Otto Stern var en tyskfödd amerikansk fysiker som vann Nobelpriset i fysik 1943. Han föddes i en välmående judisk familj mot slutet av 1800-talet i kungariket Preussen. På grund av familjens ekonomiska välstånd behövde han inte leta efter jobb omedelbart efter avslutad utbildning. Istället arbetade han som Privatdozent på utvalda universitet under lång tid innan han landade vid sin första officiella akademiska post i början av 1920-talet. Till en början koncentrerade han sig mer på teoretiska problem. Det var först efter att han träffade stora experimentalister som James Franck och Max Volmer att han började intressera sig för experimentell fysik. Inom en kort period utvecklade han molekylstråle-metod och upptäckte spinnkvantisering med Walther Gerlach. Det gav inte bara honom berömmelse, utan också möjlighet till ytterligare forskningsarbete. Mätning av atommagnetiska ögonblick, demonstration av atomer och molekylers vågkaraktär och upptäckt av protonets magnetiska ögonblick är få av hans viktiga verk. Han migrerade till USA och tog upp amerikanskt medborgarskap när Hitlers Naziparti kom till makten. Efter att ha arbetat vid Carnegie Mellon University i mer än tolv år gick han till slut i pension och bosatte sig i Kalifornien.
Barndom och tidigt liv
Otto Stern föddes den 17 februari 1888 i en välmående judisk familj i Sohrau, nu känd som Zory. Staden ligger i övre Schlesien i Polen. Vid tidpunkten för hans födelse var det dock en del av kungariket Preussen under tyska imperiet.
Hans far, Oskar Stern, var en rik kornhandlare och ägde också mjölkvarnar. Hans mors namn var Eugenia née Rosenthal. Paret hade fem barn, varav Otto var den äldsta. 1892 flyttade familjen till Breslau (nu Wroclaw, Polen), där Otto tillträdde till Johannes Gymnasium.
Eftersom Gymnasium betonade mer på klassikerna än på matematik och vetenskap kompletterade Stern sin utbildning genom att läsa mycket privat. Efter att ha gått bort från skolan besökte han flera universitet som var normerna i dessa dagar och slutligen 1906, gick han in på universitetet i Breslau med fysisk kemi som hans huvudämne.
Otto Stern avslutade sina studier 1912 och fick sin doktorsexamen från universitetet i Breslau. Samma år gick han med Charles University i Prag för att studera under Albert Einstein.
När Einstein 1913 återvände till sin alma mater, ETH Zürich, följde Otto Stern honom. Under ett år fungerade han som Privatdozent för fysisk kemi vid ETH.
1914 gick han med i University of Frankfurt am Main som Privatdozent för teoretisk fysik. 1915 fick han sin Habilitation, den högsta akademiska examen som någon forskare har uppnått, från universitetet. Mycket snart bröt första världskriget ut och han togs in i den tyska armén.
Mot slutet av kriget tilldelades han militärforskning vid Nernsts laboratorium vid Berlins universitet. Där blev han vän med James Franck och Max Volmer, två kända experimentalister.
Fram till dess hade Stern huvudsakligen koncentrerat sig på teoretiska studier av statistisk termodynamik och kvantteori. Nu, under påverkan av Franck och Volmer, började han visa intresse för experimentell fysik.
Karriär
När kriget avslutades 1918 återvände Otto Stern till universitetet i Frankfurt am Main och stannade där till 1921. Inledningsvis fortsatte han att arbeta med de teoretiska problemen och publicerade ett papper om torrs ytenergi. Mycket snart började han känna att han borde ge experimentellt bevis.
Innan han kunde avsluta sitt experiment fick han emellertid sin första officiella akademiska post. 1921 gick han med på University of Rostock som docent i teoretisk fysik.
1922, medan han undervisade på Rostock, utförde Stern tillsammans med Walther Gerlach sitt historiska molekylstrålexperiment. Känd som Stern – Gerlach-experiment, bekräftade det spinnkvantiseringsteorin, som konstaterade att atomer i ett magnetfält endast kan anpassa sig i några få riktningar.
Nästa 1923 anslöt sig Stern till Hamburgs universitet som professor i fysisk kemi och laboratoriedirektör. Här etablerade han en enastående forskargrupp som genomförde många banbrytande experiment. På grund av honom blev University of Hamburg ett välkänt centrum för atom-, molekyl- och kärnforskning.
Under denna period ledde Stern ytterligare experiment i materiens kvantitet. Dessa experiment bekräftade många andra viktiga manifestationer såsom vågnaturen hos helium och väteatomer genom diffraktion av strålar av dessa atomer och oregelbundna magnetiska moment av proton och deuteron.
När Adolf Hitler och hans nazistparti kom till makten i Tyskland i juli 1933 måste Stern avgå från sin position. Då hade han blivit internationellt välkänd. 1930 fick han en LL.D. av University of California, Berkeley. Följaktligen beslutade han att flytta till USA.
1933 anslöt sig Stern till Carnegie Mellon University i Pittsburgh, Pennsylvania som professor i fysik. Han stannade där fram till sin pension 1945 och bedrev omfattande forskning inom experimentell fysik.
Efter pensioneringen flyttade Stern till Kalifornien och gick med i University of California, Berkeley som professor emeritus. Samma år valdes han till National Academy of Sciences. Han tillbringade resten av sitt liv på Berkeley.
Stora verk
Stern – Gerlach-experimentet 1922 är ett av Otto Sterns viktigaste verk. Han och Walther Gerlach skickade en stråle av silveratomer genom inhomogent magnetfält på en glasplatta och observerade deras diffraktion.
Enligt klassisk fysik borde strålen ha spridit sig som ett kontinuerligt band; istället observerades endast två balkar. Det bekräftade inte bara spin-kvantiseringsteorin, utan banade också vägen för vidareutveckling av modern fysik.
Att mäta det magnetiska momentet för proton med molekylstråle är ett annat av hans viktiga arbete. Under genomförandet 1933 bevisade experimentet att den faktiska mätningen är två och halva gånger av dess teoretiska värde.
Han publicerade också många artiklar. Bland dem är en serie med trettio utestående artiklar med titeln 'Untersuchung zur Molekularstrahl-Methode, UzM' (Undersuchations by the molecular-beam method) mest anmärkningsvärt.
Utmärkelser och prestationer
Otto Stern fick Nobelpriset i fysik 1943 för sin upptäckt av teoretisk spinnkvantisering. Trots att arbetet gjordes i samarbete med Walther Gerlach, fick han ensam priset eftersom Gerlach hade stannat kvar i Tyskland och var aktiv under nazistiden.
Dessutom valdes han också till medlem i American Association for the Advancement of Science, American Philosophical Society, National Academy of Sciences och Royal Danish Academy of Sciences.
Personligt liv och arv
Otto Stern gifte sig inte. Som ung var han förtjust i det goda livet och gillade att dansa. Han var också en bra tennisspelare och hade många vänner.
Den 8 mars 1939 blev han en naturaliserad medborgare i Amerikas förenta stater. Han tillbringade den sista delen av sitt liv i Berkeley, Kalifornien. Där ledde han ett avskilt liv, men förblev intresserad av de nya upptäckterna inom partikelfysik och astrofysik. Han gick också till filmer regelbundet.
Han dog den 17 augusti 1969 vid 81 års ålder i Berkeley. Han drabbades av hjärtattack medan han tittade på en film och dog strax efter. Han begravdes på Sunset View Cemetery, El Cerrito, CA.
Kinetik för en fotofysisk intermolekylär deaktiveringsprocess har fått namnet 'Otto-Volmer Relationship' efter Otto Stern och hans livslånga vän Max Volmer. De två forskarna hade arbetat nära länge sedan första världskriget.
Trivia
Otto Stern var den näst mest nominerade personen till Nobelpriset. Han fick 82 nomineringar mellan 1925 och 1945. Han vann slutligen den 1943.
Snabba fakta
Födelsedag 17 februari 1888
Nationalitet Tysk
Berömd: Fysiker Tyske män
Död vid ålder: 81
Soltecken: Aquarius
Född i: Żory
Berömd som Fysiker
