Период становления физики как науки (начало 17 – 80-е гг. 17 в.). 6 страница

Макс Борн (1882 – 1970) – немецкий физик-теоретик, один из пионеров новой физики. Родился в Бреслау (ныне Вроцлав). Окончил Геттингенский университет (1907). В 1915 – 1933 гг. – профессор Берлинского, Франкфуртского и Геттингенского (с 1921) университетов. В 1933 г. эмигрировал в Англию, где работал до 1936 г. в Кембридже. На протяжении 1936 – 1953 гг. возглавлял кафедру теоретической физики в Эдинбурге (Шотландия). С 1954 г. жил в Геттингене (ФРГ). Основные научные работы посвящены динамике энергии кристаллической решетки и ее химических применений, термодинамике кристаллов, квантовой теории, кинетической теории конденсированных газов и жидкостей, теории относительности, атомной физике. Борн – один из создателей квантовой (матричной) механики. Дал статистическую интерпретацию волновой функции, показав, что интенсивность шредингеровских волн следует понимать как меру вероятности нахождения частицы в соответствующем месте (Нобелевская премия, 1954), совместно с другими разработал формализм матричной механики. Борн и его школа сразу же применили новую квантовую механику к различным проблемам строения атома, молекулярной физики, физики твердого тела. Предложил способ расчета электронных оболочек атома, разработал в 1926 г. метод решения квантовомеханических задач о столкновении частиц, основанный на теории возмущений (борновское приближение), совместно с Н.Винером в 1926 г. ввел в квантовую механику понятие оператора. Совместно с Р.Оппенгеймером разработал в 1927 г. теорию строения двухатомных молекул, с Л.Инфельдом в 1934 г. – теорию, представляющую собой попытку преодолеть основную трудность классической электродинамики (терия Борна – Инфельда). Для творчества Борна характерно стремление к философскому осмысливанию нового этапа развития физики. Воспитал немало физиков, среди которых такие всемирно известные как В.Гейзенберг, В.Паули, О.Штерн и др. Почетный член многих АН.

Поль Адриен Морис Дирак (1902) – английский физик-теоретик, один из создателей квантовой механики, член Лондонского королевского общества с 1930 г. Родился в Бристоле. Окончил Бристольский (1921) и Кембриджский (1926) университеты. В 1932 – 1969 гг. – профессор Кембриджского университета. Научные работы относятся к квантовой механике и квантовой электродинамике, теории поля и элементарных частиц, теории гравитации. Дирак разработал (1926 – 1927) математический аппарат квантовой механики – теорию преобразований, совместно с другими предложил (1927) метод вторичного квантования. В 1927 г. первый применил принципы квантовой теории к электромагнитному полю и получил первую модель квантованного поля. Заложил основы квантовой теории излучения, предсказал тождественность квантов вынужденного и первичного излучений, лежащую в основе квантовой электроники. С В.Гейзенбергом в 1928 г. открыл обменное взаимодействие, введя обменные силы. Построил в 1928 г релятивистскую теорию движения электрона, предложив волновое уравнение, описывающее движение электрона и удовлетворяющее релятивистской инвариантности (релятивистская квантовая механика). В теории Дирака гармонически объединяются СТО, кванты и спин, казавшиеся до этого понятиями независимыми. Из теории Дирака следовал важный вывод, что электрон может иметь отрицательные значения энергии. Исходя из этого, Дирак предположил существование положительно заряженного электрона, или позитрона,, который и был открыт в 1932 г. Построил теорию дырок (1930), предсказал существование античастиц, рождение и аннигиляцию электронно-позитронных пар, в 1933 г. выдвинул гипотезу о существовании в природе антивещества. Постулировал эффект поляризации вакуума (1933). За создание квантовой механики Дирак вместе с Э.Шредингером в 1933 г. был удостоен Нобелевской премии. Независимо от Э.Ферми разработал в 1926 г. статистику частиц с полуцелым спином (статистика Ферми-Дирака). В 1931 г. Дирак обосновал возможность скществования симметричной квантовой электродинамики, основанной на элементарных магнитных зарядах (монополь Дирака). В 1932 г. независимо от В.А.Фока и Б.Подольского предложил многовременной формализм – прямой предшественник современной квантовой электродинамики. В 1936 г. Дирак построил общую теорию классических полей, главным образом для свободных частиц. Высказал (1937) гипотезу изменения гравитации со временем. В 1942 г. ввел понятие индефинитной метрики с целью устранения бесконечности собственной энергии электрона.В 1962 г. разработал теорию мюона, в которой мюон описывается как колебательное состояние электрона. В последнее время работал над проблемой гамильтоновой формулировки теории гравитации с целью дальнейшего квантования гравитационного поля. Почетный член ряда АН и научных обществ.

