Norman Foster Ramsey Jr. -Norman Foster Ramsey Jr.

Norman Foster Ramsey Jr.
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Nascer ( 1915-08-27 )27 de agosto de 1915
Washington, DC, EUA
Morreu 4 de novembro de 2011 (2011-11-04)(96 anos)
Alma mater
Conhecido por Interferometria de Ramsey
Parentes Anne Ramsey (prima)
Prêmios
Carreira científica
Campos Física
Instituições
Orientador de doutorado Isidor Isaac Rabi
Estudantes de doutorado
Outros alunos notáveis Sunney Chan ( pós-doc )

Norman Foster Ramsey Jr. (27 de agosto de 1915 - 4 de novembro de 2011) foi um físico americano que recebeu o Prêmio Nobel de Física de 1989 , pela invenção do método de campo oscilatório separado, que teve importantes aplicações na construção de relógios atômicos . Professor de física na Universidade de Harvard durante a maior parte de sua carreira, Ramsey também ocupou vários cargos em agências governamentais e internacionais como a OTAN e a Comissão de Energia Atômica dos Estados Unidos . Entre suas outras realizações estão ajudando a fundar o Laboratório Nacional Brookhaven do Departamento de Energia dos Estados Unidos e o Fermilab .

Vida pregressa

Norman Foster Ramsey Jr. nasceu em Washington, DC , em 27 de agosto de 1915, filho de Minna Bauer Ramsey, instrutora da Universidade de Kansas , e Norman Foster Ramsey, formado em 1905 pela Academia Militar dos Estados Unidos em West Point e um oficial do Departamento de Artilharia que ascendeu ao posto de general de brigada durante a Segunda Guerra Mundial , comandando o Arsenal de Rock Island . Ele foi criado como um pirralho do Exército , frequentemente mudando de posto para posto, e viveu na França por um tempo em que seu pai era oficial de ligação com a Direction d'Artillerie e adido militar assistente . Isso permitiu que ele pulasse algumas séries ao longo do caminho, de modo que se formou na Leavenworth High School em Leavenworth, Kansas , aos 15 anos.

Os pais de Ramsey esperavam que ele fosse para West Point, mas aos 15 anos, ele era muito jovem para ser admitido. Ele foi premiado com uma bolsa de estudos para a Universidade do Kansas , mas em 1930 seu pai foi enviado para Governors Island , Nova York. Ramsey, portanto, entrou na Universidade de Columbia em 1931 e começou a estudar engenharia . Ele se interessou por matemática , e mudou para isso como seu principal acadêmico . Quando ele recebeu seu BA da Columbia em 1935, ele se interessou por física . A Columbia concedeu-lhe uma Kellett Fellowship na Universidade de Cambridge, onde estudou física no Laboratório Cavendish com Lord Rutherford e Maurice Goldhaber , e encontrou físicos notáveis, incluindo Edward Appleton , Max Born , Edward Bullard , James Chadwick , John Cockcroft , Paul Dirac , Arthur Eddington , Ralph Fowler , Mark Oliphant e JJ Thomson . Em Cambridge, ele fez os tripos para estudar mecânica quântica , que não havia sido coberta em Columbia, resultando na obtenção de um segundo diploma de bacharel por Cambridge.

Um trabalho de conclusão de curso que Ramsey escreveu para Goldhaber sobre momentos magnéticos o levou a ler artigos recentes sobre o assunto de Isidor Isaac Rabi , e isso estimulou o interesse em feixes moleculares e em fazer pesquisas para um doutorado. sob Rabi em Columbia. Logo após Ramsey chegar a Columbia, Rabi inventou a espectroscopia de ressonância de feixe molecular , pela qual recebeu o prêmio Nobel de física em 1944. Ramsey fez parte da equipe de Rabi que também incluía Jerome Kellogg , Polykarp Kusch , Sidney Millman e Jerrold Zacharias . Ramsey trabalhou com eles nos primeiros experimentos utilizando a nova técnica e compartilhou com Rabi e Zacharias a descoberta de que o deutério era um quadrupolo magnético . Isso significava que o núcleo atômico não era esférico, como se pensava. Ele recebeu seu Ph.D. em física pela Columbia em 1940, e tornou-se membro da Carnegie Institution em Washington, DC, onde estudou espalhamento de nêutron - próton e próton- hélio .

