אוטו שטרן היה פיזיקאי אמריקני יליד גרמניה שזכה בפרס נובל לפיזיקה בשנת 1943. הוא נולד במשפחה יהודית משגשגת לקראת סוף המאה התשע עשרה בממלכת פרוסיה. בגלל השפע הכלכלי של משפחתו, הוא לא נאלץ לחפש מקומות עבודה מיד לאחר שסיים את השכלתו. במקום זאת הוא עבד כפרטיוודוז באוניברסיטאות שנבחרו זמן רב לפני שנחת בתפקידו האקדמי הראשון הרשמי בראשית שנות העשרים. בתחילה הוא התרכז יותר בבעיות תיאורטיות. רק לאחר שפגש בניסויים גדולים כמו ג'יימס פרנק ומקס וולמר, החל להתעניין בפיזיקה ניסיונית. תוך תקופה קצרה הוא פיתח שיטת קרן מולקולרית וגילה כימות ספין עם וולטר גרלך. זה לא רק הביא לו תהילה, אלא גם הזדמנות להמשך עבודת מחקר. מדידה של רגעים מגנטיים אטומיים, הדגמת אופי הגל של האטומים והמולקולות וגילוי הרגע המגנטי של הפרוטון הם מעטים מיצירותיו החשובות. הוא היגר לארצות הברית וקיבל אזרחות אמריקאית עם עליית המפלגה הנאצית של היטלר. לאחר שעבד באוניברסיטת קרנגי מלון יותר משנים עשר שנים הוא פרש לבסוף והתיישב בקליפורניה.
ילדות וחיים מוקדמים
אוטו שטרן נולד ב- 17 בפברואר 1888 במשפחה יהודית עשירה בסוהראו, הידועה כיום בשם זורי. העיירה ממוקמת באזור שלזיה עילית בפולין. עם זאת, בזמן לידתו, זה היה חלק מממלכת פרוסיה תחת האימפריה הגרמנית.
אביו, אוסקר שטרן, היה סוחר תבואה עשיר ובעל גם טחנות קמח. שמה של אמו היה יוג'ניה נאה רוזנטל. לזוג נולדו חמישה ילדים, ביניהם אוטו היה הבכור. בשנת 1892 עברה המשפחה לברסלוי (כיום ורוצלב, פולין), שם אושפז אוטו בג'והנסיה ג'והנסס.
בעוד הגימנסיה הדגישה יותר את הקלאסיקה מאשר על המתמטיקה והמדעים, הוסיף שטרן את השכלתו בקריאה רבה בפרטיות. לאחר שנפטר מבית הספר ביקר בכמה אוניברסיטאות כפי שהיה הנורמה באותם ימים ולבסוף בשנת 1906, נכנס לאוניברסיטת ברסלאו כשכימיה פיזיקלית הייתה העיקרית שלו.
אוטו שטרן סיים את לימודיו בשנת 1912 עם תואר דוקטורט מאוניברסיטת ברסלאו. באותה שנה הצטרף לאוניברסיטת צ'ארלס בפראג ללמוד תחת אלברט איינשטיין.
כאשר בשנת 1913 חזר אינשטיין לאלמא מאטר שלו, ETH ציריך, עקב אחריו אוטו שטרן. במשך שנה אחת הוא תפקד כפרטיווזנט של כימיה פיזית ב- ETH.
בשנת 1914 הוא הצטרף לאוניברסיטת פרנקפורט אם מיין בתור Privatdozent של הפיזיקה התיאורטית. בשנת 1915 הוא קיבל את השכלתו, האקדמיה הגבוהה ביותר שהושג על ידי כל חוקר, מהאוניברסיטה. מהר מאוד פרצה מלחמת העולם הראשונה והוא הוחדר לצבא הגרמני.
לקראת סוף המלחמה הוא הוקצה למחקר צבאי במעבדה של נרנסט באוניברסיטת ברלין. שם התיידד עם ג'יימס פרנק ומקס וולמר, שני ניסויים ידועים.
עד אז שטרן התרכז בעיקר במחקרים תיאורטיים של תרמודינמיקה סטטיסטית ותורת הקוונטים. כעת, תחת השפעתם של פרנק וולמר, הוא החל לגלות עניין בפיזיקה ניסיונית.
קריירה
לאחר סיום המלחמה בשנת 1918, חזר אוטו שטרן לאוניברסיטת פרנקפורט אם מיין ונשאר שם עד שנת 1921. בתחילה המשיך לעבוד על הבעיות התיאורטיות ופרסם מאמר על אנרגיית השטח של מוצקים. מהר מאוד החל להרגיש שעליו לספק הוכחה ניסיונית.
עם זאת, לפני שהספיק להשלים את הניסוי שלו, הוא קיבל את התפקיד האקדמי הרשמי הראשון שלו. בשנת 1921 הצטרף לאוניברסיטת רוסטוק כפרופסור חבר לפיזיקה תיאורטית.
בשנת 1922, בעת לימודיו ברוסטוק, ביצע שטרן יחד עם וולטר גרלך את הניסוי ההיסטורי שלהם בקורה מולקולרית. המכונה ניסוי שטרן-גרליך, הוא אישר את תיאוריית הכימות לספין, שקבעה כי בשדה מגנטי, אטומים יכולים להתיישר רק לכמה כיוונים בלבד.
