Otto Šterns bija vācu izcelsmes amerikāņu fiziķis, kurš 1943. gadā ieguva Nobela prēmiju fizikā. Viņš dzimis pārtikušā ebreju ģimenē deviņpadsmitā gadsimta beigās Prūsijas valstībā. Ģimenes finansiālās labklājības dēļ viņam nebija jāmeklē darbs tūlīt pēc izglītības pabeigšanas. Tā vietā viņš ilgi strādāja Privatdozent izvēlētajās universitātēs, pirms viņš uzsāka savu pirmo oficiālo akadēmisko amatu 1920. gadu sākumā. Sākotnēji viņš vairāk koncentrējās uz teorētiskām problēmām. Tikai pēc tam, kad viņš tikās ar tādiem lieliskiem eksperimentālistiem kā Džeimss Franks un Makss Volmers, viņš sāka interesēties par eksperimentālo fiziku. Īsā laikā viņš izstrādāja molekulārā staru metodi un ar Volteru Gerlahu atklāja griešanās kvantāciju. Tas viņam ne tikai atnesa slavu, bet arī iespēju turpināt izpētes darbu. Atomu magnētisko momentu mērīšana, atomu un molekulu viļņu rakstura demonstrēšana un protona magnētiskā momenta atklāšana ir tikai daži no viņa svarīgajiem darbiem. Kad Hitlera nacistu partija nāca pie varas, viņš migrēja uz ASV un ieguva Amerikas pilsonību. Pēc vairāk nekā divpadsmit gadu darba Kārnegija Melona universitātē viņš beidzot aizgāja pensijā un apmetās uz dzīvi Kalifornijā.
Bērnība un agrīnā dzīve
Otto Šterns dzimis 1888. gada 17. februārī pārtikušā ebreju ģimenē Sohrau, tagad pazīstams kā Zory. Pilsēta atrodas Polijas augšējā Silēzijas reģionā. Tomēr viņa dzimšanas brīdī tā ietilpa Prūsijas valstībā, kas atradās Vācijas impērijas pakļautībā.
Viņa tēvs Oskars Šterns bija bagātu graudu tirgotājs un viņam piederēja arī miltu dzirnavas. Viņa mātes vārds bija Eugenia née Rosenthal. Pārim bija pieci bērni, starp kuriem Otto bija vecākais. 1892. gadā ģimene pārcēlās uz Breslavu (tagad Vroclava, Polija), kur Otto tika uzņemts Johannesa ģimnāzijā.
Tā kā ģimnāzija vairāk uzsvēra klasiku, nevis matemātiku un zinātnes, Sterns papildināja savu izglītību, plaši lasot privāti. Pēc aiziešanas no skolas viņš apmeklēja vairākas universitātes, kā tajās dienās bija ierasts, un, visbeidzot, 1906. gadā iestājās Breslavas universitātē ar galveno fizikālo ķīmiju.
Otto Šterns pabeidza studijas 1912. gadā, iegūstot doktora grādu Breslavas Universitātē. Tajā pašā gadā viņš iestājās Kārļa universitātē Prāgā, lai studētu Alberta Einšteina vadībā.
Kad 1913. gadā Einšteins atgriezās savā alma mater, ETH Cīrihe, Otto Šterns viņam sekoja. Vienu gadu viņš darbojās kā fiziskās ķīmijas privātāzņēmums ETH.
1914. gadā viņš iestājās Frankfurtes pie Mainas Universitātē kā teorētiskās fizikas Privatdozent. 1915. gadā viņš no universitātes saņēma habilitāciju, augstāko akadēmisko kvalifikāciju, kas jāiegūst jebkuram zinātniekam. Ļoti drīz izcēlās Pirmais pasaules karš, un viņš tika iesaukts vācu armijā.
Kara beigās viņš tika norīkots veikt militārus pētījumus Nernsta laboratorijā Berlīnes universitātē. Tur viņš sadraudzējās ar diviem slaveniem eksperimentālistiem Džeimsu Franku un Maksu Volmeru.
Līdz tam Šterns galvenokārt bija koncentrējies uz statistiskās termodinamikas un kvantu teorijas teorētiskajiem pētījumiem. Tagad Franka un Volmera ietekmē viņš sāka izrādīt interesi par eksperimentālo fiziku.
Karjera
Kad karš beidzās 1918. gadā, Otto Šterns atgriezās Frankfurtes pie Mainas universitātē un tur palika līdz 1921. gadam. Sākumā viņš turpināja darbu pie teorētiskajām problēmām un publicēja rakstu par cietvielu virsmas enerģiju. Ļoti drīz viņš sāka just, ka viņam jāsniedz eksperimentāls pierādījums.
Tomēr, pirms viņš varēja pabeigt eksperimentu, viņš saņēma savu pirmo oficiālo akadēmisko amatu. 1921. gadā viņš iestājās Rostokas universitātē kā teorētiskās fizikas asociētais profesors.
1922. gadā, mācot Rostokā, Sterns kopā ar Valteru Gerlahu veica savu vēsturisko molekulāro staru eksperimentu. Pazīstams kā Šterna – Gerlaha eksperiments, tas apstiprināja griešanās kvantēšanas teoriju, kurā teikts, ka magnētiskajā laukā atomi var izlīdzināties tikai dažos virzienos.