Segunda Guerra Mundial

Laboratório de radiação

O caça noturno Northrop P-61 Black Widow foi projetado especificamente para aproveitar o novo radar

Em 1940, casou-se com Elinor Jameson de Brooklyn, Nova York , e aceitou um cargo de professor na Universidade de Illinois em Urbana-Champaign . Os dois esperavam passar o resto de suas vidas lá, mas a Segunda Guerra Mundial interveio. Em setembro de 1940 a Missão Tizard britânica trouxe uma série de novas tecnologias para os Estados Unidos, incluindo um magnetron de cavidade , um dispositivo de alta potência que gera microondas usando a interação de um fluxo de elétrons com um campo magnético , que prometia revolucionar o radar . Alfred Lee Loomis , do Comitê de Pesquisa de Defesa Nacional, estabeleceu o Laboratório de Radiação no Instituto de Tecnologia de Massachusetts para desenvolver essa tecnologia. Ramsey foi um dos cientistas recrutados por Rabi para este trabalho.

Inicialmente, Ramsey estava no grupo magnetron de Rabi. Quando Rabi se tornou chefe de divisão, Ramsey se tornou o líder do grupo. O papel do grupo era desenvolver o magnetron para permitir uma redução no comprimento de onda de 150 centímetros (59 polegadas) para 10 centímetros (3,9 polegadas) e depois para 3 centímetros (1,2 polegadas) ou X-Band. O radar de microondas prometia ser pequeno, mais leve e mais eficiente do que os tipos mais antigos. O grupo de Ramsey começou com o design produzido pela equipe de Oliphant na Grã-Bretanha e tentou melhorá-lo. O Laboratório de Radiação produziu os projetos, que foram prototipados pela Raytheon e depois testados pelo laboratório. Em junho de 1941, Ramsey viajou para a Grã-Bretanha, onde se encontrou com Oliphant, e os dois trocaram ideias. Ele trouxe de volta alguns componentes britânicos que foram incorporados ao projeto final. Um caça noturno , o Northrop P-61 Black Widow , foi projetado em torno do novo radar. Ramsey retornou a Washington no final de 1942 como consultor sobre o uso dos novos conjuntos de radar de microondas de 3 cm que estavam entrando em serviço, trabalhando para Edward L. Bowles no escritório do Secretário de Guerra , Henry L. Stimson .

Projeto Manhattan

Em 1943, Ramsey foi abordado por Robert Oppenheimer e Robert Bacher , que lhe pediram para se juntar ao Projeto Manhattan . Ramsey concordou em fazê-lo, mas a intervenção do diretor do projeto, brigadeiro-general Leslie R. Groves Jr. , foi necessária para afastá-lo do escritório do Secretário de Guerra. Um compromisso foi acordado, pelo qual Ramsey permaneceu na folha de pagamento do Secretário de Guerra e foi meramente destacado para o Projeto Manhattan. Em outubro de 1943, o Grupo E-7 da Divisão de Artilharia foi criado no Laboratório de Los Alamos com Ramsey como líder do grupo, com a tarefa de integrar o projeto e a entrega das armas nucleares sendo construídas pelo laboratório.

Ramsey assina o Fat Man usado em Nagasaki

A primeira coisa que ele tinha que fazer era determinar as características da aeronave que seria usada. Havia apenas duas aeronaves aliadas suficientemente grandes: o britânico Avro Lancaster e o americano Boeing B-29 Superfortress . As Forças Aéreas do Exército dos Estados Unidos (USAAF) queriam usar o B-29 se possível, embora exigisse modificações substanciais. Ramsey supervisionou o programa de teste, que começou em Dahlgren, Virgínia , em agosto de 1943, antes de se mudar para Muroc Dry Lake, Califórnia , em março de 1944. Mock ups de bombas Thin Man e Fat Man foram lançadas e rastreadas por um SCR-584 terrestre conjunto de radar baseado no tipo que Ramsey ajudou a desenvolver no laboratório de radiação. Numerosos problemas foram descobertos com as bombas e as modificações da aeronave, e corrigidos.

Os planos para a entrega das armas em combate foram atribuídos ao Comitê de Armas, presidido por Ramsey e responsável pelo capitão William S. Parsons . Ramsey elaborou tabelas de organização e equipamentos para o destacamento do Projeto Alberta que acompanharia o 509º Grupo Composto da USAAF a Tinian . Ramsey informou o comandante do 509º, tenente-coronel Paul W. Tibbets , sobre a natureza da missão quando este assumiu o comando do 509º. Ramsey foi para Tinian com o destacamento do Projeto Alberta como vice científico e técnico de Parsons. Ele esteve envolvido na montagem da bomba Fat Man e transmitiu a mensagem de Parsons indicando o sucesso do bombardeio de Hiroshima a Groves em Washington, DC

