Норман Фостер Рамзей

Норман Фостер Рамзей (ағылш. Norman Foster Ramsey, Jr.; 27 тамыз 1915, Вашингтон — 4 қараша 2011, Уэйленд, Массачусетс) — американдық физик, физика бойынша Нобель сыйлығының лауреаты (1989), «аралық тербелмелі өрістер әдісін ойлап тапқаны және оны сутегі мхазерінде және басқа атомдық сағаттарда қолданғаны үшін» алды.

Норман Фостер Рамзей
ағылш. Norman Foster Ramsey, Jr.
Норман Фостер Рамзей, первый слева
Туған күні	27 тамыз 1915 (1915-08-27)
Туған жері	Вашингтон, АҚШ
Қайтыс болған күні	4 қараша 2011 (2011-11-04) (96 жас)
Қайтыс болған жері	Уэйланд, Массачусетс, АҚШ
Азаматтығы	АҚШ
Ғылыми аясы	ядролық физика атомная физика
Жұмыс орны	Колумбия университеті Гарвард университеті
Альма-матер	Колумбия университеті
Ғылыми жетекші	Исидор Айзек Раби
Атақты шәкірттері	Дэвид Уайнленд Уильям Ниренберг Дэниэл Клеппнер Howard Berg
Несімен белгілі	молекулалық сәулелермен іргелі эксперименттердің авторы
Марапаттары	АҚШ ұлттық ғылым медалі (1988) Физика саласындағы Нобель сыйлығы (1989)

Өмірбаяны

Норман Рамзей Вашингтонда әскери отбасында дүниеге келген. Болашақ ғалымның әкесі әскери-техникалық қызметте офицер болып қызмет еткен (Армия оқ-дәрі корпусы), ал анасы математика пәнінің мұғалімі болған. Отбасы жиі бір жерден екінші жерге көшіп отырған, бірақ Норман екі сыныпты аттап, 15 жасында мектепті үздік бітірді. Ата-анасы оның әкесінің жолын қуып, Вест-Пойнттағы Әскери академияға түсуін қалады, бірақ ол бұл үшін тым жас еді. Сондықтан, тағы бір көшіп-қоннан кейін отбасы Нью-Йоркке (1931) келген кезде, Норман Колумбия университетіне оқуға түсті, онда ол алдымен инженер болу үшін оқыды, содан кейін математиканы оқи бастады. 1935 жылы университетті бітіріп, бакалавр дәрежесін алған кезде ол физиканы оқуға бел буды. Шәкіртақы (Kellett Fellowship) алған Рамзей Кембридж университетіне барды, онда Кавендиш зертханасында көптеген жетекші физиктермен кездесті (оның тікелей тәлімгері Морис Голдхабер болды).

Америкаға оралып, екінші бакалавр дәрежесін алып, 1937 жылы Рамзей Исидор Айзек Рабидің басшылығымен Колумбия университетінде ғылыми жұмысты бастады. Жас ғалым молекулалық сәулелердегі магниттік резонансты қолданумен байланысты жаңа саладағы жұмысқа қосылып, көп ұзамай дейронның электрлік төртполюсті моментін ашудың бірлескен авторы болды. 1940 жылы Рамзей сутегі молекулаларының айналу магниттік моменттері бойынша докторлық диссертациясын қорғады, содан кейін ол Карнеги институтының мүшесі ретінде Вашингтонға барып, ядролық бөлшектердің шашырау процестерін зерттеді. Ол Иллинойс университетінде біраз уақыт өткізді, бірақ Екінші дүниежүзілік соғыс басталғаннан кейін ол MIT радиациялық зертханасына (Radiation Laboratory) қосылды, екі жыл бойы 3 см толқында радар жасау тобын басқарды және Соғыс хатшысының радар мәселелері бойынша кеңесшісі болды. 1943 жылы Рамзей Лос-Аламосқа көшіп, Манхэттен жобасына қатысты.

Соғыс аяқталғаннан кейін Рамзей Колумбия университетіне профессор ретінде оралды және Рабимен молекулалық сәулелердегі жұмысын қайта бастады; нәтиже бірқатар ядролардың магниттік дипольді және электрлік төртполюсті моменттерін өлшеу болды. 1946 жылы ол Брукхавен ұлттық зертханасын құрудың бастамашыларының бірі және оның физика бөлімінің бірінші меңгерушісі болды. 1947 жылы Рамзей Гарвард университетінде профессорлық лауазымды қабылдап, онда ұзақ жылдар бойы сабақ берді және зерттеді. Мұнда ол магниттік-резонансты эксперименттер жүргізу үшін молекулалық сәуле зертханасын құрды. Үлкен көлемде біркелкі магнит өрістерін құрудың қиындықтарын жеңу үшін (бұл тар спектрлік сызықтарды алу үшін қажет, сондықтан өлшеу дәлдігін жақсарту үшін) 1949 жылы ол бөлінген тербелмелі өріс әдісін (separated oscillatory field method) ойлап тапты. Бұл тәсілдің мәні мынада: атомдардың электромагниттік өріспен әрекеттесуі резонатордың барлық көлемінде емес, тек оның резонаторға кіретін және шығатын жеріндегі екі шағын бөлімінде ғана жүреді; бұл магнит өрісінің біртектілігіне қойылатын талаптарды айтарлықтай жеңілдетуге мүмкіндік береді. Алынған спектрлік сызық пішіні резонатордың әрбір ұшынан өткен атомдар ретінде жазылған екі сызықтың суперпозициясының нәтижесі болып табылады; Оның үстіне мұндай суперпозиция кезінде пайда болған тар орталық шыңның ені өлшеудің шынайы дәлдігін анықтайды және атомдардың өріспен әрекеттесу уақытына емес, резонатор арқылы ұшудың жалпы уақытына байланысты. Осы соңғы уақытты ұлғайту өлшеу дәлдігінің күрт өсуіне қол жеткізуді салыстырмалы түрде жеңілдетеді.