Владимир Александрович Фок (1898 – 1974) – советский физик-теоретик, академик с1939 г. Родился в Петербурге. Окончил Петроградский университет (1922), там же работал (с 1932 г. – профессор). Одновременно работал в 1924 – 1936 гг. в Физико-техническом институте и в 1919 – 1923 гг. и 1928 – 1941 гг. – в Государственном оптическом институте, в 1954 – 1963 гг. – в Институте физических проблем АН СССР. Научные работы относятся к квантовой механике, квантовой теории поля, теории многоэлектронных систем, теории относительности, математической физике, философским вопросам физики и др. Его глубокое понимание физической сути явления в совокупности с отличным владением математическими методами каждый раз давали возможность развить новый эффективный аппарат для успешного решения сложнейшей проблемы. Уже в первых своих работах по квантовой механике получил ряд результатов, способствовавших ее развитию (обобщение уравнения Шредингера на случай магнитного поля и релятивистский случай заряженной частицы в электромагнитном поле, геометризация уравнения Дирака и т.д.). Фок является соавтором известного в квантовой механике уравнения Клейна – Фока – Гордона. В 1930 г. для объяснения спектров атомов разработал метод приближенного описания и расчета системы взаимодействующих фермионов, который получил широкое применение в теории многоэлектронных систем, - т.н. метод самосогласованного поля, или метод Хартри – Фока. Разработал геометрическую теорию атома водорода, использовав методы теории групп. В 1932 г. предложил метод рассмотрения систем с переменным числом частиц в конфигурационном пространстве (метод вторичного квантования в пространстве Фока). Эти методы оказались плодотворными для построения и развития квантовой теории многочастичных систем. В 1934 г. Фок предложил особый способ формулировки уравнений квантовой теории поля и квантовой теории многих тел – метод функционалов Фока. Исследовал ряд важных задач теории тяготения и предложил приближенный метод решения уравнений Эйнштейна для сферически протяженных масс в допущении евклидовости пространства на бесконечности (1939), рассмотрел вывод уравнений движения тел с учетом их структуры и вращения, получение десяти интегралов движения и т.д. Широко известны также «представления Фока», «условия симметрии Фока», «преобразования Фока», «формулы Фока». Огромное теоретическое и практическое значение имеют труды Фока по теории дифракции, в частности он разработал строгую теорию распространения радиоволн над земной поверхностью без учета атмосферы. Создал в СССР школу физиков-теоретиков. Член ряда АН и научных обществ.

Вольфганг Паули (1900 – 1958) – швейцарский физик-теоретик. Родился в Вене. Окончил Мюнхенский университет (1921). В 1921 – 1922 гг. работал в Геттингенском университете ассистентом у М.Борна, в 1922 – 1923 гг. – у Н.Бора в Институте теоретической физики в Копенгагене, в 1923 – 1928 гг. – доцент Гамбургского университета, с 1928 г. – профессор Политехникума в Цюрихе (за исключением 1935 –1936, 1940 – 1945, 1949 – 1950, 1954 гг., когда работал в США в Принстонском институте перспективных исследований). Научные работы относятся ко многим разделам современной теоретической физики, в развитии которых он принимал непосредственное участие: квантовой механике, квантовой электродинамике, теории относительности, квантовой теории поля, теории твердого тела, ядерной физике, физике элементарных частиц и др. В 1924 г. для объяснения сверхтонкой структуры спектральных линий предложил гипотезу ядерного спина, предположив существование спинового и магнитного моментов ядер. В 1924 – 1925 гг. сформулировал один из важнейших принципов современной теоретической физики, согласно которому две тождественные частицы с полуцелыми спинами не могут находиться в одном состоянии – принцип Паули (Нобелевская премия, 1945). Объяснил парамагнетизм электронного газа в металле (927), структуру электронных оболочек атомов. Совместно с Э.Ферми ввел представление о сильно вырожденном электронном газе в металлах. В 1927 г. ввел в новую квантовую механику спин, а для описания спина электрона – матрицы (спиновые матрицы Паули), создав теорию спина электрона. Совместно с В.Гейзенбергом предпринял в 1929 г. первую попытку формулировки квантовой электродинамики, введя общую схему квантования полей, заложив тем самым основы систематической теории квантования поля. Высказал в 1931 г. гипотезу о существовании нейтрино и сформулировал в 1933 г. основные свойства нейтрино. Является автором фундаментальных исследований по теории элементарных частиц и квантованных полй, а также мезонной теории ядерных сил. В 1940 г. доказал теорему о связи статистики и спина, в 1941 г. показал, что закон сохранения электрического заряда связан с инвариантностью относительно калибровочных преобразований. В 1955 г. в окончательном виде сформулировал СРТ – теорему, отражающую симметрии элементарных частиц.

Таким образом, сразу же после своего возникновения квантовая механика была применена к широкому кругу атомных явлений. Разработаны квантовая природа диамагнетизма (Дж. Ван Флек, 1926; Л.Полинг, 1927), парамагнитной восприимчивости атомов и молекул (Дж.Ван Флек, 1927), металлов (А.Зоммерфельд, 1928), ферромагнетизма (Я.И.Френкель, В.Гейзенберг, 1928), эффекта Комптона (О.Клейн, Й.Нишина, 1929), полупроводников (А.Вильсон, 1931), теплопроводности (Р. Пайерлс, 1931). В 1927 г. Дираком была создана квантовая теория излучения и предсказана тождественность квантов вынужденного и первичного излучения, лежащая в основе квантовой электроники. В 1928 – 1930 гг. Ф.Блохом и Л.Бриллюэном разработаны основы зонной теории твердых тел. В 1927 г. Ф.Лондоном и В.Гайтлером выполнен первый расчет молекулы водорода, положивший начало квантовой химии. В 1928 г. Л.И.Мандельштамом и М.А.Леонтовичем построена теория прохождения микрочастицы через потенциальный барьер, а Дж.Гамовым, Э.Кондоном и Р. Герни – теория альфа – распада как туннельного прцесса. Предсказаны рождение и аннигиляция пар (Дирак), выдвинута гипотеза нейтрино (Паули). Положено начало теории твердого тела (П.Дебай, Э.Грюнейзен и др.). Явившись основой для описания явлений в микромире, квантовая механика тем не менее не могла быть применена для описания процессов, происходящими с самими заряженными частицами, процессов их рождения и превращения. Потребовалось ее обобщение, т.е. распространение квантовых принципов на системы с бесконечным числом степеней свободы – поля физические. Это стало возможным благодаря разработанной в 1927 г. П.Дираком квантовой теории излучения, положившей начало квантовой электродинамики. В 1928 – 1932 гг. П.Дираком, В.Гейзенбергом, В.Паули, Э.Ферми и В.А.Фоком были заложены основы квантовой электродинамики и квантовой теории поля. Расширилась и сама экспериментальная база физики: построены первые ускорители – генератор Ван де Граафа (1931) и циклотрон Лоуренса (1931), изобретен электронный микроскоп (1931) и др.

5.3. ВТОРОЙ ЭТАП (1932 – 1954).

Период с 1905 по 1932 г., когда физика вплотную приблизилась к исследованию еще меньших объектов, чем атом, начав штурм его ядра, целесообразно назвать квантово-релятивистским. С созданием квантовой механики на ее основе возникла квантовая картина мира. Квантовая механика, по словам Дирака, “привела к такому значительному перевороту в наших представлениях о физической картине мира, которого, вероятно, еще не знала история физики”. Анализ исторического развития физики обнаруживает одну характерную закономерность процесса физического познания – тенденцию исследовать явления во все меньших пространственно-временных масштабах при всевозрастающих энергетических параметрах. По этому поводу М.А.Марков писал: “Очень поучительно рассматривать исторический процесс развития физики, нарисованный очень крупными мазками, - картину исторического процесса, так сказать, “с высоты птичьего полета”. При таком рассмотрении отчетливо выступает любопытная черта этого процесса, именно своеобразная иерархия закономерностей, господствующих в мире физических явлений при продвижении физических исследований ко все меньшим и меньшим пространственно-временным областям, в которых разыгрываются исследуемые процессы. В этом историческом процессе перед физиками каждый раз раскрывались новые миры физических явлений со своими специфическими закономерностями, когда физики переходили к изучению явлений в областях, по своим размерам на 2 – 3 порядка меньших”. Так, в областях с размерами 10^-7 – 10^-9 м был обнаружен мир молекулярных явлений, 10^-10 м – атомных, в интервале порядка 10^-15 м перед физиками открылся ядерный мир с широким спектром новых ядерных процессов. Проникновение в глубины материи, исследование физических явлений во все меньших пространственно-временных масштабах всегда было и остается генеральной линией физики, с которой тесно связан не только научный аспект проблемы, но и социально-экономический, политический, мировоззренческий. Расширение в начале 30-х годов экспериментальной базы физики, в частности создание первых ускорителей заряженных частиц (генератор Ван де Граафа, циклотрон, ускоритель Кокрофта - У–лтона), совершенствование техники эксперимента привели к обнаружению позитрона (К.Андерсон, 1932), нейтрона (Дж.Чэдвик, 1932), осуществлению первой ядерной реакции искусственно ускоренными протонами (Дж.Кокрофт, Э.Уолтон, 1932) и первых ядерных превращений под действием нейтронов (Н.Фезер, Л.Мейтнер, У.Харкинс, 1932), установлению протонно-нейтронной структуры ядра (Д.Д.Иваненко, В.Гейзенберг, 1932) и др.

Джон Дуглас Кокрофт (1897 – 1967) – английский физик, член Лондонского королевского общества с 1936 г. Родился в Тодмордене. Учился в Манчестерском и Кембриджском университетах. С 1925 г. работал в Кавендишской лаборатории у Э.Резерфорда, а с 1934 г. возглавлял Мондовскую лабораторию Лондонского королевского общества, одновременно преподавая (1929 – 1946) в Кембриджском университете (с 1939 г. – профессор). В 1939 – 1949 гг. работал над проблемами воздушной обороны и был одним из руководителей английского проекта атомной бомбы. В 1946 – 1958 гг. возглавлял исследовательский атомный центр в Харуэлле, в 1961 – 1965 гг. – глава Черчиллевского колледжа в Кембридже. Работы посвящены ядерной физике и атомной энергетике. Первые научные исследования относились к созданию сильных магнитных полей и получению низких температур. В 1928 г. Кокрофт занялся проблемой ускорения протонов, а в 1932 г. вместе с Э.Уолтоном сконструировал установку, на которой осуществил первую ядерную реакцию с искусственно ускоренными протонами - трансмутацию лития. В следующем году они исследовали ряд случаев трансмутации элементов, обусловленной ускоренными протонами (Нобелевская премия, 1951). Экспериментально доказал возможность ядерных реакций синтеза легких элементов под действием ускоренных протонов и дейтонов. Кокрофт – один из изобретателей английского радара. Многое сделал для развития ядерной энергетики и развертывания термоядерных исследований в Англии. Почетный член ряда АН и научных обществ.

Игорь Евгеньевич Тамм (1895 – 1971) – физик-теоретик, академик с 1953 г. Родился во Владивостоке. Окончил Московский университет (1918), преподавал физику в Крымском университете (1919 – 1920) и Одесском политехническом институте (1921 – 1922). В 1922 г. переехал в Москву, в 1924 – 1941 гг. заведовал кафедрой теоретической физики Московского университета, с 1934 г. – также теоретическим отделом Физического института АН СССР и с 1945 г. – кафедрой Московского инженерно-физического института. Научные работы посвящены широкому кругу проблем теоретической и прикладной физики, в частности электродинамике, квантовой механике и теории твердого тела, ядерной физике, теории элементарных частиц и взаимодействий при высоких энергиях, термоядерному синтезу. В 1930 г. построил полную квантовую теорию рассеяния света в кристаллах, для чего осуществил квантование не только световых, но и упругих волн в твердом теле, введя понятие звуковых квантов, или фононов. В 1930 г. дал последовательный вывод формулы Клейна – Нишины для рассеяния света на электроне, что имело важное значение для утверждения релятивистского волнового уравнения Дирака для электрона. При этом Тамм впервые предложил новый метод вычислений в теории возмущений в случае дираковской частицы, сильно облегчающий расчеты. Применив квантовую механику к теории металлов, он открыл(1932) существование уровней особого типа (уровни Тамма), совместно с С.П.Шубиным заложил основы квантовомеханической теории фотоэффекта на металлах (1931). В 1934 г. Тамм создает первую теорию ядерного взаимодействия (теорию бета-сил), которая явилась основой для всех дальнейших исследований в этой области и прообразом последующих теорий взаимодействий. Уже в 1935 г. Х.Юкава, исходя из работ Тамма, предсказал существование мезона как носителя этих сил. В 1934 г. Тамм высказал идею, что нейтрон имеет магнитный момент. В 1937 г. вместе с И.М.Франком развил теорию излучения электрона, движущегося в среде со скоростью, превышающей фазовую скорость света в этой среде, - теорию эффекта Вавилова – Черенкова (Нобелевская премия, 1958). В последниие годы Тамм первый начал исследования по проблеме термоядерного синтеза. В 1950 г. высказал идею термоизоляции горячей плазмы сильным магнитным полем. Его работы посвящены также проблеме изобарных состояний нуклонов и взаимодействию релятивистских частиц. В 1945 г. дал метод рассмотрения взаимодействия частиц, отличный от метода теории возмущений (метод Тамма – Данкова). Создал школу теоретической физики. Член ряда АН.

Открытие нейтрона как элементарной частицы и составляющей компоненты ядер указало на существование нового типа сил в природе неэлектромагнитного происхождения, удерживающими протоны и нейтроны тесно связанными в ядре. Это было проявление эффекта сильных взаимодействий, не имеющих аналога в макроскопической физике. Открытие же позитрона обнаружило в явном виде фундаментальную симметрию природы, проявляющуюся в существовании двух типов материи – вещества и антивещества. Поэтому 1932 г., когда физики проникли на новый уровень материи, в область ядра, установив его сложный протонно-нейтронный состав, и был открыт новый тип взаимодействий – сильных, целесообразно считать началом нового этапа в развитии физической науки – этапа ядерной физики. Рассмотрим краткие биографии некоторых представителей этого этапа.

Джузеппе Станиславо Оккиалини (1907) – итальянский физик. Окончил Флорентийский университет, там же работал в 1932 – 1937 гг. (в 1931 – 1933 гг. в Кембридже), 1937 – 1941 гг. – в Сан-Паулу (Бразилия), в 1945 – 1947 гг. – в Бристольском университете, 1948 – 1952 гг. – в Брюссельском, с 1952 г. – профессор Миланского университета. Научные работы относятся к ядерной физике и физике космических лучей. В 1932 – 1933 гг. вместе с английским физиком П.Блэккетом сконструировал первую камеру Вильсона, управляемую счетчиками, что явилось важным техническим достижением, и в 1933 г. при помощи этой камеры открыл (совместно с Блэккетом) электронно-позитронные ливни в космических лучах, а также явление образования пар электрон - по–зитрон из гамма-квантов. Разработал технику обработки ядерных фотоэмульсий и впервые наблюдал электроны Оже. В 1947 г. совместно с С.Пауэллом и К.Латтесом открыл заряженные пи-мезоны.

Петр Леонидович Капица (1894) - советский физик, академик с 1936 г. Родился в Кронштадте. Окончил Петроградский политехнический институт (1918) и остался работать на кафедре у А.Ф.Иоффе. В 1921 г. был направлен в научную командировку в Англию, где работал в Кавендишской лаборатории, возглавляемой Э.Резерфордом. В 1924 – 1932 гг. был помощником директора Кавендишской лаборатории, а в 1930 – 1934 гг. – директором лаборатории Монда при Королевском обществе и профессором (в 1929 г. был избран членом Лондонского королевского общества). После возвращения в СССР (1935) организовал Институт физических проблем. В 1939 - 1946 гг. – профессор Московского университета, с 1946 г. – профессор Московского физико-технического института. Научные работы посвящены ядерной физике, физике и технике сверхсильных магнитных полей, физике и технике низких температур, физике квантовых жидкостей, электронике больших мощностей, физике высокотемпературной плазмы. В 1922 г. совместно с Н.Н.Семеновым предложил метод определения магнитного момента атома, реализованный в дальнейшем в опытах О.Штерна и В.Герлаха. Вместе с Д.В.Скобельценым первый поместил в 1923 г. камеру Вильсона в сильное магнитное поле и наблюдал искривление треков альфа-частиц.В 1924 г. предложил новый метод получения импульсных сверхсильных магнитных полей (нпряженностью до 500 кЭ). Получив рекордные значения магнитного поля, Капица изучал его влияние на различные физические свойства вещества. Установил в 1929 г. закон линейного возрастания электрического сопротивления ряда металлов от напряженности магнитного поля (закон Капицы). При помощи методики сверхсильных импульсных магнитных полей также исследовал магнитные свойства металлов.Исследования Капицы в этой области тесно связаны с проблемой получения сверхнизких температур, с техникой сжижения гелия и водорода. Создал новые методы сжижения водорода и гелия, сконструировал новые типы сжижителей (поршневые, детандерные и турбо детандерные установки). Турбодетандер Капицы заставил пересмотреть принципы создания холодильных циклов, используемых для сжижения и разделения газов, что существенно изменило развитие мировой техники получения больших количеств кислорода. Так, Капица по-новому подошел к проблеме сжижения воздуха, применив радиальный турбодетандер с к.п.д. 80 – 85%. Разработав технику получения жидкого гелия, Капица изучил его свойства, В ряде своих экспериментов он показал, что при температуре, ниже критической (2,19 К) вязкость гелия становится чрезвычайно малой (открытие сверхтекучести жидкого гелия), и обстоятельно изучил свойства жидкого гелия в этом состоянии, в частности показал, что жидкий гелий состоит из двух компонент – сверхтекучей и нормальной. Эти исследования Капицы привели к развитию квантовой теории жидкого гелия, разработанной Л.Д.Ландау. Наблюдал в 1941 г. на границе “твердое тело – жидкий гелий” скачок температуры (температурный скачок Капицы). В послевоенный период внимание Капицы привлекает электроника больших мощностей. Он развил общую теорию электронных приборов магнетронного типа и создал магнетронные генераторы непрерывного действия – планотрон и ниготрон. Он также выдвинул гипотезу о природе шаровой молнии. В последние годы вместе с отрудниками сделал важное открытие в области физики плазмы, экспериментально обнаружив образование высокотемпературной плазмы в высокочастотном разряде. Лауреат Нобелевской премии по физике. Член многих зарубежных АН и научных обществ.

Абрам Федорович Иоффе (1880 – 1960) – советский физик, организатор физических исследований в СССР, академик с 1920 г. Родился в г. Ромны. Окончил Петербургский технологический институт (1902). Научную работу начал в лаборатории В.К.Рентгена в Мюнхене. В 1906 г. возвратился в Россию и начал работать в Петербургском политехническом институте (с 1913 г. – профессор). В октябре 1918 г. по его инициативе создан физико-технический отдел в Рентгенологическом и радиологическом институте (реорганизованном вскоре в физико-технический институт), а в 1919 г. – физико-механический факультет в Политехническом институте. На базе этих центров физической науки была создана разветвленная сеть научно-исследовательских институтов физического профиля (физико-технические институты в Харькове, Днепропетровске, Томске и др.) и кадры ученых физиков. Из школы Иоффе вышли известные ученые-физики, многие из которых сами стали основателями собственных школ::академики А.П.Александров, А.И.Алиханов, Л.А.Арцимович, П.Л.Капица,Б.П.Константинов, Г.В.Курдюмов, И.В.Курчатов, П.И.Лукирский, И.В.Обреимов, Н.Н.Семенов, Ю.Б.Харитон, Я.И.Френкель, А.К.Вальтер, В.Е.Лашкарев, А.И.Лейпунский, К.Д.Синельников и многие другие. Научные работы посвящены физике твердого тела и общим вопросам физики. Особенно значительный вклад был сделан им в физику и технику полупроводников, он один из первых указал основные направления применения полупроводников. Большой вклад внес Иоффе в проблему применения термо- и фотоэлектрических свойств полупроводников для пробразования тепловой и световой энергии в электрическую. Он разработал теорию термоэлектрогенераторов и термоэлектрических холодильников, выдвинул идею плазменного термоэлектриче- ства. Член многих АН и научных обществ.

Джорж (Георгий Антонович) Гамов (1904 – 1968) – американский физик-теоретик, член Национальной АН с 1953 г. Родился в Одессе. Окончил Ленинградский университет (1926), в 1931 – 1933 гг. работал в Физико-техническом институте (Ленинград), с 1934 г. – в США, где в 1934 – 1956 гг. – профессор университета Дж. Вашингтона, с 1956 г. – университета штата Колорадо. Научные работы посвящены квантовой механике, атомной и ядерной физике, астрофизике, космологии, биологии и истории физики. Независимо от Р.Герни и Э.Кондона применил в 1928 г. квантовую механику для объяснения альфа-распада, показав, что частицы с даже не очень большой энергией могут с определенной вероятностью проникать через потенциальный барьер. Существенный вклад внес Гамов также в теорию бета-распада, обобщив ее в 1936 г. совместно с Э.Теллером, введя взаимодействие Гамова – Теллера. Значительных успехов Гамов достиг в астрофизике и космологии, Он широко использовал для интерпретации звездной эволюции ядерную физику. Первым начал рассчитывать модели звезд с термоядерными реакциями, исследовал эволюционные треки звезд, предложил в 1942 г. модель оболочки красного гиганта, исследовал роль нейтрино при вспышках новых и сверхновых звезд. Разработал в 1946 – 1948 гг. теорию образования химических элементов путем последовательного нейтронного захвата, выдвинул теорию “горячей Вселенной”, которая была подтверждена в в 1965 г. открытием реликтового излучения. Предложил механизм звездного коллапса. Гамову принадлежит первая четкая постановка проблемы генетического кода. Является автором многих научно-популярных книг (“Создание Вселенной”, “Звезда, названная Солнцем”,”Тяготение”,”Квантовая механика”, “Биография физики” и др.).

