Robert H. Dicke - Robert H. Dicke
Robert H. Dicke | |
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Geboren |
Robert Henry Dicke
6. Mai 1916
St. Louis, Missouri , USA
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Ist gestorben | 4. März 1997
Princeton, New Jersey , USA
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(80 Jahre)
Staatsangehörigkeit | Vereinigte Staaten |
Alma Mater |
Princeton University (BS) University of Rochester (Ph.D.) |
Bekannt für | Erfinder des Lock-In-Verstärkers Dicke-Modell Brans-Dicke-Theorie Dicke-Effekt Dicke-Radiometer |
Ehepartner | Annie Currie ( m. 1942) |
Kinder | 3 |
Auszeichnungen | National Medal of Science (1970) Comstock Prize in Physics (1973) Elliott Cresson Medal (1974) Beatrice M. Tinsley Prize (1992) |
Wissenschaftlicher Werdegang | |
Felder | Physik |
Doktoratsberater | Lee Alvin DuBridge |
Einflüsse |
George Gamow Paul Dirac |
Beeinflusst |
Arno Penzias Robert Woodrow Wilson Alan Guth Jim Peebles Rainer Weiss |
Unterschrift | |
Teil einer Serie über |
Physikalische Kosmologie |
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Robert Henry Dicke ( / d ɪ k i / ; 6. Mai 1916 - 4. März 1997) war ein amerikanischer Astronom und Physiker , die wichtige Beiträge zu den Bereichen gemacht Astrophysik , Atomphysik , Kosmologie und Gravitation . Er war Albert-Einstein-Professor für Naturwissenschaften an der Princeton University (1975–1984).
Biografie
Geboren in St. Louis, Missouri , schloss Dicke seinen Bachelor an der Princeton University ab und promovierte 1939 an der University of Rochester in Kernphysik . Während des Zweiten Weltkriegs arbeitete er im Radiation Laboratory am Massachusetts Institute of Technology, wo er an der Entwicklung von Radar arbeitete und das Dicke-Radiometer , einen Mikrowellenempfänger, entwarf . Damit setzte er die Temperatur der Mikrowellen-Hintergrundstrahlung vom Dach des Strahlungslabors auf weniger als 20 Kelvin .
1946 kehrte er an die Princeton University zurück, wo er für den Rest seiner Karriere blieb. Er arbeitete in der Atomphysik, insbesondere am Laser und der Messung des gyromagnetischen Verhältnisses des Elektrons. Ein wichtiger Beitrag auf dem Gebiet der Spektroskopie und des Strahlungstransfers war seine Vorhersage des Phänomens der Dickenverengung: Wenn die mittlere freie Weglänge eines Atoms viel kleiner ist als die Wellenlänge eines seiner Strahlungsübergänge, ändert das Atom seine Geschwindigkeit und Richtung um ein Vielfaches während der Emission oder Absorption eines Photons. Dies bewirkt eine Mittelung über verschiedene Doppler-Zustände und führt zu einer atomaren Linienbreite, die viel schmaler als die Doppler-Breite ist. Dickenverengung tritt bei relativ niedrigen Drücken im Millimeterwellen- und Mikrowellenbereich auf (wo sie in Atomuhren verwendet wird, um die Präzision zu verbessern). Die Dickenverengung ist analog zum Mössbauer-Effekt für Gammastrahlen.
Im Jahr 1956 etwa zwei Jahre vor Charles Hart Townes und Arthur Leonard Schawlow ihre Patentanmeldung eingereicht, eingereicht Dicke ein Patent den Titel „Molecular Amplification Generation Systems and Methods“ mit den Ansprüchen, wie ein Infrarot -bauen Laser und die Verwendung eines offenen Resonators und der Patent wurde am 9. September 1958 erteilt.
Den Rest seiner Karriere verbrachte er damit, ein Programm für Präzisionstests der Allgemeinen Relativitätstheorie im Rahmen des Äquivalenzprinzips zu entwickeln . Im Jahr 1957 er zum ersten Mal eine alternative Gravitationstheorie inspiriert von vorgeschlagenen Machs Prinzip und Paul Dirac ‚s eine große Zahl Hypothese . Dies führte 1961 zur mit Carl H. Brans entwickelten Brans-Dicke- Gravitationstheorie , einer gegen das Äquivalenzprinzip verstoßenden Modifikation der Allgemeinen Relativitätstheorie. Ein Highlight-Experiment war der Test des Äquivalenzprinzips von Roll, Krotkov und Dicke, der um den Faktor 100 genauer war als bisherige Arbeiten. Er machte auch Messungen des Solar Abplattung die zum Verständnis der nützlichen waren Perihel Präzession von Merkurs Umlaufbahn , einer der klassischen Tests der allgemeinen Relativitätstheorie.
