Kusch, polykarp

(b. 26. Januar 1911 in Blankenburg, Deutschland; d. 20. März 1993 in Dallas, Texas), Experimentalphysiker, Pädagoge und akademischer Administrator, der 1955 den Nobelpreis für Physik für seine Präzisionsmessung des magnetischen Moments des Elektrons erhielt, das zusammen mit verwandten Entdeckungen einen grundlegenden Beweis lieferte Dies führt zu entscheidenden Fortschritten in der Theorie der Quantenelektrodynamik.

Kusch wurde als Sohn von John Matthias Kusch und Henrietta van der Haas geboren. Sein Vater war ein lutherischer Missionar, der seinen Sohn nach dem Heiligen Polykarp benannte, einem Bischof und Märtyrer aus dem zweiten Jahrhundert, dessen Festtag der 26. Januar ist, der Tag von Kuschs Geburt.

1912 kam die Familie Kusch in die USA und zog an verschiedene Orte im Mittleren Westen, bevor sie sich in Cleveland niederließ, wo sein Vater nach einer unruhigen Zeit eine Stelle bei einem Buchverlag erhielt. Kusch besuchte öffentliche Schulen in Cleveland und wurde 1922 im Alter von elf Jahren eingebürgerter amerikanischer Staatsbürger. Nach seinem Abitur im Jahr 1927 immatrikulierte er sich an der Case School of Applied Science in Cleveland (später Case Western Reserve University) und beabsichtigte zunächst, Chemie und Chemieingenieurwesen zu studieren. Seine Interessen wandelten sich bald der Physik zu und er schloss 1931 mit einem Bachelor of Science mit Schwerpunkt Physik ab. Später bemerkte er: „Von Anfang an fühlte ich mich mehr an die Physik als an etwas wie Ingenieurwesen angepasst. Für mich war Engineering eine Frage von Kochbüchern und starken wirtschaftlichen Motivationen. “

Kusch erhielt eine Lehrassistenz an der Universität von Illinois und schloss sein Studium der Physik mit einem MS-Abschluss im Jahr 1933 und einem Doktortitel ab. Seine experimentelle Arbeit in Illinois umfasste die optische Spektroskopie unter der Leitung seines Dissertationsberaters F. Wheeler Loomis, eines erfahrenen Physikers für spektroskopische Messungen von Molekülen. Die optische Spektroskopie war ein Bereich der klassischen Physik, in dem genaue Messungen im Vordergrund standen. In diesem Bereich verfolgte Kusch eine Karriere mit besonderem Augenmerk auf Präzision. Nach seiner Promotion wechselte Kusch als wissenschaftlicher Mitarbeiter in die Physikabteilung der University of Minnesota. Dort wurde er Experte auf einem Gebiet der spektroskopischen Messung, das als Massenspektroskopie bekannt ist. Im Gegensatz zur optischen Spektroskopie, bei der ruhende Atome oder Moleküle mit Licht verschiedener Frequenzen interagieren, leitet die massenspektroskopische Technik einen Strom elektrisch geladener Atome oder Moleküle durch ein starkes Magnetfeld, wodurch sich die geladenen Teilchen mehr oder weniger stark biegen , abhängig von ihrer Masse. Ein Detektor wie ein fotografischer Film ermöglicht eine klare Messung der Partikel aufgrund ihrer unterschiedlichen Auslenkung, selbst für Partikel mit nahezu derselben Masse - beispielsweise Isotope desselben Elements.

Auf Empfehlung seines Vorgesetzten aus Minnesota an den herausragenden Physiker 1.1. Rabi (Nobelpreis, 1944), Kusch trat 1937 als Ausbilder in Rabis Gruppe an der Columbia University in New York City ein. Rabi war Pionier bei der Entwicklung der noch weiter fortgeschrittenen spektroskopischen Methode auf der Basis von Magnetresonanz. Die wesentliche Grundlage dieser Technik besteht darin, dass Atomteilchen mit einem Spin-Drehimpuls in einem Labormagnetfeld (analog zu der Art und Weise, wie sich ein Kreisel im Gravitationsfeld der Erde bewegt) vorgehen (sich um eine Achse drehen). Die Präzessionsfrequenz hängt von der Frequenz des angelegten oszillierenden Magnetfelds und von der Spinfrequenz des Partikels ab. Zusätzlich erfordert das Verfahren die resonante Absorption von kurzwelligen oder sehr hochfrequenten Radiowellen, die auf das Atomteilchen wirken. Generatoren mit den erforderlichen Funkfrequenzen und Leistungen im Mikrowellenbereich des Elektromagneten gab es zu Beginn von Kuschs Arbeiten in Columbia jedoch nicht. Die wesentlichen Geräte wurden während des Zweiten Weltkriegs von großen wissenschaftlichen Gruppen am Massachusetts Institute of Technology in Harvard, Kolumbien und anderswo im Zusammenhang mit dem Bau militärischer Radarsysteme entwickelt. Obwohl diese Kriegsaktivitäten nichts mit der nuklearen Grundlagenforschung zu tun hatten, sollten sie später geeignete Instrumente für Kuschs fortgeschrittene Nachkriegsentdeckungen in Kolumbien zur Verfügung stellen.

