Нобелевские лауреаты: Йоханнес Штарк

Почему несмотря на важность «Нобелевского» открытия имя Йоханнеса Штарка известно только специалистам, как он подтвердил квантовую теорию и из-за чего стал продвигать «арийскую» науку, Indicator.Ru рассказывает в рубрике «Как получить Нобелевку».

Родился 15 апреля 1874 года, Фрайунг, Бавария, Германская империя.

Умер 21 июня 1957 года, Траунштайн, Бавария, ФРГ.

Нобелевская премия по физике 1919 года. Формулировка Нобелевского комитета: «За открытие эффекта Доплера в каналовых лучах и расщепления спектральных линий в электрическом поле (for his discovery of the Doppler effect in canal rays and the splitting of spectral lines in electric fields)».

Если «физический Нобель» 1918 года достался человеку, о котором все помнят – вне зависимости от знания физики, Максу Планку, то в следующем году его соотечественник остался в памяти лишь у специалистов. И во многом это связано с тем, что Йоханнес Штарк, как сейчас принято, очень умело «переобулся», сменив моральные ориентиры.

Отец Йоханнеса Штарка был крупным землевладельцем, поэтому проблем с поступлением и обучением у будущего лауреата не было. При этом учился он размеренно, и только в 20 лет поступил в Мюнхенский университет, через три года защитив там свою диссертацию под названием «Исследования о саже».

Три года спустя Штарк меняет Мюнхен на более продвинутый Геттинген, в котором проработал шесть лет, и, что удивительно для сравнительно молодого ученого, в возрасте 30 лет основывает научный журнал Jahrbuch der Radioakti-vitat und Elektronik («Ежегодник радиоактивности и электроники»), редактором которого Штарк проработал около девяти лет. А в 31 год, сделав, пожалуй, первое большое и «прорывное» исследование в своей жизни, Штарк умудряется сразу же (1905 год) сделать открытие, которое через 14 лет принесет ему Нобелевскую премию.

Наш герой заинтересовался канальными лучами. Что это такое? Заряженные частицы – несущие положительный заряд ионы — в вакууме движутся к электроду и пролетают сквозь каналы (отверстия в нем). Знакомый нам Вильгельм Вин показал, что в каналах эти ионы разгоняются до огромных скоростей.

Наш же герой решил проверить, влияет ли на их спектр то, движутся ли эти частицы от наблюдателя или к наблюдателю. Фактически, он решил проверить, не сработает ли на спектрах движущихся частиц эффект Доплера.

Современные люди хорошо знают, что это такое: эффект Доплера уже учат в школе, поясняя его на гудке поезда – как меняется частота гудка с приближением поезда и с удалением его от нас.

Изучив хорошо известные спектры простых ионов в канальных лучах, Штарк увидел: эффект Доплера присутствует и тут. У удаляющихся от нас ионов спектр сдвинут в красную область, приближающиеся – в синюю. Так, фактически было открыто красное смещение – правда, пока что на Земле. До постоянной Хаббла были еще годы и годы.

Любопытный факт: в начале своей научной карьеры Штарк охотно приветствовал громивших новую физику Эйнштейна, Планка и других. Так, он был первым, салютовавшим специальной теории относительности, вышедшей одновременно с открытием самого Штарка. Он даже предложил свои наблюдения доплеровского сдвига в подтверждение теории относительности самому автору теории. Более того, в 1907 году Штарк обратился к Эйнштейну с просьбой предоставить для публикации в его журнале статью по общей теории относительности.

В 1913 году Штарк делает новое открытие, необъяснимое с точки зрения классической физики. Как мы, опять же, помним, в 1896 году Питер Зееман обнаружил, что магнитное поле расщепляет спектральные линии светящегося газа или ионов щелочных металлов на три или более линии, расположенных почти вплотную друг к другу. Теперь это известно под названием эффекта Зеемана, а сам Зееман стал вторым нобелевским лауреатом по физике сразу после Рентгена. Штарк, снова отправив ионы в каналы электродов, сумел расщепить спектральные линии водорода во внешнем электрическом поле. Теперь этот эффект знают под именем эффекта Штарка, и какое-то время его безуспешно пытались воспроизвести другие физики. Как и пытались безуспешно объяснить. До явления еще одного будущего нобелевского лауреата, о котором речь пойдет дальше.

В том же 1913 году Нильс Бор предложил квантовую теорию атома водорода. Согласно ней, электроны занимают только конкретные «орбиты», а точнее – энергетические уровни. Каждая спектральная линия возникает при переходе электрона с одного уровня на другой.

Тремя годами позже Арнольд Зоммерфельд и Пауль Эпштейн показали, что приложенное к атому водорода магнитное поле изменяет энергетические уровни. Так получаются расщепленные линии Штарка. Так что Штарк, сам того не ведая, подтвердил и теорию атома Бора, и квантовую теорию вообще. Поэтому, в общем, неудивительно, что он получил премию сразу за Планком. Правда, удивительно, почему этого же не произошло с Нильсом Бором.

Пожалуй, «нобелевка» испортила Штарка. Он активно полез в политику (как мы помним, Германская империя рухнула, и Штарк попытался подгрести немецкую науку под себя), вложил нобелевский капитал в фарфоровую фабрику… В общем, не очень красиво себя вел, что отвратило от него многих коллег. Взаимное недовольство нарастало, и Штарк с приходом к власти Гитлера начал активно строить «арийскую» физику. Вместе со знакомым нам Филиппом фон Ленардом. Штарка заклинило, и он начал нападать на всех, с кем был несогласен, называя неугодных неевреев «белыми евреями в науке». Под раздачу попали Макс фон Лауэ, Вернер Гейзенберг и многие другие.

Впрочем, возможно, Штарку повезло. В 1936 году, когда поддержанный им план добычи золота не сработал, он попал в немилось у Альфреда Розенберга – и ушел в отставку, занимаясь садоводством, что позволило ему прожить еще 21 год… Но от наказания за сотрудничество с нацистами он не ушел: в 1947 году суд признал его лицом, совершившим тяжкое приступление, и приговорил к четырем годам тюрьмы.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram.