01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Физика
8 июля
Нобелевские лауреаты: Чарльз Гловер Баркла

Третья подряд «рентгеновская» премия

Чарльз Гловер Баркла
Wikimedia Commons

О третьей подряд «рентгеновской» премии по физике, о хорошем экспериментаторе и плохом теоретике и об очередном ученике «делателя нобелевских лауреатов» рассказывает сегодняшний выпуск рубрики «Как получить Нобелевку».

Чарльз Гловер Баркла

Родился: 7 июня 1877 года, Уиднес, графство Ланкашир, Англия, Великобритания

Умер:23 октября 1944 года, Эдинбург, Шотландия, Великобритания

Лауреат Нобелевской премии по физике 1917 года. Формулировка Нобелевского комитета: «За открытие характеристического рентгеновского излучения элементов (For his discovery of the characteristic Röntgen radiation of the elements, another important step in the development of X-ray spectroscopy)».

Удивительное дело, но три Нобелевских премии по физике подряд (в 1914-м, 1915-м и 1917-м, в 1916 году премия не присуждалась), дали, фактически, за одну и ту же узкую область физики – за изучение взаимодействия рентгеновского излучения и твердого вещества. Макс фон Лауэ открыл дифракцию рентгена на кристаллах, тем самым поставив точку в споре о том, что из себя представляют рентгеновские лучи: электромагнитные волны или поток частиц. Отец и сын — Уильям Генри Брэгг и Уильям Лоуренс Брэгг — приспособили эту дифракцию для определения структуры кристаллов, а лауреат 1917 года сумел при помощи рентгена проникнуть вглубь атома. Впрочем, по-хорошему, Чарльз Гловер Баркла должен был разделить эту премию с другим англичанином, но самый многобещающий юный физик XX столетия в 1915 году пал на фронтах Первой мировой...

4117cb1758292ae3f180828b5fdb5d18b437d2fe
Чарльз Гловер Баркла, 1917 год
Wikimedia Commons

Наш герой родился 7 июня 1877 года в Ланкашире. Впрочем, уже по поводу даты его рождения есть вопросы: справочники и энциклопедии, биографии (в том числе и опубликованные сразу после смерти), выдают и другую дату: 27 июня, и обе даты активно разошлись по новейшим изданиям. Это к слову о том, как одна ошибка может легко размножиться в современном мире. Тем не менее, мы будем придерживаться именно первой даты, поскольку она указана в официальном некрологе Барклы, выпущенном Королевским обществом Эдинбурга – шотландской национальной академии наук, членом которой наш герой был.

Итак, вернемся к детству Чарли. Его отцом был Джон Мартин Баркла, секретарь химической компании «Атлас». Мать, Сара Баркла, в девичестве носила фамилию Гловер, которая и стала вторым именем нашего героя.

Среднюю школу Баркла оканчивал в Ливерпуле: там работала школа сэра Генри Роскоу и сэра Дональда Макалистера при Ливерпульском институте. В 1895 году он получил сразу две персональные стипендии (так называемую стипендию Бибби и стипендию совета графства) и поступил в Университетский колледж Ливерпуля, где учился математике и экспериментальной физике. Видимо, второе ему давалось лучше: когда Баркла в 1898 году получил степень бакалавра, он получил ее с отличием по физике. Так и повелось: в науке у нашего героя закрепилась слава первоклассного экспериментатора, но слабого теоретика.

В 1899 году Баркла стал магистром и пошел работать в Тринити-колледж в Кембридж. Угадайте, к кому? Правильно, к «делателю нобелевских лауреатов», Джозефу Джону Томсону.

F07640663b0131d67c51722768ce7602e7127ce5
Джозеф Джон Томсон
Wikimedia Commons

Первая работа Барклы у Томсона была посвящена скорости распространения электричества по проводам, а точнее, тому, как на эту скорость влияют диаметр и материал проводов. Статья была опубликована в 1900 году, а затем «Джи-Джи», которым Баркла откровенно восхищался, поручил своему молодому сотруднику заняться изучением рентгеновских лучей. Эта тема стала для нашего героя главной на всю его оставшуюся жизнь.

Еще до того, как в физику рентгеновских лучей пришел молодой сотрудник Томсона, а именно, в 1897 году, было сделано любопытное открытие: когда рентген попадает на вещество – будь то газ, жидкость или твердое тело — возникает вторичное излучение.

Первое важное открытие Барклы, который изначально полагал, что вторичное рентгеновское излучение – это всего лишь рассеяние, состояло в выделении двух вторичных излучений. Первое, действительно связанное с рассеянием, было таким же, как и приходящее на вещество. А вот второе…

Второе оказалось более «мягким», обладало меньшей проницающей способностью. Это свойство зависело порядкового номера элемента в таблице Менделеева. А это означало, что во время взаимодействия рентгеновское излучение что-то делает с атомом.

Открытое излучение Баркла назвал характеристическим. Нужно сказать, что Баркла стал одним из тех ученых, о которых сказали позже: «целью всех британских ученых и чиновников от образования XIX века было облегчить путь для Генри Мозли».

