<<Kodulehele


100 aastat Nobeli füüsikapreemiaid

Arved Sapar
Tartu Observatoorium

sapar@aai.ee

Pikem versioon

Alfred Nobel (21.10.1833 - 10.12.1896)

Sündis Uppsalas. Enamiku aega elas Venemaal, Saksamaal, Prantsusmaal ja Itaalias.
Keemik ja insener, naftamagnaat ja sõjatööstur.
Dünamiidi (nitroglütseriin + diatomiit) ning ballistiidi (suitsuta püssirohi) leiutaja. Vallaline.

Testamendi alusel:
Kogu raha panga väärtpaberitesse (tollal 9 M$ , nüüd 120 M$). Intressidest 10% fondikasv, põhiosa 5 võrdseks preemiaks:

tähtsate inimkonnale kasulike avastuste ja leiutuste eest
1) füüsika,
2) keemia ning
3) füsioloogia & meditsiini alal;
4) parimate idealistliku tendentsiga kirjandusteoste eest,
5) tegevuse eest rahvaste vendluse, armeede vähendamise, rahuliikumise edendamisel.


Preemia jagatakse max 3 laureaadile (1, 1/2+1/2, 1/3+1/3+1/3, 1/2+1/4+1/4).


Stardipositsioon XX sajandi füüsikas:

 


Nobeli preemiad


0. Soojuspaisumise rakendused

1912 - automaatika majakates ja boides - Dalén,

1920 - NiFe sulamid (invar jm) - Guillaume


1. Elektromagnetiline kiirgus

1a. Infolevi raadiosagedustel

1909 - raadioside (saatja ja detektor) - Marconi, Braun

1928 - termoionisatsioon dioodis - Richardson

1947 - raadiolainete levi ionosfääris -Appleton

1974 - raadioteleskoopide süntees kõrgeristuseks - Ryle

1974 - otsustav osa pulsarite avastamisel - Hewish

1993 - erilise kaksikpulsari avastamine - Hulse, Taylor

1978 - kosmoloogiline kiirgusfoon - Penzias, Wilson


1b. Röntgenikiired

1901 - X-kiirte avastamine (katoodkiirte torus) - Röntgen

1914 - X-kiirte difraktsioon kristallides - von Laue

1915 - kristalli struktuur X-kiirte abil - Bragg & Bragg,

1917 - elementide karakteerne X-kiirgus - Barkla

1924 - el.kesta kihtstruktuur X-spektritest - M. Siegbahn


1c. Indutseeritud kiirguse füüsika

1908 - interferentsil baseeruv värvifotograafia - Lippmann

1921 - koherentskiirgusega indutseeritud e-siirded -Einstein

1964 - maser-laservõimendid - Townes, Basov, Prokhorov

1971 - holograafia avastamine ja arendus - Gabor

1981 - uued laseri tüübid (kristallmaser ja värvlaser) - Bloembergen, Schawlow

2000 - laserdioodid opto-elektroonikas - Alferov


1d. Kiirgusefektid

1902 - elektronteooria, elektriväli keskkonnas - Lorentz

1902 - spektrijoonte lõhenemine magnetväljas --Zeeman

1919 - spektrijoonte lõhenemine elektriväljas - Stark

1927 - X-kiirte partikkelolemus \( e \)-hajumisel - Compton

1930 - valguse kombinatsioonhajumine - Raman

1958 - pidurduskiirgus keskkonnas (kui \( v>c/n \)) - Cherenkov, Frank, Tamm

1961 - \( \gamma \)-kiirte resonantsneeldumine kristallis - Mössbauer


2. Osakeste trekitajurid

1927 - udukamber (veeauruga) - Wilson

1936 - kosmiline kiirgus (balloonidelt) - Hess

1948 - udukambri loendurjuhitav pildistamine - Blackett

1950 - tuumaemulsioonid ja mesonprotsessid neis (\( \pi \) lagunemine \( \mu \)-deks) - Powell

1954 - kointsidentsmeetod ja tulemused osakestelaviinide uurimisel - Bothe

1960 - (H) mullikamber - Glaser

1968 - resonantsosakeste avastamine H mullikambriga + fotode skaneerimine & kompuutertöötlus - Alvarez

1992 - 'kannelkamber' - Charpak


3. Mikroskoobid

1953 - faasikontrasti meetod ja mikroskoop - Zernike

1986 - elektronmikroskoop ja teened elektronoptikas - Ruska

1986 - skaneeriv tunnelmikroskoop - Binnig, Rohrer


4. Täppismeetodid

1907 - optilised täppisinstrumendid ja mõõtmistulemused: ( \( c=const,1/\lambda \)) - Michelson

1989 - eraldatud ostsilleerivate väljade meetod, rakendamine H maseris ja aatomkellades - Ramsey

1989 - ioonlõksu väljatöötamine - Dehmelt, Paul

1966 - aatomite hertsresonantside uurimine (topeltresonants & opt. pumpamine) - Kastler