Юджин Поль Вигнер (1902) – американский физик-теоретик, член Национальной АН. Родился в Будапеште. Окончил Высшую техническую школу в Берлине (1925). С 1930 г. работал в принстонском университете (США), в 1938 – 1971 гг. – профессор. В 1942 – 1945 гг. работал в Металлургической лаборатории Чикагского университета, в 1946 – 1947 гг. – директор исследовательской лаборатории в Клинтоне. В 1952 – 1957 и в 1959 – 1964 гг. – член Комиссии по атомной энергии США. Научные работы посвящены квантовой механике и электродинамике, ядерной физике, теории ядерных реакторов, физике элементарных частиц. Один из первых показал эффективность применения к квантовой механике аппарата теории групп и многое сделал для того, чтобы идеи симметрии и теории групп утвердились в современной теоретической физике, заложил основы теории симметрий в квантовой механике и ввел новые идеи и методы, применив их к фундаментальным проблемам. В 1927 г. совместно с П.Иорданом построил аппарат, эквивалентный волновой механике в конфигурационном пространстве с антисимметричными волновыми функциями, в 1928 г. провел квантование электронного поля. В 1927 г. ввел представление о четности волновой функции и открыл в 1927 г. зеркальную симметрию (сохранение пространственной четности), сформулировав закон сохранения четности, в 1932 г. -–симметрию относительно обращения времени. В 1933 г. показал, что ядерные силы имеют малую область действия (короткодействующие). В 1937 г. независимо от других ввел понятие изотопического спина и впервые отчетливо сформулировал закон сохранения изотопического спина в нуклон-нуклонных взаимодействиях. В 1937 г. указал на связь изоспина с зарядовой независимостью ядерных сил. Вместе с Г. Брейтом в 1936 г. предложил дисперсионную формулу для величины эффективного захвата и рассеяния нейтронов (формула Брейта – Вигнера). В 1937 г. предложил однородную модель ядра (модель Вигнера) и применял ее для изучения ядер тяжелее кислорода. Обосновал (1939) возможность протекания в уране цепной ядерной реакции деления. В составе группы Э.Ферми принимал участие в сооружении первого американского атомного реактора, возглавлял работы в США по теории ядерных реакторов. В 1949 г. сформулировал закон сохранения барионного заряда, в 1952 г. рассмотрел следствия, вытекающие из законов сохранения электрического и барионного зарядов. За вклад в теорию атомного ядра и элементарных частиц, особенно за применение фундаментальных принципов симметрии, Вигнер в 1963 г. удостоен Нобелевской премии. Почетный член ряда АН. В 1956 г. – президент Американского физического общества.

Энрико Ферми (1901 – 1954) – родился в Риме в семье служащего. Окончил Пизанский университет и затем продолжил образование, полученное в значительной степени путем самостоятельных занятий, в Геттингене у Борна и в Лейдене у Эренфеста. С 1926 г. Ферми – профессор университета в Риме. Там в течение 12 лет он создал итальянскую школу современной физики; к этому времени относятся его теоретические работы по приложению квантовой механики к разнообразным явлени- ям атомной, молекулярной и ядерной физики. Мысль Паули о нейтрино привела в работах Ферми к созданию теории бета-распада. После открытия нейтрона Чадвиком и искусственной радиоактивности Жолио Кюри и Ирэн Кюри Ферми вместе со своими учениками занялся изучением этих явлений, где им были достигнуты замечательные результаты, увенчатые в 1938 г. Нобелевской премией. После получения в Стокгольме премии Ферми эмигрировал в США, став профессором Колумбийского университета. В 1938 г. Хан и Штрассман открыли деление урана, и уже через 4 года Ферми построил в Чикаго атомный реактор, в котором впервые происходила управляемая самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция. Именно с этих работ начался атомный век – век атомной энергетики и атомного оружия. Годы войны Ферми провел в секретных лабораториях Лос-Аламоса, участвуя вместе с крупнейшими физиками мира в создании бомбы. Однако после 1945 г. Ферми оставил нейтронную физику,область, которую он по существу создал; он утверждал, что ученый должен менять область своих занятий. Ферми обратился к физике элементарных частиц – к исследованию мезонов на первых ускорителях частиц высокой энергии. Ферми был замечательным лектором. Конспекты его лекций и ныне представляют большой интерес, свидетельствуя об исключительной ясности и точности его ума; его образные и прозрачные решения давали четкую картину сложных явлений, лишенную к.-л. нарочитой общности или абстрактности. Его силь- ная и независимая личность привлекала многих, несмотря на сложный характер: недаром еще в Италии ученики называли его Папой –за непогрешимость и авторитет.