Während des Krieges verbrachte er einen Teil seiner Zeit bei der Westinghouse Electric Corporation (1941-1942), Columbia (1942-1944) und den Bell Telephone Laboratories (1944-1946). Der allgemeine Schwerpunkt seiner Forschung an jedem dieser Standorte war die Entwicklung verbesserter Hochfrequenzgeneratoren mit variablen Hoch- oder Mikrowellenfrequenzen.

1946 kehrte Kusch als außerordentlicher Professor für Physik an die Columbia University zurück. Er wurde 1949 zum ordentlichen Professor befördert und war von 1949 bis 1952 Vorsitzender der Physikabteilung in Kolumbien.

1947 maß Kusch mit Hilfe eines Doktoranden und zukünftigen Kollegen, Henry M. Foley, das magnetische Moment des Elektrons. Es wurde festgestellt, dass dies nach dem vom englischen theoretischen Physiker Paul AM Dirac (Nobelpreis, 1,000) berechneten Wert um etwa einen Teil von 1933 größer ist. Obwohl dies ein sehr kleiner Unterschied ist, führte dieses wichtige Ergebnis in Verbindung mit den experimentellen Untersuchungen von Willis E. Lamb Jr. zur Struktur des Wasserstoffatoms (ebenfalls an der Columbia University durchgeführt) dazu, dass Kusch und Lamb den Nobelpreis für Physik erhielten im Jahr 1955.

Neben seiner Forschung entwickelte sich Kusch zu einem außergewöhnlichen Lehrer und akademischen Manager. Neben seiner Tätigkeit als Abteilungsleiter wurde Kusch von 1969 bis 1972 zum akademischen Präsidenten und Provost der gesamten Universität befördert. 1972 nahm er eine Position als Professor für Physik an der Universität von Texas in Dallas an, wo er 1982 als emeritierter Professor in den Ruhestand trat. Kuschs Interessen erstreckten sich über die Physik hinaus auf humanitäre Belange wie Hungerprobleme, die Notlage der auswandernden sowjetischen Juden und die menschlichen Kosten des Vietnamkrieges.

1959 zeichnete Columbia Kusch mit dem Great Teacher Award aus. Während seiner Karriere unterrichtete er Erstsemester und Studenten im zweiten Jahr. Er legte großen Wert darauf, seine Vorlesungen ebenso sorgfältig vorzubereiten wie seine Seminare für Fortgeschrittene und seine komplizierten Experimente. Er erhielt auch Ehrentitel von acht Colleges und Universitäten, darunter 1961 von der University of Illinois und 1983 von der Columbia University, wo er die Jahre seiner größten wissenschaftlichen Produktivität verbrachte.

Am 12. August 1935 heiratete Kusch als Doktorand an der Universität von Illinois Edith Starr Roberts, mit der er drei Töchter hatte. Seine Frau starb 1959. Im folgenden Jahr heiratete er Betty Jane Pezzoni, mit der er zwei Töchter hatte. Kusch erlitt eine Reihe von Schlaganfällen und starb im Alter von zweiundachtzig Jahren in seinem Haus in Dallas.

Die Bedeutung von Kuschs Leistungen wurde in der Vortragsrede zum Zeitpunkt des Nobelpreises zusammengefasst: „Ihre Entdeckungen führten zu einer Neubewertung und Umgestaltung der Theorie der Wechselwirkung von Elektronen und elektromagnetischer Strahlung, wodurch für viele eine Entwicklung von äußerster Wichtigkeit eingeleitet wurde die Grundkonzepte der Physik. “

Kuschs Arbeiten beinhalten "Das magnetische Moment des Elektrons". Körperliche Überprüfung 74, nein. 3 (1948): 250-263 mit Henry M. Foley; und "Hyperfeinstruktur nach der Methode der Atomstrahlen: Eigenschaften der Kerne und des Elektrons" Wissenschaft 123 (1956). Richard P. Feynman, QED: Die seltsame Theorie von Licht und Materie (1985) ist eine einigermaßen zugängliche Darstellung der Theorie der Quantenelektrodynamik durch Laien, die zum großen Teil aus den Experimenten von Kusch, seinen Mitarbeitern und anderen hervorgegangen ist. John S. Rig-den, Rabi: Wissenschaftler und Bürger (1987) ist eine Biographie von 1.1. Rabi, Kuschs Mentor und leitender Kollege in Columbia; es liefert eine hervorragende Beschreibung des wissenschaftlichen Umfelds, in dem Kusch seine mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Forschung betrieben hat. Ein Nachruf ist in der New York Times (23. März 1993).

Leonard R. Solon