Otto Stern byl německý americký fyzik, který získal Nobelovu cenu za fyziku v roce 1943. Narodil se v prosperující židovské rodině na konci devatenáctého století v Pruském království. Kvůli finančnímu bohatství své rodiny nemusel hledat práci ihned po ukončení vzdělání. Místo toho pracoval jako Privatdozent na vybraných univerzitách dlouhou dobu, než na začátku 20. let přistál na svém prvním oficiálním akademickém postu. Zpočátku se soustředil více na teoretické problémy. Teprve poté, co se seznámil s velkými experimentátory, jako je James Franck a Max Volmer, začal zajímat experimentální fyziku. Během krátké doby vyvinul metodu molekulárního paprsku a objevil kvantování spinu s Waltherem Gerlachem. Přinesl mu nejen slávu, ale také příležitost pro další výzkumné práce. Měření atomových magnetických momentů, demonstrace vlnové povahy atomů a molekul a objev magnetického momentu protonu jsou jen některé z jeho důležitých děl. Když se k moci dostal Hitlerova nacistická strana, přestěhoval se do USA a nastoupil na americké občanství. Poté, co pracoval více než dvanáct let na Carnegie Mellon University, nakonec odešel do důchodu a usadil se v Kalifornii.
Dětství a raný život
Otto Stern se narodil 17. února 1888 v prosperující židovské rodině v Sohrau, nyní známé jako Zory. Město se nachází v Polsku v oblasti Horního Slezska. Nicméně, v době jeho narození, to bylo část Pruského království pod Německou Říší.
Jeho otec, Oskar Stern, byl bohatý obchodník s obilím a vlastnil také mlýny na mouku. Jméno jeho matky bylo Eugenia rodená Rosenthal. Pár měl pět dětí, mezi nimiž byl Otto nejstarší. V roce 1892 se rodina přestěhovala do Breslau (nyní Wroclaw, Polsko), kde byl Otto přijat do Johannes Gymnasium.
Jak Gymnasium zdůrazňovalo více na klasiku než na matematiku a vědy, Stern doplnil jeho vzdělání tím, že četl v soukromí. Po absolvování školy navštěvoval několik univerzit, které byly v té době normou, a nakonec v roce 1906 vstoupil na univerzitu v Breslau s jeho fyzikální chemií.
Otto Stern ukončil studium v roce 1912 a získal doktorát na University of Breslau. Ve stejném roce nastoupil na Karlovu univerzitu v Praze, kde studoval u Alberta Einsteina.
Když se v roce 1913 Einstein vrátil ke své alma mater, ETH Curych, Otto Stern ho následoval. Jeden rok působil jako Privatdozent fyzikální chemie na ETH.
V roce 1914 nastoupil na univerzitu ve Frankfurtu nad Mohanem jako Privatdozent teoretické fyziky. V roce 1915 získal na univerzitě Habilitaci, nejvyšší akademickou kvalifikaci, kterou má získat kterýkoli učenec. Velmi brzy vypukla první světová válka a byl uveden do německé armády.
Ke konci války byl přidělen k vojenskému výzkumu v Nernstově laboratoři na univerzitě v Berlíně. Tam se stal přítelem s Jamesem Franckem a Maxem Volmerem, dvěma renomovanými experimentátory.
Do té doby se Stern soustředil hlavně na teoretická studia statistické termodynamiky a kvantové teorie. Nyní pod vlivem Francka a Volmera začal projevovat zájem o experimentální fyziku.
Kariéra
Jakmile válka skončila v roce 1918, Otto Stern se vrátil na univerzitu ve Frankfurtu nad Mohanem a zůstal tam až do roku 1921. Zpočátku pracoval na teoretických problémech a publikoval referát o povrchové energii pevných látek. Velmi brzy začal mít pocit, že by měl poskytnout experimentální důkaz.
Než však mohl dokončit svůj experiment, dostal první oficiální akademický post. V roce 1921 nastoupil na univerzitu v Rostocku jako docent teoretické fyziky.
V roce 1922, během výuky v Rostocku, Stern spolu s Waltherem Gerlachem provedli svůj historický experiment s molekulárním paprskem. Známý jako experiment Stern-Gerlach, potvrdil teorii kvantování spinu, která uvedla, že v magnetickém poli se atomy mohou zarovnat pouze v několika směrech.