Pesquisar

No final da guerra, Ramsey retornou a Columbia como professor e cientista pesquisador. Rabi e Ramsey continuaram de onde haviam parado antes da guerra com seus experimentos de feixe molecular. Ramsey e seu primeiro aluno de pós-graduação, William Nierenberg , mediram vários momentos de dipolo magnético nuclear e quadrupolo elétrico . Com Rabi, ele ajudou a estabelecer o Laboratório Nacional Brookhaven em Long Island . Em 1946, ele se tornou o primeiro chefe do Departamento de Física lá. Seu tempo lá foi breve, pois em 1947, ele ingressou na faculdade de física da Universidade de Harvard , onde permaneceria pelos próximos 40 anos, exceto por breves cátedras visitantes no Middlebury College , Oxford University , Mt. Holyoke College e University of Virginia. . Durante a década de 1950, ele foi o primeiro consultor científico da OTAN e iniciou uma série de bolsas, bolsas e programas de verão para treinar cientistas europeus.

O ciclotron de Harvard durante a construção em 1948. São mostrados Ramsey (esquerda) e Lee Davenport (direita)

A pesquisa de Ramsey nos anos imediatos do pós-guerra procurou medir propriedades fundamentais de átomos e moléculas pelo uso de feixes moleculares. Ao se mudar para Harvard, seu objetivo era realizar experimentos precisos de ressonância magnética de feixe molecular, baseados nas técnicas desenvolvidas por Rabi. No entanto, a precisão das medições dependia da uniformidade do campo magnético, e Ramsey descobriu que era difícil criar campos magnéticos suficientemente uniformes. Ele desenvolveu o método de campo oscilatório separado em 1949 como um meio de alcançar a precisão que desejava.

Ramsey e seu aluno de doutorado Daniel Kleppner desenvolveram o maser atômico de hidrogênio , procurando aumentar a precisão com que as separações hiperfinas de hidrogênio atômico , deutério e trítio poderiam ser medidas, bem como investigar o quanto a estrutura hiperfina foi afetada por forças magnéticas externas e campos elétricos. Ele também participou do desenvolvimento de um relógio extremamente estável baseado em um maser de hidrogênio. De 1967 a 2019, o segundo foi definido com base em 9.192.631.770 transições hiperfinas de um átomo de césio-133 ; o relógio atômico que é usado para definir esse padrão é uma aplicação do trabalho de Ramsey. Ele recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1989 "pela invenção do método de campos oscilatórios separados e seu uso no maser de hidrogênio e outros relógios atômicos". O Prêmio foi compartilhado com Hans G. Dehmelt e Wolfgang Paul .

Em colaboração com o Institut Laue-Langevin , Ramsey também trabalhou na aplicação de métodos semelhantes a feixes de nêutrons, medindo o momento magnético do nêutron e encontrando um limite para seu momento de dipolo elétrico . Como presidente da Universities Research Association durante a década de 1960, ele esteve envolvido no projeto e construção do Fermilab em Batavia, Illinois . Ele também liderou um comitê do Conselho Nacional de Pesquisa de 1982 que concluiu que, ao contrário das conclusões do Comitê Seleto de Assassinatos da Câmara dos Representantes , a evidência acústica não indicava a presença de um segundo envolvimento de um atirador no assassinato do presidente John F. Kennedy .

Mais tarde na vida

Ramsey acabou se tornando o professor de física Eugene Higgins em Harvard e se aposentou em 1986. No entanto, ele permaneceu ativo em física, passando um ano como pesquisador no Joint Institute for Laboratory Astrophysics (JILA) da Universidade do Colorado . Ele também continuou como professor visitante na Universidade de Chicago , Williams College e na Universidade de Michigan . Além do Prêmio Nobel de Física, Ramsey recebeu vários prêmios, incluindo o Prêmio Ernest Orlando Lawrence em 1960, o Prêmio Davisson-Germer em 1974, a Medalha de Honra IEEE em 1984, o Prêmio Rabi em 1985, o Prêmio Rumford Premium em 1985, a Medalha Compton em 1986, e a Medalha Oersted e a Medalha Nacional de Ciência em 1988. Em 1990, Ramsey recebeu o Prêmio Placa de Ouro da Academia Americana de Realização . Em 2004, ele assinou uma carta junto com outros 47 ganhadores do Nobel endossando John Kerry para presidente dos Estados Unidos como alguém que "restauraria a ciência ao seu devido lugar no governo".

Sua primeira esposa, Elinor, morreu em 1983, após o que ele se casou com Ellie Welch de Brookline, Massachusetts. Ramsey morreu em 4 de novembro de 2011. Ele foi socorrido por sua esposa Ellie, suas quatro filhas de seu primeiro casamento e sua enteada e enteado de seu segundo casamento.

Bibliografia

Notas

Referências

links externos