1997 - aatomite laserpüünis + jahutamine - Chu, Cohen-Tannoudji, Phillips


5. Pooljuhtide füüsika normaaltingimustes

1973 - tunnelefekt - Esaki

1956 - transistorefekt - Shockley, Bardeen, Brattain

2000 - integraalskeemide (chip) leiutamine - Kilby

2000 - ülikiired pooljuhtheterostruktuurid - Kroemer


6. Füüsika ekstremaaltingimustes

1910 - gaaside täpsustatud olekuvõrrand - van der Waals

1913 - aine madalatel temperatuuridel ja He4 vedeldamine - Kamerlingh Onnes

1962 - kondensaine ja vedela He teooria - Landau

1978 - avastused madaltemperatuurses füüsikas - Kapitsa

1972 - ülijuhtivuse teooria -Bardeen, Cooper, Schrieffer

1987 - ülijuhtivus keraamilistes ainetes - Bednorz, Müller

1996 - He3 ülivoolavus - Lee, Osheroff, Richardson

1946 - kõrgrõhuaparatuur, avastused sellega - Bridgman

1973 - tunnelefekt ülijuhtides - Giaever

1973 - supervoolu teooria tunnelbarjääris - Josephson

1985 - kvantiseeritud Hall'i efekt - von Klitzing

1998 - kvantvedelik murdlaenguliste (Hall'i) ergastustega -Laughlin, Störmer, Tsui


7. Osakeste ja keskkonna korrastatuse omadused

1943 - molekulkimbud, prootoni magnetmoment - Stern

1952 - tuuma magnetomadused - Bloch, Purcell

1970 - avastused antiferro- & ferrimagnetismis - Néel

1977 - magnetiliste ja korrastamata süsteemide elektronstruktuur - Anderson, Mott, Van Vleck

1982 - kriitilised nähtused faasisiiretel - K. G. Wilson

1991 - korrastatusenähtuste üldistamine vedelkristallidele ja polümeeridele - de Gennes


8. Vedelike ja plasma füüsika

1926 - settetasakaal - Perrin

1970 - avastused magneto-hüdrodünaamikas - Alfvén

1983 - tähtede struktuur & evolutsioon - Chandrasekhar


9. Elektron ja ta laineoptika

1905 - katoodkiirte avastamine - Lenard

1906 - gaaside elektrijuhtivus - J.J. Thomson

1923 - elektroni laeng ja fotoelektriline efekt - Millikan

1925 - elektronide põrkumisseadused aatomitel- Franck, Hertz

1937 - elektronide difraktsioon kristallides - Davisson, G.P.Thomson

1981 - kõrglahutuslik elektronspektroskoopia - K. Siegbahn


10. Tuuma(de)füüsika

1904 - gaaside tihedused ja Ar avastamine - Lord Rayleigh

1904K - inertsgaaside avastamine - Sir Ramsay

1903 - spontaanse radioaktiivsuse avastamine - Becquerel

1903 - radioaktiivsuse uuringud - P. Curie, M. Curie

1911K - Ra & Po avastamine - M. Curie

1922K - mass-spektrograafi leiutamine - Aston

1934K - deuteeriumi avastamine - Urey

1935 - neutroni avastamine - Chadwick

1938 - radioaktiivsete elementide saamine reaktsioonidel aeglaste neutronitega - Fermi