Dirac hatte die Hypothese aufgestellt, dass G variieren muss, um diese Gleichheit beizubehalten , da die Gravitationskonstante G in bestimmten Einheiten sehr grob dem inversen Alter des Universums entspricht . Dicke erkannte, dass Diracs Beziehung ein Selektionseffekt sein könnte : Grundlegende physikalische Gesetze verbinden G mit der Lebensdauer sogenannter Hauptreihensterne , wie unserer Sonne, und diese Sterne sind nach Dicke für die Existenz von Leben notwendig. In jeder anderen Epoche, wenn die Gleichheit nicht galt, würde kein intelligentes Leben die Diskrepanz bemerken. Dies war die erste moderne Anwendung des heute so genannten schwachen anthropischen Prinzips .
In den frühen 1960er Jahren führte die Arbeit an der Brans-Dicke-Theorie Dicke dazu, über das frühe Universum nachzudenken, und mit Jim Peebles leitete er die Vorhersage eines kosmischen Mikrowellenhintergrunds neu ab (wobei er angeblich die frühere Vorhersage von George Gamow und Mitarbeitern vergessen hatte ). . Dicke, zusammen mit David Todd Wilkinson und Peter G. Roll, machte sich sofort daran, ein Dicke-Radiometer zu bauen, um nach der Strahlung zu suchen, aber sie wurden durch die zufällige Entdeckung von Arno Penzias und Robert Woodrow Wilson (ebenfalls mit einem Dicke-Radiometer ), die arbeiteten bei Bell Labs, nur wenige Meilen von Princeton entfernt. Trotzdem gelang Dickes Gruppe die zweite saubere Entdeckung, und ihre theoretische Interpretation der Ergebnisse von Penzias und Wilson zeigte, dass sich Theorien des frühen Universums von reiner Spekulation zu gut getesteter Physik entwickelt hatten.
1970 argumentierte Dicke, dass das Universum fast die kritische Dichte von Materie haben muss, die erforderlich ist, um seine Expansion für immer zu stoppen. Standardmodelle des Universums durchlaufen Stadien, die von Strahlung, Materie, Krümmung usw. dominiert werden. Übergänge zwischen Stadien sind ganz besondere kosmische Zeiten, die sich a priori um viele Größenordnungen unterscheiden können. Da es eine nicht zu vernachlässigende Menge an Materie gibt, leben wir entweder zufällig nahe am Übergang zur oder von der Materie-dominierten Stufe, oder wir befinden uns mittendrin; letzteres wird bevorzugt, da die Koinzidenzen sehr unwahrscheinlich sind (eine Anwendung des kopernikanischen Prinzips ). Dies impliziert eine vernachlässigbare Krümmung, daher muss das Universum eine fast kritische Dichte haben. Dies wurde als "Dicke-Zufall"-Argument bezeichnet. Tatsächlich gibt es die falsche Antwort, da wir in der Zeit des Übergangs zwischen den Stadien der Materie und der dunklen Energie zu leben scheinen . Eine anthropische Erklärung für das Scheitern von Dickes Argumentation lieferte Weinberg .
Dicke war auch für die Entwicklung des Lock-In-Verstärkers verantwortlich , der im Bereich der angewandten Wissenschaft und Technik ein unverzichtbares Werkzeug ist. Viele von Dickes Experimenten nutzen Lock-in auf die eine oder andere Weise. In einem Interview mit Martin Harwit behauptet er jedoch, dass, obwohl ihm oft die Erfindung des Geräts zugeschrieben wird; er glaubt, darüber in einer Übersicht über wissenschaftliche Geräte von Walter C. Michels, einem Professor an der Bryn Mawr, gelesen zu haben.
Dicke wird auch die Erfindung einer Art Radioempfänger zugeschrieben, der als "Dicke Radiometric Receiver" oder einfach "Dicke Radiometer" bezeichnet wird und von Dicke während des Zweiten Weltkriegs entwickelt wurde. Sein Radiometer war durch eine Rauschtemperatur-Kalibrierungstechnik unter Verwendung eines schaltbaren Widerstands, bekannt als "Dicke-Widerstand", gekennzeichnet.
1970 wurde Dicke die National Medal of Science verliehen . 1973 erhielt er den Comstock Prize in Physics der National Academy of Sciences .