Nākamais 1923. gadā Sterns pievienojās Hamburgas universitātei kā fizikālās ķīmijas profesors un laboratorijas direktors. Šeit viņš izveidoja izcilu pētījumu grupu, kas veica daudzus novatoriskus eksperimentus. Viņa dēļ Hamburgas Universitāte kļuva par plaši pazīstamu atomu, molekulāro un kodolpētījumu centru.
Šajā laikā Sterns veica turpmākus eksperimentus matērijas kvantu dabā. Šie eksperimenti apstiprināja daudzas citas galvenās izpausmes, piemēram, hēlija un ūdeņraža atomu viļņu raksturu, diferencējot šo atomu starus, kā arī protona un deuterona neregulāros magnētiskos momentus.
Kad 1933. gada jūlijā Vācijā pie varas nāca Ādolfs Hitlers un viņa nacistu partija, Šternam nācās atkāpties no amata. Līdz tam viņš bija kļuvis starptautiski plaši pazīstams. 1930. gadā viņam tika piešķirta LL.D. iesniedza Kalifornijas universitāte, Bērklija. Rezultātā viņš nolēma pārcelties uz ASV.
1933. gadā Sterns pievienojās Kārnegi Melona universitātei Pitsburgā, Pensilvānijā kā fizikas profesors. Viņš tur palika līdz aiziešanai pensijā 1945. gadā, veicot plašus eksperimentālās fizikas pētījumus.
Pēc aiziešanas pensijā Šterns pārcēlās uz Kaliforniju un iestājās Kalifornijas Universitātē, Bērklijā kā emeritētais profesors. Tajā pašā gadā viņš tika ievēlēts Nacionālajā zinātņu akadēmijā. Atlikušo mūžu viņš pavadīja Bērklijā.
Lielākie darbi
1922. gada Šterna – Gerlaha eksperiments ir viens no vissvarīgākajiem Otto Šterna darbiem. Viņš un Valters Gerlahs caur nehomogēnu magnētisko lauku uz stikla plāksni nosūtīja sudraba atomu staru un novēroja to difrakciju.
Saskaņā ar klasisko fiziku gaismai vajadzēja izklīst kā nepārtrauktai joslai; tā vietā tika novēroti tikai divi stari. Tas ne tikai apstiprināja griešanās kvantēšanas teoriju, bet arī pavēra ceļu mūsdienu fizikas tālākai attīstībai.
Vēl viens no viņa svarīgajiem darbiem ir protona magnētiskā impulsa mērīšana, izmantojot molekulāro staru. 1933. gadā veiktais eksperiments pierādīja, ka faktiskais mērījums ir divarpus reizes lielāks par tā teorētisko vērtību.
Viņš arī publicēja daudzus dokumentus. Starp tiem visnozīmīgākā ir trīsdesmit izcilu darbu sērija ar nosaukumu “Untersuchung zur Molekularstrahl-Methode, UzM” (pētījumi ar molekulārā staru metodi).
Balvas un sasniegumi
Otto Šterns saņēma 1943. gada Nobela prēmiju fizikā par viņa vērpšanas kvantēšanas teorijas atklāšanu. Lai arī darbs tika veikts sadarbībā ar Valteru Gerlahu, balvu viņš saņēma tikai tāpēc, ka Gerlahs bija palicis atpakaļ Vācijā un bija aktīvs nacistu periodā.
Turklāt viņš tika ievēlēts arī par Amerikas Zinātnes attīstības asociācijas, Amerikas Filozofiskās biedrības, Nacionālās zinātņu akadēmijas un Dānijas Karaliskās zinātņu akadēmijas locekli.
Personīgā dzīve un mantojums
Otto Šterns neprecējās. Būdams jauns cilvēks, viņam patika laba dzīve un patika dejot. Viņš bija arī labs tenisists un viņam bija daudz draugu.
1939. gada 8. martā viņš kļuva par naturalizētu Amerikas Savienoto Valstu pilsoni. Dzīves pēdējo daļu viņš pavadīja Bērklijā, Kalifornijā. Tur viņš dzīvoja nošķirtu dzīvi, bet palika ieinteresēts jaunos atklājumos daļiņu fizikā un astrofizikā. Viņš arī regulāri apmeklēja filmas.
Viņš nomira 1969. gada 17. augustā 81 gadu vecumā Bērklijā. Skatoties filmu, viņš cieta no sirdslēkmes un drīz pēc tam nomira. Viņš tika apbedīts Sunset View kapsētā, El Cerrito, CA.
Fotofiziskā starpmolekulārā deaktivācijas procesa kinētika nosaukta par “Otto-Volmera attiecībām” pēc Otto Šterna un viņa mūža drauga Maksa Volmera. Abi zinātnieki bija cieši sadarbojušies jau ilgu laiku kopš Pirmā pasaules kara.
Trivia
Otto Šterns bija otrais visvairāk nominētais cilvēks Nobela prēmijai. Laikposmā no 1925. līdz 1945. gadam viņš saņēma 82 nominācijas. Galu galā to uzvarēja 1943. gadā.
Ātri fakti
Dzimšanas diena 1888. gada 17. februāris
Valstspiederība Vācu
Slaveni: fiziķiVācu vīrieši
Miris vecumā: 81 gads
Saules zīme: Ūdensvīrs
Dzimis: ory
Slavens kā Fiziķis
