Виктор Ф. Гесс. Физики - нобелевские лауреаты на сайте "Физика вокруг нас"

Виктор Ф. ГЕСС (Hess)

(24.06.1883 – 17.12.1964)

Нобелевская премия по физике, 1936 г. за «открытие космических лучей» совместно с Карлом Д. Андерсоном

Австро-американский физик Виктор Франц Гесс родился в замке Вальдштейн в австрийской провинции Штирии в семье Винзенса Гесса – главного лесничего имения принца Оттинген-Валлерштейна – и урожденной Серафины Эдле фон Гроссбауэр-Вальдштат. С 1893 по 1901 г. он учился в гимназии, по окончании которой поступил в Грацкий университет. В 1906 г. Гесс защитил докторскую диссертацию по физике «с похвальным отзывом».

После защиты Гесс собирался заняться исследованиями по оптике в Берлинском университете под руководством Пауля Друде, но после самоубийства Друде был вынужден изменить свои планы. Работая демонстратором и лектором в Венском университете, Гесс заинтересовался исследованиями Франца Экснера и Эгона фон Швейдлера по ионизирующему действию радиоактивных излучений. Такие излучения возникают в тех случаях, когда атомы нестабильных элементов, например урана или тория, испускают «сгустки» (порции) энергии и положительные или отрицательные частицы. Под действием радиоактивного излучения окружающая источник атмосфера становится электропроводной, т.е. ионизируется. Такого рода радиоактивность может быть обнаружена с помощью электроскопа – прибора, который теряет сообщенный ему электрический заряд под действием радиации.

Работая с 1910 г. ассистентом-исследователем в Институте радиевых исследований при Венском университете, Гесс узнал о проводившихся его коллегами экспериментах по определению источника ионизирующего излучения в атмосфере. Ему стало известно и о том, что несколькими месяцами раньше Теодор Вульф измерил в Париже ионизацию атмосферы. Измерения Вульфом производились с Эйфелевой башни и показали, что на ее вершине (на высоте 320 м) уровень радиации гораздо выше, чем у ее основания. Данные Вульфа расходились с существовавшей тогда теорией, согласно которой радиация могла идти только из-под земли. Вульф предположил, что необычно высокий уровень радиации наверху вызван радиацией, идущей из земной атмосферы. Он обратился к другим ученым с предложением проверить его гипотезу, запуская в атмосферу с помощью баллонов измерительные приборы.

На следующий год Гесс создал приборы, способные выдержать существенные перепады температуры и давления при подъеме на большие высоты. Гесс вычислил, что максимальная высота, на которой земная радиация могла бы ионизовать атмосферу, равна 500 м. В следующие два года он с помощью Австрийского воздухоплавательного клуба запустил десять аэрозондов. «Мне удалось показать, – вспоминал он впоследствии, – что ионизация [в электроскопе] уменьшалась с увеличением высоты подъема над землей (за счет уменьшения влияния радиоактивных веществ в земле), но начиная с высоты 1000 м заметно возрастала и на высоте 5000 м достигала значения, в несколько раз превосходящего наблюдаемое на поверхности Земли». Эти данные привели его к заключению, что ионизация могла быть вызвана проникновением в земную атмосферу неизвестного излучения из космического пространства.

В том, что излучение приходит из космического пространства, а не исходит от Солнца, Гесс убедили результаты ночных запусков, во время которых не наблюдалось понижения уровня радиации в верхних слоях атмосферы. В 1925 г. новое излучение было названо американским физиком Робертом А. Милликеном «космическими лучами». Эксперименты Гесс привлекли внимание к космическим лучам других физиков, в том числе Карла Д. Андерсона, открывшего позитрон, положительно заряженную частицу с массой, равной массе электрона. Им же вместе с С.Х. Неддермейером был открыт мю-мезон – необычайно короткоживущая частица с массой, примерно в 200 раз больше массы электрона. Позднее она стала называться мюоном.

В 1919 г. Гесс был назначен ассистент-профессором физики Венского университета, но в 1920 г. переехал в Грац, где стал адъюнкт-профессором экспериментальной физики. В 1921 г., взяв отпуск, Гесс отправился в Соединенные Штаты, где возглавил исследовательскую лабораторию Радиевой корпорации Соединенных Штатов в Ориндже (штат Нью-Джерси) и одновременно исполнял обязанности консультанта при Горном бюро министерства внутренних дел США.

В Грац Гесс вернулся в 1923 г. Через два года он стал полным профессором, а в 1929 г. был назначен деканом факультета. В 1931 г. Гесс стал профессором экспериментальной физики и директором Института радиационных исследований при Инсбрукском университете. Он создал под Хафелекаром станцию по исследованию космических лучей.

За «открытие космических лучей» Гесс совместно с Карлом Д. Андерсоном был удостоен Нобелевской премии по физике 1936 г. Представляя лауреатов, Ханс Плейель из Шведской королевской академии наук подчеркнул, что Гесс «предложил нам новые важные проблемы, связанные с формированием и разрушением вещества, проблемы, открывающие новые области для исследования».

В 1938 г., через два месяца после того, как нацистская Германия аннексировала Австрию, Гесс был смещен со своего поста в Граце, так как его жена была еврейкой, а сам он состоял научным советником при правительстве низложенного канцлера Австрии Курта фон Шушнига. Получив предупреждение о готовящемся аресте, Гесс бежал в Швейцарию.

Приглашение от Фордхемского университета привело в 1938 г. Гесс и его жену в Нью-Йорк. В Фордхеме Гесс преподавал физику и через шесть лет получил американское гражданство. В 1946 г. к нему обратились с просьбой возглавить первые в мире измерения уровня радиоактивных осадков, выпавших в Соединенных Штатах после атомной бомбардировки Хиросимы. На следующий год Гесс вместе с физиком Уильямом Т. Макниффом разработали метод обнаружения небольших количеств радия в человеческом теле по измерению гамма-излучения.

В 1920 г. Гесс женился на Мари Берте Варнер Брейски, которая скончалась в 1955 г. В том же году Гесс вступил в брак с Элизабет М. Хёнке. После выхода в отставку в 1956 г. Гесс до конца жизни продолжал заниматься исследованием космических лучей и радиоактивности. Он умер в Маунт-Верноне (штат Нью-Йорк) в 1964 г.

За свою долгую карьеру Гесс был удостоен множества наград и почестей, в том числе премии Либена Австрийской академии наук (1919), премии Эрнста Аббе Фонда Карла Цейса (1932), почетного знака «За заслуги в искусстве и науке» австрийского правительства (1959) и почетных степеней Венского университета, университета Лойолы в Чикаго, университета Лойолы в Новом Орлеане и Фордхемского университета.

Лауреаты Нобелевской премии: Энциклопедия: Пер. с англ.– М.: Прогресс, 1992.