לאחר מכן בשנת 1923 הצטרף שטרן לאוניברסיטת המבורג כפרופסור לכימיה פיזית ומנהל מעבדה. כאן הקים קבוצת מחקר מצטיינת אשר ביצעה ניסויים חלוציים רבים. בזכותו אוניברסיטת המבורג הפכה למרכז ידוע למחקר אטומי, מולקולרי וגרעיני.
במהלך תקופה זו הוביל שטרן ניסויים נוספים באופי הקוונטי של החומר. ניסויים אלה אישרו ביטויים מרכזיים רבים אחרים כמו אופי הגל של אטומי הליום ומימן על ידי קרניים מפיצות של האטומים הללו, ורגעים מגנטיים לא סדירים של פרוטון ודויטרון.
עם עלייתו של אדולף היטלר ומפלגתו הנאצית לשלטון בגרמניה ביולי 1933, היה על שטרן להתפטר מתפקידו. באותה תקופה הוא התפרסם בצורה בינלאומית. בשנת 1930 הוענק לו תואר LL.D. מאת אוניברסיטת קליפורניה, ברקלי. כתוצאה מכך, הוא החליט לעבור לארה"ב.
בשנת 1933 הצטרף שטרן לאוניברסיטת קרנגי מלון בפיטסבורג, פנסילבניה כפרופסור לפיזיקה. הוא נשאר שם עד פרישתו בשנת 1945 והמשיך במחקר נרחב בפיזיקה ניסיונית.
לאחר הפרישה עבר שטרן לקליפורניה והצטרף לאוניברסיטת קליפורניה, ברקלי, כפרופסור אמריטוס. באותה שנה הוא נבחר לאקדמיה הלאומית למדעים. את שארית חייו בילה בברקלי.
עבודות עיקריות
ניסוי שטרן – גרלך משנת 1922 הוא אחת העבודות החשובות ביותר שביצע אוטו שטרן. הוא וולטר גרלאך שלחו קרן אטומי כסף דרך שדה מגנטי בלתי-הומוגני על לוח זכוכית וצפו בביזוי שלהם.
על פי הפיזיקה הקלאסית, הקורה הייתה צריכה להתפשט כלהקה רציפה; במקום זאת נצפו רק שתי קורות. זה לא רק אישר את תיאוריית הכימות של הספין, אלא גם סלל את הדרך להתפתחות נוספת של הפיזיקה המודרנית.
מדידת התנופה המגנטית של הפרוטון באמצעות קרן מולקולרית היא עוד אחת מהעבודות החשובות שלו. הניסוי נערך בשנת 1933, הוכיח כי המדידה בפועל היא פי שתיים וחצי מערכו התיאורטי.
הוא גם פרסם מאמרים רבים. ביניהם סדרה של שלושים מאמרים מצטיינים שכותרתם 'Untersuchung zur Molekularstrahl-Methode, UzM' (חקירות בשיטת הקורה המולקולרית) ראויה לציון.
פרסים והישגים
אוטו שטרן קיבל את פרס נובל לפיזיקה משנת 1943 על גילויו של תורת הכימות לספין. למרות שהעבודה נעשתה בשיתוף פעולה עם וולטר גרלך, הוא לבדו קיבל את הפרס מכיוון שגרלך נשאר בגרמניה והיה פעיל בתקופה הנאצית.
בנוסף, הוא נבחר גם כחבר האגודה האמריקאית לקידום המדע, האגודה הפילוסופית האמריקאית, האקדמיה הלאומית למדעים והאקדמיה המלכותית הדנית המלכותית.
חיים אישיים ומורשת
אוטו שטרן לא התחתן. בצעירותו, הוא אהב חיים טובים ואהב לרקוד. הוא גם היה טניסאי טוב והיו לו חברים רבים.
ב- 8 במרץ 1939 הוא הפך לאזרח המתאזרח בארצות הברית של אמריקה. את חלקו האחרון של חייו בילה בברקלי, קליפורניה. שם הוא ניהל חיים מבודדים, אך נותר מתעניין בתגליות החדשות בפיזיקת החלקיקים ובאסטרופיזיקה. הוא גם הלך לסרטים באופן קבוע.
הוא נפטר ב- 17 באוגוסט 1969 בגיל 81 בברקלי. הוא ספג התקף לב בזמן שצפה בסרט ומת זמן קצר לאחר מכן. הוא נקבר בבית הקברות Sunset View, אל סרריטו, קליפורניה.
קינטיקה של תהליך ביטול פוטו-פיזי בין-מולקולרי נקראה 'מערכת יחסים אוטו-וולמר' על שם אוטו שטרן וחברו לכל החיים מקס וולמר. שני המדענים עבדו מקרוב זמן רב מאז מלחמת העולם הראשונה.
טריוויה
אוטו שטרן היה האדם השני שהיה מועמד לפרס נובל. הוא קיבל 82 מועמדויות בין 1925 ל -1945. בסופו של דבר הוא זכה בה בשנת 1943.
עובדות מהירות
יום הולדת 17 בפברואר 1888
לאום גרמנית
מפורסמים: פיסיקאים גברים גרמנים
נפטר בגיל: 81
סימן שמש: מזל דלי
נולד ב: Żory
מפורסם כמו פיזיקאי