Именно этот физик (научный «внук» Томсона – Мозли работал у Резерфорда), вся научная карьера которого длилась всего 40 месяцев, воспользовался результатами и методом Барклы и смог сделать теоретическое осмысление открытия характеристического излучения.

60867e1b8aa3e9603f2d7a9aea8a792c4e442b90
Генри Мозли
Wikimedia Commons

Усовершенствовав метод, юный физик наблюдал, как различаются спектры отдельных химических элементов. Мозли удалось вывести математическое отношение, связывающее порядковый номер элемента и частоту линий рентгеновского спектра его излучения. Оно подтверждало, что элементы в периодической таблице располагаются правильно, в зависимости от их порядкового номера, и позволяло уточнить положение некоторых из них (Мозли даже предсказал существование еще четырех элементов, которые были открыты и синтезированы – гафний, рений, технеций и прометий). Также это отношение укрепило позиции самого порядкового номера элементов, который некоторые ученые считали второстепенной величиной по сравнению с атомной массой. Позднее выведенная закономерность стала известна как закон Мозли.

Фактически, именно Мозли показал смысл атомного номера элемента – число единиц заряда у ядра и число электронов в нейтральном атоме. Уже потом, на основании квантовой теории атома Бора-Зоммерфельда, удалось и объяснить результат – излучение возникает тогда, когда первичный «рентген» возбуждает внутренние электроны ядра, а потом они «возвращаются» обратно, испуская разницу в энергиях между уровнями. Поэтому энергия характеристического излучения тяжелых ядер выше.

Увы, Нобелевскую премию Мозли вместе с Барклой получить не смог: 27-летний гений, написавший за жизнь всего восемь статей, был убит турецким снайпером в Галлиполийском сражении, а мертвым Нобеля не дают.

В 1917 году Баркла стал нобелевским лауреатом единолично. Точнее – «за 1917 год»: из-за того, что вовсю шла война, лауреат был объявлен только в ноябре 1918 года. Кстати, ни лауреата по химии, ни по медицине за 1917 год так и не назвали.

Как и предыдущие нобелиаты, из-за войны наш герой не смог ни получить премию вовремя, ни прочесть Нобелевскую лекцию. Только в 1920 году в Стокгольме выступление с немудреным названием «Характеристическое рентгеновское излучение» все-таки состоялось.

Надо сказать, что ко времени Нобелевской лекции авторитет нашего героя в физическом мире очень сильно пошатнулся. Как политкорректно пишется в одной из его биографий, «он игнорировал экспериментальные работы других ученых и во все большей степени переоценивал те задачи, которые исследовал сам». При этом Баркла отвергал квантовую теорию – несмотря на вновь и вновь поступающие факты. Когда в 1923 году Артур Комптон открыл свой эффект (рентгеновские лучи выбивают электроны из атомов, ведя себя как частицы и рассеиваются), Баркла отрицал и его…

704ac2dc51f5b7c618e75c3f576d6d39ba8ed9b5
Комптон на обложке журнала Time
Wikimedia Commons

При этом он оставался профессором Эдинбургского университета, до конца жизни был очень дружелюбным и сердечным человеком, идеальным прихожанином методисткой церкви, обожал петь (в Кембридже он учился на стипендию, которая выплачивалась за участие в местном хоре – у Барклы был великолепный баритон)… Он и умер-то, заболев после стресса, вызванного известием о смерти своего младшего сына на фронтах Второй мировой войны. И коллеги все равно относились к Баркле с уважением: он, например, был участником Сольвеевских конгрессов по физике, куда приглашали только самых-самых... Бывают и такие лауреаты Нобелевской премии.

081f6a8617e72c9fd22f26bdbda54a10e67bdedb
Участники третьего Сольвеевского конгресса. Пятый слева в верхнем ряду — Баркла. Первый слева — Брэгг-младший.
Wikimedia Commons

А завершим мы рассказ о нобелевском лауреате в области физики 1917 года цитатой из его письма в Нобелевский комитет, в котором говорятся очень важные и правильные слова о самой премии:

«Нобелевская премия — это без сомнения, самая высокая, самая желанная честь, которая может быть оказана ученому. Конечно, есть много очень явных причин для этого. Было бы жеманством с моей стороны не сказать и о денежной составляющей премии; это особенно важно в настоящее время, когда награды даются тем, кто может показать непосредственные практические результаты своего труда, и тем, кто стремится к знаниям и поиску новых методов, находясь в опасности остаться непризнанными и незамеченными. Это не только большое подспорье ученым, оплата труда которых незначительна; она впечатляет обывателя, как ничто другое, показывает ему важность работы, проводимой в сфере, далекой от его собственных интересов. Кроме того, большинство научных наград получают однозначный и намеренный уклон в пользу ученых определенного национальности, в то время как в лауреаты Нобелевской премии производятся ученые вне зависимости от социального положения или национальности».

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

Комментарии

Все комментарии
САМОЕ ЧИТАЕМОЕ
Обсуждаемое