schenectady. Er erreichte einen Wert von 1040 MHz, der dem von Lamb und Retherford experimentell ermittelten Wert sehr nahe kam. Er tat dies, indem er erkannte, dass dies ein nichtrelativistischer Prozess war, der die Berechnungen erheblich vereinfachte. Sein Artikel, veröffentlicht in Physical Review im August 1947, war nur zwei Seiten lang und enthielt nur 12 mathematische Gleichungen, war jedoch enorm einflussreich. Bisher war man davon ausgegangen, dass die Unendlichkeit bedeutete, dass QED grundlegend fehlerhaft war und dass eine neue, radikale Theorie erforderlich war. Bethe zeigte, dass dies nicht notwendig war. Eine der berühmtesten Zeitungen von Bethe ist eine, die er nie geschrieben hat: die Alpher-Bethe-Gamow-Zeitung von 1948. ^[88] George Gamow fügte (in Abwesenheit) den Namen Bethe hinzu, ohne ihn zu konsultieren, da er wusste, dass Bethe nichts dagegen hätte, und gegen Ralph Alphers Wünsche. Dies war offenbar ein Spiegelbild von Gamows Sinn für Humor, er wollte einen Papiertitel haben, der wie die ersten drei Buchstaben des griechischen Alphabets klingen würde. Als einer der Physical Review '' s sah Bethe das Manuskript und streifte die Worte "in Abwesenheit".

Astrophysics [ edit ] 19659070] Bethe glaubte, dass der Atomkern wie ein Quantenflüssigkeitsabfall sei. Er untersuchte das Atomproblem, indem er die Arbeit von Keith Brueckner zur Störungstheorie berücksichtigte. In Zusammenarbeit mit Jeffrey Goldstone entwickelte er eine Lösung für den Fall, dass ein unendliches Hardcore-Potenzial bestand. In Zusammenarbeit mit Baird Brandow und Albert Petschek entwickelte er eine Annäherung, die die Streuungsgleichung in eine leicht lösbare Differentialgleichung umwandelte. Dies führte ihn dann zur Bethe-Faddeev-Gleichung, einer Verallgemeinerung des Ansatzes von Ludvig Faddeev zur Dreikörperstreuung. Anschließend benutzte er diese Techniken, um die Neutronensterne zu untersuchen, deren Dichte denjenigen der Kerne ähnelt.

Bethe forschte in seinen späten neunziger Jahren weiter an Supernovae, Neutronensternen, Schwarzen Löchern und anderen Problemen der theoretischen Astrophysik. Dabei arbeitete er mit Gerald E. Brown von der Stony Brook University zusammen. 1978 schlug Brown vor, dass sie bei Supernovae zusammenarbeiten. Diese waren zu dieser Zeit einigermaßen gut verstanden, aber die Berechnungen waren immer noch ein Problem. Mit Techniken, die aus jahrzehntelanger Arbeit mit der Kernphysik und einigen Erfahrungen mit Berechnungen von Atomexplosionen entwickelt worden waren, ging Bethe auf die Probleme ein, die mit dem Gravitationskollaps von Sternen einhergingen und wie verschiedene Faktoren eine Supernova-Explosion beeinflussten. Wieder konnte er das Problem auf eine Reihe von Differentialgleichungen reduzieren und lösen. ^[91]

Im Alter von 85 Jahren schrieb Bethe einen wichtigen Artikel über das solare Neutrino-Problem, in dem Er half beim Aufbau des von Stanislav Mikheyev, Alexei Smirnov und Lincoln Wolfenstein vorgeschlagenen Umwandlungsmechanismus für Elektronenneutrinos in Myon-Neutrinos, um eine ärgerliche Diskrepanz zwischen Theorie und Experiment zu erklären. Bethe argumentierte, dass Physik jenseits des Standardmodells erforderlich war, um das Solarneutrino-Problem zu verstehen, da davon ausgegangen wurde, dass Neutrinos keine Masse haben und sich daher nicht ineinander metamorphisieren können. während der MSW-Effekt dies erforderte. Bethe hoffte, dass das Sudbury Neutrino Observatory (SNO) in Ontario, Kanada, zu seinem 90. Geburtstag beweiskräftige Beweise finden würde, aber er erhielt den Anruf von SNO erst im Juni 2001, als er fast 95 Jahre alt war. ^[94]