Кейінгі жылдары Рамзей шәкірттерімен бірге ядролық спиндерді, ядролардың дипольді және төртполюсті моменттерін, молекулалардың айналу магниттік моменттерін, спиндік және спиндік айналу әрекеттесулерінің сипаттамаларын және т.б. сияқты параметрлерді өлшеу үшін өз әдісін сәтті қолданды. Көп ұзамай бұл әдіс атомдық сағаттарда қолданыла бастады.

Өлшеу дәлдігіне жету үшін 1960 жылы Рамзей өзінің шәкірттері Дэниел Клеппнер және Марк Голденбергпен бірге сутегі мазерін ойлап тапты және кейін оны сутегі спектрінің өте жұқа құрылымын зерттеу және бұрын-соңды болмаған тұрақтылықтың жиілік пен уақыт стандартын жасау үшін пайдаланды. 1989 жылы аралық тербелмелі өрістер әдісімен байланысты жұмыстың бұл кең сериясы физика бойынша Нобель сыйлығымен марапатталды, оның жартысы Рамзейге берілді (сыйлықтың екінші жартысы Ханс Деммельт пен Вольфганг Паульға берілді).

Осы жылдар ішінде Рамсей және оның әріптестері айналысқан зерттеулердің тағы бір бағыты поляризацияланған нейтрондардың сәулелеріне ұқсас әдістерді қолданумен байланысты. Атап айтқанда, Гренобльдегі Лауэ — Ланжевен институтының экспериментаторларымен бірлесе отырып, нейтронның магниттік моментін дәл өлшеуге және әртүрлі заттар арқылы өтетін нейтрондардың спиндерінің айналуы кезінде паритеттің бұзылуын анықтауға мүмкіндік туды. Рамзей сонымен қатар паритеттің өзгеруіне және уақытты өзгертуге қатысты симметрия мәселесіне, ЯМР-дағы химиялық ығысу теориясына, молекулалардағы ядролық әрекеттесулерге, спиндік жүйелерде байқалатын теріс абсолютті температуралардағы термодинамикаға арналған бірқатар теориялық жұмыстарға ие.

Рамзей оқытушылық және ғылыми қызметімен қатар әртүрлі әкімшілік қызметтерді де атқарды. Ол Гарвард циклотронының (Harvard Cyclotron) құрылысы мен жұмысының алғашқы жылдарында оның директоры болды; Кембридж электронды үдеткішін құру жөніндегі комиссияның төрағасы ; бір жарым жыл бойы НАТО-да ғылыми кеңесші (Бас хатшының ғылым жөніндегі көмекшісі) қызметін атқарды және осы ұйымның зерттеу бағдарламаларының бастамашысы болды; 16 жыл бойы ол университеттердің ғылыми қауымдастығының президенті болды, оның қамқорлығымен Ферми жеделдеткіш зертханасының құрылысы басталды; Атом энергиясы жөніндегі АҚШ комиссиясының консультативтік кеңесін басқарды. 1962 жылдан 1986 жылға дейін Рамзей халықаралық бейбітшілік үшін Карнеги қорының басқарма мүшесі болды, 1978 жылдан 1979 жылға дейін Америка физикалық қоғамының президенті, 1980 жылдан 1986 жылға дейін Америка физика институтының басқарма төрағасы болып қызмет етті. 1985—1989 жж. — Ұлттық ғылыми кеңесінің (National Research Council) физика және астрономия бөлімінің төрағасы.

Рамзей екі рет үйленген: 1940 жылдан 1983 жылға дейін Элинор Джеймесонға (Elinor Jameson) және соңғысы қайтыс болғаннан кейін — Элли Уэлчке (Ellie Welch). 1986 жылы ғалым ресми түрде зейнеткерлікке шықты, бірақ зерттеу жұмыстарын белсенді түрде жалғастырды.