1939 - tsüklotron, uued radioaktiivsed elemendid - Lawrence

1951 - tuumareaktsioonid kiirendites - Cockcroft, Walton

1961 - nukleonide struktuur elektronide hajumisest kiirendis - Hofstadter

1963 - fundamentaalsümmeetria printsiibid - Wigner

1963 - tuuma kihtstruktuur - Goeppert-Mayer, Jensen

1967 - tuumaenergia vabanemine tähtedes - Bethe

1975 - deformeerunud tuumaga aatomid - A. Bohr, Mottelson, Rainwater

1983 - elementide tekkeprotsessid universumis - Fowler

1944 - aatomituumade magnetresonants - Rabi

1994 - neutronspektroskoopia - Brockhouse

1994 - neutroni difraktsiooni tehnika - Shull


11. Kvantmehhaanika

1911 - soojuskiirguse seadused - Wien

1918 - energia kvandid - Planck

1908K - aatomituumade & e.kestade suurus - Rutherford

1921 - teened teoreetilisele füüsikale, fotoelektriline efekt - Einstein

1922 - aatomite (planetaar)struktuur ja kiirgus - N. Bohr

1929 - elektronide laineiseloom - de Broglie

1932 - kvantmehhaanika ja \( H_{2} \) allotroopia - Heisenberg

1933 - uued aatomiteooriad (klassikaline ja relativistlik) - Schrödinger, Dirac

1936 - positron - Anderson

1959 - antiprooton - Segré, Chamberlain

1945 - keeluprintsiip fermionidele - Pauli

1954 - lainefunktsiooni tõenäosuslik tõlgendus - Born


12. Kvantväljateooria

1955 - täpsustatud vesiniku spektri peenstruktuur - Lamb

1955 - täpsustatud elektroni magnetmoment - Kusch

1965 - kvantelektrodünaamika alused - Tomonaga, Schwinger, Feynman

1979 - elektronõrga interaktsiooni ühendteooria - Glashow, Salam, Weinberg

1999 - elektronõrga mõju renormeerimisteooria - 't Hooft, Veltman


13. Subnukleaarsete osakeste füüsika

1949 - tugeva mõju vahendajamesonite ennustus - Yukawa

1957 - paarsuse (P) rikkumine \( \pi \) lagunemisel - Lee, Yang

1980 - CP- sümmeetria rikkumine K\( ^{0} \)-mesonite lagunemisel - Cronin, Fitch

1969 - elementaarosakeste süsteem - Gell-Mann

1976 - sarmooniumi \( (c\bar{c}) \) avastamine - Richter, Ting

1984 - panus nõrga mõju vahendajate, \( W^{\pm } \) ja \( Z^{0} \) bosonite avastamisse - Rubbia, Van der Meer

1988 - neutriino kimbu meetod ja \( \nu _{\mu } \) avastamine - Lederman, Schwartz,Steinberger

1990 - elektronide mitteelastne süvahajumine prootoneil: panus kvarkmudelisse - Friedman, Kendall, Taylor

1995 - \( \tau \) leptoni avastamine - Perl

1995 - neutriino \( \nu _{e} \) avastamine - Reines



Nobeli preemia jäi andmata

1916, 1931, 1934, 1940, 1941, 1942


Nobeli preemia (1 M$) on 10% Bill Gatesi päevatulust.



Multilaureaatsed perekonnad füüsikas

Thomson, Bragg, Bohr, Siegbahn - isa ja poeg

Suurim perekondlik Nobeli preemia kontsentratsioon:

Marie Curie (Füüsika&Keemia) ja Pierre Curie (Füüsika),

tütar Irene Joliot-Curie (Keemia), tema abikaasa F.Joliot (Keemia&Rahu)

tütre Eve abikaasa H. R. Labouisse (Rahu - UNICEF).



Laureaatiderohkeimad tsentrid

10 - Pariis, Stanford

8 - Cambridge (GBr)

7 - Moskva, London

6 - Harvard, New York, Princeton

5 - Berkeley, Berliin, Pasadena,

4 - Chicago, Cornell, Genf, Massachusetts IT, Zürich

3 - Kopenhagen



Laureaatide jaotus riikide järgi

73 - USA

22 - Suurbritannia

18 - Saksamaa

12 - Prantsusmaa

10 - Sveits

8 - Venemaa

7 - Holland

4 - Rootsi

3 - Taani

2 - Jaapan

1 - Austria, India, Itaalia, Iirimaa, Kanada



Jaotus füüsikapreemia rahaosaku järgi

47 täispreemiat,

61 poolpreemiat,

36 kolmandikpreemiat,

18 veerandpreemiat (1/2+1/4+1/4)

Laureaatide üldarv - 162, (Bardeen 2korda)



Nobeli füüsikapreemia laureaatide panuse klassifikatsioon

  1. uute füüsikaseaduste avastamine,
  2. uute füüsikaliste nähtuste (efektide) avastamine,
  3. uut tüüpi füüsikaliste objektide avastamine,
  4. uut tüüpi teaduslike uurimisseadmete (aparatuuri) leiutamine (ehitamine)
  5. uute uurimismeetodite kasutuselevõtt
  6. ülaltoodud avastus-leiutustegevuse kombinatsioonid



Tüüpiline Nobeli teadusepreemia laureaat

Varasest noorusest väljapaistvate vaimuannetega.

Ülikooli lõpetanud vähemalt 20-aastasena.

Valib juhendajaks väljapaistva teadlase või vastupidi.

Doktorikraadi saab ca 25-aastasena.

Põhiavastused teeb enne 35. eluaastat.

Nobeli preemia on omistatud 1 - 55 aastat hiljem.

Vanus füüsikapreemia saamisel : 25 -78 a.

Liikumapanev jõud: soov mõelda ja katsetada, et mõista.


Lõppmärkmed

Igavesed peaprobleemid teaduses:

Universumi, elu ja teadvuse teke ning areng

Taktikalised peaprobleemid teaduses:

edendada inimkonna ainelist heaolu, meditsiini ning

vaimset kultuuri ja moraali


Lugemismaterjale

http://www.nobel.se/

EF(S) aastaraamatud

Ajakirjast Horisont artiklivalik

V. Tsolakov. Nobelevskie premii, Mir 1986.

J. Lõhmus, L. Palgi. Osakestest osakestes, Valgus 1985

H. Käämbre. Laseriraamat

Viiteteosed nimetatud allikatest



sapar@aai.ee
2001-03-20