Im Jahr 1996 wandte sich Kip Thorne an Bethe und Brown wegen LIGO, dem Laser-Interferometer-Gravitationswellen-Observatorium, das die Gravitationswellen durch das Verschmelzen von Neutronensternen und Schwarzen Löchern detektieren soll. Da Bethe und Brown Dinge gut kalkulieren konnten, die nicht gesehen werden konnten, konnten sie sich die Zusammenschlüsse ansehen? Der 90-jährige Bethe wurde schnell begeistert und begann bald mit den erforderlichen Berechnungen. Das Ergebnis war ein Papier aus dem Jahr 1998 über die "Evolution von binären kompakten Objekten, die zusammenführen", die Brown als das Beste betrachtete, das die beiden zusammen produzierten. ^[96]

Politische Einstellungen [

Bethe wird von Journalisten interviewt

Im Jahr 1968 veröffentlichte Bethe zusammen mit IBM-Physiker Richard Garwin einen Artikel, in dem das vom US-Verteidigungsministerium vorgeschlagene Anti-ICBM-Verteidigungssystem im Detail kritisiert wurde. Die beiden Physiker beschrieben in dem Artikel, dass fast jede von den USA ergriffene Maßnahme durch den Einsatz relativ einfacher Lockvögel leicht zu vereiteln wäre. ^[97] Bethe war eine der Hauptstimmen in der wissenschaftlichen Gemeinschaft hinter der Unterzeichnung des Partial Test Ban von 1963 Vertrag verbietet weitere atmosphärische Atomwaffentests.

In den achtziger und neunziger Jahren setzte sich Bethe für die friedliche Nutzung der Kernenergie ein. Nach der Tschernobyl-Katastrophe war Bethe Teil eines Expertenkomitees, das den Vorfall analysierte. Sie kamen zu dem Schluss, dass der Reaktor an einem grundlegend fehlerhaften Design litt und auch menschliches Versagen wesentlich zum Unfall beigetragen hatte. "Meine Kollegen und ich stellten fest", erklärte er, "dass die Tschernobyl-Katastrophe uns eher über die Mängel des politischen und administrativen Systems der Sowjets als über Probleme mit der Atomenergie berichtet." Atomenergie, die er 1977 als "Notwendigkeit, nicht nur als Option" bezeichnete.

In den 1980er Jahren lehnten er und andere Physiker das von der Ronald Reagan-Regierung konzipierte Raketensystem der Strategic Defense Initiative ab. Im Jahr 1995, im Alter von 88 Jahren, schrieb Bethe einen offenen Brief, in dem er alle Wissenschaftler aufforderte, "die Arbeit an jedem Aspekt der Entwicklung und Herstellung von Atomwaffen einzustellen". ^[102] Im Jahr 2004 unterschrieb er mit 47 anderen Nobelpreisträgern ein Schreiben, in dem John Kerry für den Präsidenten der Vereinigten Staaten als jemand gebilligt wurde, der "die Wissenschaft an ihrem geeigneten Platz in der Regierung wiederherstellen" würde. ^[103]

Der Historiker Gregg Herken schrieb:

Als Oppenheimer starb, übernahm der langjährige Freund von Oppie, Hans Bethe, den Mantel des Gewissenswissenschaftlers in diesem Land. Like Jefferson and Adams, Teller and Bethe would live on into the new century which they and their colleagues had done so much to shape.

Personal life[edit]

Bethe's hobbies included a passion for stamp-collecting. He loved the outdoors, and was an enthusiastic hiker all his life, exploring the Alps and the Rockies. He died in his home in Ithaca, New York on March 6, 2005 ^[107] of congestive heart failure.^[72] He was survived by his wife Rose and two children.^[108] At the time of his death, he was the John Wendell Anderson Professor of Physics, Emeritus at Cornell University.^[109]

Honors and awards[edit]

Bethe received numerous honors and awards in his lifetime and afterwards. He became a Fellow of the American Academy of Arts and Sciences in 1947,^[110] and that year was received the National Academy of Sciences's Henry Draper Medal.^[111] He was awarded the Max Planck Medal in 1955, the Franklin Medal in 1959, the Royal Astronomical Society's Eddington Medal and the United States Atomic Energy Commission's Enrico Fermi Award in 1961, the Rumford Prize in 1963,^[113] the Nobel Prize in Physics in 1967,^[64] the National Medal of Science in 1975,^[114]Oersted Medal in 1993,^[115] the Bruce Medal in 2001,^[116] and the Benjamin Franklin Medal for Distinguished Achievement in the Sciences by the American Philosophical Society posthumously in 2005.^[117]

Bethe was elected Foreign Member of the Royal Society (ForMemRS) in 1957,^[1] and he gave the 1993 Bakerian Lecture at the Royal Society on the Mechanism of Supernovae.^[118] In 1978 he was elected a Member of the German Academy of Sciences Leopol dina.^[119]

Cornell named the third of five new residential colleges, each of which is named after a distinguished former member of the Cornell faculty, Hans Bethe House after him,^[120] as was the Hans Bethe Center, 322 4th St. NE, Washington, DC, home to the Council for a Livable World, where Bethe was a longtime board member,^[121] and the Bethe Center for Theoretical Physics at University of Bonn in Germany.^[122] He also has an asteroid, 30828 Bethe, that was discovered in 1990 named after him,^[123] as was the American Physical Society's Hans Bethe Prize.^[124]

Selected publications[edit]

• Bethe, H. A. "Theory of High Frequency Rectification by Silicon Crystals", Massachusetts Institute of Technology (MIT) Radiation Laboratory, United States Department of Energy (through predecessor agency the Atomic Energy Commission), (October 29, 1942).
• Bethe, H. A. "Theoretical Estimate of Maximum P ossible Nuclear Explosion", Knolls Atomic Power Laboratory-Schenectady, N.Y., United States Department of Energy (through predecessor agency the Atomic Energy Commission), (January 31, 1950).
• Bethe, H. A.; Rajaraman, R. "Three-body Problem in Nuclear Matter", University of Southern California-Los Angeles, United States Department of Energy (through predecessor agency the Atomic Energy Commission), (1967).
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References[edit]

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External links[edit]

• 1986 Video Interview War and Peace in the Nuclear Age
• 1993 Audio Interview with Hans Bethe by Richard Rhodes Voices of the Manhattan Project
• 1982 Audio Interview with Hans Bethe by Martin Sherwin Voices of the Manhattan Project
• 2014 Video Interview with Rose Bethe by Cynthia C. Kelly Voices of the Manhattan Project
• Three Lectures by Hans Bethe, from the Cornell University
• Text of the Eddington Medal award speech
• Obituaries
• Annotated bibliography for Hans Bethe from the Alsos Digital Library for Nuclear Issues
• Oral History interview transcript with Hans Bethe 17 January 1967, American Institute of Physics, Niels Bohr Library and Archives
• Video of a talk titled "Writing the Biography of a Living Scientist: Hans Bethe," delivered by S.S. Schweber
• Hans Bethe tells his life story at Web of Stories
• O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F., "Hans Bethe", MacTutor History of Mathematics archiveUniversity of St Andrews.
• Hans Bethe at the Mathematics Genealogy Project
• Bowley, Roger; Merrifield, Michael; Padilla, Antonio (Tony). "αβγ – The Alpha Beta Gamma Paper". Sixty Symbols. Brady Haran for the University of Nottingham.