Марапаттар мен мүшеліктер

• АҚШ Ұлттық ғылым академиясының мүшесі (1952)
• Гуггенхайм стипендиясы (1954)
• Эрнест Лоуренс сыйлығы (1960)
• Дэвиссон — Джермер сыйлығы (1974)
• IEEE Құрмет медалі (1984)
• Раби сыйлығы (1985)
• Румфорд сыйлығы (1985)
• Комптон медалі (1986)
• АҚШ ұлттық ғылым медалі (1988)
• Эрстед медалі (1988)
• Физика бойынша Нобель сыйлығы (1989)
• Вэнивар Буш сыйлығы (1995)
• Кейс Вестерн Резерв университетінің, Миддбери колледжінің, Оксфорд университетінің, Рокфеллер университетінің, Чикаго университетінің, Сассекс университетінің, Хьюстон университетінің және т.б құрметті докторлық атақтары.

Жарияланымдар

Кітаптар

• Ramsey N. F., Segre E. Experimental Nuclear Physics. — John Wiley and Sons, 1953.
• Ramsey N. F. Nuclear Moments. — John Wiley and Sons, 1953.
• Ramsey N. F. Molecular Beams. — Oxford: Clarendon Press, 1956. Русский перевод: Рамзей Н. Молекулярные пучки. — М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1960.
• Ramsey N. F., Kleppner D. Quick Calculus. — John Wiley and Sons, 1965.

Таңдамалы ғылыми мақалалар

• Kellogg J. M. B., Rabi I. I., Ramsey N. F., Zacharias J. R. An Electrical Quadrupole Moment of the Deuteron. The Radiofrequency Spectra of HD and D2 Molecules in a Magnetic Field // Physical Review. — 1940. — Vol. 57. — P. 677—695.
• Ramsey N. F. A Molecular Beam Resonance Method with Separated Oscillating Fields // Physical Review. — 1950. — Vol. 78. — P. 695—699.
• Ramsey N. F. Magnetic Shielding of Nuclei in Molecules // Physical Review. — 1950. — Vol. 78. — P. 699—703.
• Ramsey N. F., Purcell E. M. Interactions between Nuclear Spins in Molecules // Physical Review. — 1952. — Vol. 85. — P. 143—144.
• Ramsey N. F. Chemical Effects in Nuclear Magnetic Resonance and in Diamagnetic Susceptibility // Physical Review. — 1952. — Vol. 86. — P. 243—246.
• Ramsey N. F. Electron Coupled Interactions between Nuclear Spins in Molecules // Physical Review. — 1953. — Vol. 91. — P. 303—307.
• Rabi I. I., Ramsey N. F., Schwinger J. Use of Rotating Coordinates in Magnetic Resonance Problems // Reviews of Modern Physics. — 1954. — Vol. 26. — P. 167—171.
• Ramsey N. F. Thermodynamics and Statistical Mechanics at Negative Absolute Temperatures // Physical Review. — 1956. — Vol. 103. — P. 20—28.
• Goldenberg H. M., Kleppner D., Ramsey N. F. Atomic Hydrogen Maser // Physical Review Letters. — 1960. — Vol. 5. — P. 361—362.
• Kleppner D., Goldenberg H. M., Ramsey N. F. Theory of the Hydrogen Maser // Physical Review. — 1962. — Vol. 126. — P. 603—615.
• Рамзей Н. Ф. Эксперименты с разнесёнными осциллирующими полями и водородными мазерами (Нобелевская лекция) // УФН. — 1990. — Т. 160. — Б. 91—108.
• Ramsey N. F. The method of successive oscillatory fields // Physics Today. — 2013. — Vol. 66. — P. 36.

Әдебиет

• Храмов Ю. А. Рамзей Норман Фостер (Ramsey Norman Foster) // Физики : Биографический справочник / Ред. А. И. Ахиезера. — Бас. 2-ші, өңд. және тол. — М. : Наука, 1983. — Б. 228. — 400 б. — 200 000 дана.
• Kleppner D. Norman Ramsey and his method // Physics Today. — 2013. — Vol. 66. — P. 25.
• Жаботинский М. Е. Квантовые стандарты частоты // Квантовая электроника: Маленькая энциклопедия / Под ред. С. А. Ахманова и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1969. — С. 46—47.

Сілтемелер

• Norman F. Ramsey  (ағыл.). Nobelprize.org. — Нобель комитетінің сайтынан ақпарат. Басты дереккөзінен мұрағатталған 5 қаңтар 2013.(қолжетпейтін сілтеме) Тексерілді, 4 қаңтар 2013.
• Norman Foster Ramsey Jr  (ағыл.). Encyclopedia of World Biography. Тексерілді, 5 қаңтар 2013.
• Pavlish U. Interview with Dr. Norman Ramsey  (ағыл.). American Institute of Physics (20 September 2006). Басты дереккөзінен мұрағатталған 5 қаңтар 2013.(қолжетпейтін сілтеме) Тексерілді, 4 қаңтар 2013.
• Norman F. Ramsey  (ағыл.). IEEE Global History Network. Басты дереккөзінен мұрағатталған 20 қаңтар 2013.(қолжетпейтін сілтеме) Тексерілді, 6 қаңтар 2013.
• Norman Ramsey and the Separated Oscillatory Fields Method  (ағыл.). U.S. Department of Energy. Басты дереккөзінен мұрағатталған 20 қаңтар 2013.(қолжетпейтін сілтеме) Тексерілді, 6 қаңтар 2013.