V roce 1923 nastoupil Stern na univerzitu v Hamburku jako profesor fyzikální chemie a ředitel laboratoře. Zde založil vynikající výzkumnou skupinu, která provedla mnoho průkopnických experimentů. Univerzita v Hamburku se proto stala známým střediskem pro atomový, molekulární a jaderný výzkum.
Během této doby vedl Stern další experimenty v kvantové povaze hmoty. Tyto experimenty potvrdily mnoho dalších klíčových projevů, jako je vlnová povaha atomů helia a vodíku, rozptylováním paprsků těchto atomů a nepravidelnými magnetickými momenty protonu a deuteronu.
Jak Adolf Hitler a jeho nacistická strana přišli k moci v Německu v červenci 1933, Stern musel odstoupit ze své funkce. Do té doby se stal mezinárodně známým. V roce 1930 mu bylo uděleno LL.D. University of California, Berkeley. Následně se rozhodl přesunout do USA.
V roce 1933 Stern nastoupil na Carnegie Mellon University v Pittsburghu v Pensylvánii jako profesor fyziky. Zůstal tam až do svého odchodu do důchodu v roce 1945 a pokračoval v rozsáhlém výzkumu experimentální fyziky.
Po odchodu do důchodu se Stern přestěhoval do Kalifornie a připojil se k University of California, Berkeley jako profesor Emeritus. Ve stejném roce byl zvolen do Národní akademie věd. Zbytek života strávil v Berkeley.
Hlavní díla
Experiment Stern-Gerlach z roku 1922 je jedním z nejdůležitějších děl Otto Sterna. On a Walther Gerlach poslali paprsek atomů stříbra nehomogenním magnetickým polem na skleněnou desku a pozorovali jejich difrakci.
Podle klasické fyziky se paprsek měl rozšířit jako souvislý pás; místo toho byly pozorovány pouze dva paprsky. Potvrdilo to nejen teorii kvantové rotace, ale také připravilo cestu pro další rozvoj moderní fyziky.
Měření magnetické hybnosti protonu pomocí molekulárního paprsku je další z jeho důležitých prací. Experiment provedený v roce 1933 dokázal, že skutečné měření je dva a půlkrát vyšší než jeho teoretická hodnota.
Publikoval také mnoho příspěvků. Z nich je nejpozoruhodnější řada třiceti vynikajících článků s názvem „Untersuchung zur Molekularstrahl-Methode, UzM“ (Výzkum metodou molekulárního paprsku).
Ocenění a úspěchy
Otto Stern obdržel Nobelovu cenu za fyziku z roku 1943 za objev teorie kvantizace spinů. Ačkoli práce byla dělána ve spolupráci s Walther Gerlach, on sám získal cenu, protože Gerlach zůstal zpátky v Německu a byl aktivní během nacistického období.
Kromě toho byl také zvolen za člena Americké asociace pro rozvoj vědy, Americké filozofické společnosti, Národní akademie věd a Královské dánské akademie věd.
Osobní život a odkaz
Otto Stern se oženil. Jako mladý muž měl rád dobrý život a rád tančil. Byl také dobrým tenistou a měl mnoho přátel.
8. března 1939 se stal naturalizovaným občanem Spojených států amerických. Poslední část svého života strávil v Berkeley v Kalifornii. Tam vedl odloučený život, ale nadále se zajímal o nové objevy v částicové fyzice a astrofyzice. Pravidelně chodil také do filmů.
Zemřel 17. srpna 1969 ve věku 81 let v Berkeley. Při sledování filmu byl zasažen infarktem a brzy poté zemřel. Byl pohřben na hřbitově Sunset View Cemetery, El Cerrito, CA.
Kinetika fotofyzikálního intermolekulárního procesu deaktivace byla po Ottovi Sternovi a jeho celoživotním příteli Maxi Volmerovi pojmenována „Otto-Volmerův vztah“. Oba vědci od první světové války úzce spolupracovali.
Drobnosti
Otto Stern byl druhou nejvíce nominovanou osobou pro Nobelovu cenu. Mezi lety 1925 a 1945 obdržel 82 nominací. Nakonec ji získal v roce 1943.
Rychlá fakta
Narozeniny 17. února 1888
Národnost Německy
Slavní: fyzici němečtí muži
Zemřel ve věku: 81 let
Sun Sign: Vodnář
Narozen v: Żory
Slavný jako Fyzik