Ehe und Familienleben
Dicke heiratete 1942 Annie Currie. Currie, schottischer Abstammung, wurde 1920 in Barrow-in-Furness in England geboren und wanderte als junges Mädchen über Australien und Neuseeland nach Rochester, New York, aus, an das Annie sehr gute Erinnerungen hatte .
Zu Beginn des Zweiten Weltkriegs wurde Dicke gebeten, die Kriegsanstrengungen zu unterstützen, indem er seine Fähigkeiten bei der Entwicklung von Radar mit dem Massachusetts Institute of Technology einsetzte. Daher begannen sie hier ihr Eheleben. Während dieser Zeit freundete sich Annie mit einer Reihe von Frauen anderer Professoren an, die an ähnlichen Projekten arbeiteten. Aus Sicherheitsgründen wusste jedoch keiner von ihnen, was die Arbeit ihres Mannes mit sich brachte, und konnte nie darüber sprechen.
Am Ende des Krieges zogen Dicke und Currie nach Princeton, New Jersey, wo Robert an der Princeton University lehrte. Dicke starb dort am 4. März 1997. Currie lebte bis 2002 in Princeton. Die letzten Jahre ihres Lebens lebte sie in Hightstown, New Jersey, in der Meadow Lakes Retirement Community, bis sie 2005 starb.
Sie hatten eine Tochter, Nancy, geboren 1945, und zwei Söhne, John, geboren 1946, und James, geboren 1953. Zum Zeitpunkt von Dickes Tod hatten sie sechs Enkel und einen Urenkel.
Literaturverzeichnis
- Dicke, RH (April 1981). "Seismologie und Geodäsie der Sonne: Niederfrequente Schwingungen" . Proz. Natl. Akad. Wissenschaft USA 78 (4): 1989–1993. Bibcode : 1981PNAS...78.1989D . doi : 10.1073/pnas.78.4.1989 . PMC 319267 . PMID 16592998 .
- Dicke, RH (März 1981). "Seismologie und Geodäsie der Sonne: Sonnengeodäsie" . Proz. Natl. Akad. Wissenschaft USA 78 (3): 1309–1312. Bibcode : 1981PNAS...78.1309D . doi : 10.1073/pnas.78.3.1309 . PMC 319117 . PMID 16592985 .
- Dicke, RH (26. April 1974). „Die Abplattung der Sonne und Relativität“. Wissenschaft . 184 (4135): 419–429. Bibcode : 1974Sci...184..419D . doi : 10.1126/science.184.4135.419 . PMID 17736508 .
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- Dicke, RH (9. November 1962). „Die Erde und die Kosmologie: Die Erde kann durch eine weitreichende Wechselwirkung von der fernen Materie des Universums beeinflusst werden“. Wissenschaft . 138 (3541): 653–664. Bibcode : 1962Sci...138..653D . doi : 10.1126/science.138.3541.653 . PMID 17829699 .
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Verweise
Quellen
- Kuhn JR; Libbrecht KG; Dicke RH (1988). "Die Oberflächentemperatur der Sonne und Änderungen der Sonnenkonstante". Wissenschaft . 242 (4880): 908. Bibcode : 1988Sci...242..908K . doi : 10.1126/science.242.4880.908 . S2CID 128820028 .
- Williams JG; Dicke RH; Bender PL; Gasse CO; Currie GD; Carter WIR; Eckhardt DH; Faller JE; Kaula WM; et al. (1976). "Neuer Test des Äquivalenzprinzips aus Mondlaser-Entfernungsmessung". Phys. Rev. Lett . 36 (11): 551. Bibcode : 1976PhRvL..36..551W . doi : 10.1103/PhysRevLett.36.551 .
- Peebles PJE; Dicke RH (1968). „Ursprung der Kugelsternhaufen“. Astrophys. J. . 154 : 891. Bibcode : 1968ApJ...154..891P . doi : 10.1086/149811 .
- Dicke RH (1962). „Mach-Prinzip und Invarianz unter Transformation von Einheiten“. Phys. Rev . 125 (6): 2163. Bibcode : 1962PhRv..125.2163D . doi : 10.1103/PhysRev.125.2163 .
Externe Links
- Biographie der Nationalen Akademie der Wissenschaften
- BAAS 29 (1997) 1469 , Nachruf
- Ein Blick auf die verlassenen Beiträge zur Kosmologie von Dirac, Sciama und Dicke (arxiv:0708.3518)
- Transkript des mündlichen Geschichtsinterviews mit Robert Dicke 2. Mai 1983, American Institute of Physics, Niels Bohr Library and Archives
- Transkript des mündlichen Geschichtsinterviews mit Robert Dicke 18. Juni 1985, American Institute of Physics, Niels Bohr Library and Archives