Maria Goeppert Mayer -Maria Goeppert Mayer

Maria Goeppert Mayer
Maria Goeppert-Mayer.jpg
Nascermos
Maria Göppert

( 28-06-1906 )28 de junho de 1906
Kattowitz, Império Alemão
(hoje Katowice , Polônia )
Faleceu 20 de fevereiro de 1972 (1972-02-20)(65 anos)
San Diego, Califórnia , Estados Unidos
Cidadania Alemanha
Estados Unidos
Alma mater Universidade de Göttingen
Conhecido por Modelo de concha nuclear
Cônjuge(s) Joseph Edward Mayer
Crianças 2
Prêmios Prêmio Nobel de Física (1963)
Carreira científica
Campos Física
Instituições Sarah Lawrence College
Columbia University
Los Alamos Laboratory
Argonne National Laboratory
University of California, San Diego
University of Chicago
Orientador de doutorado Max Nascido
Estudantes de doutorado Robert G. Sachs
Assinatura
Assinatura de Maria Goeppert-Mayer.JPG

Maria Goeppert Mayer ( pronúncia alemã: [maˈʁiːa ˈɡœpɛʁt ˈmaɪ̯ɐ] ( ouvir )ícone de alto-falante de áudio ; 28 de junho de 1906 - 20 de fevereiro de 1972) foi uma física teórica americana nascida na Alemanha e ganhadora do Prêmio Nobel de Física por propor o modelo de concha nuclear do núcleo atômico . Ela foi a segunda mulher a ganhar um Prêmio Nobel de Física, sendo a primeira Marie Curie . Em 1986, o Prêmio Maria Goeppert-Mayer para mulheres físicas em início de carreira foi estabelecido em sua homenagem.

Graduada pela Universidade de Göttingen , Goeppert Mayer escreveu sua tese de doutorado sobre a teoria da possível absorção de dois fótons pelos átomos. Na época, as chances de verificar experimentalmente sua tese pareciam remotas, mas o desenvolvimento do laser permitiu isso. Hoje, a unidade para a seção transversal de absorção de dois fótons é chamada de unidade Goeppert Mayer (GM).

Maria Goeppert casou-se com Joseph Edward Mayer e mudou-se para os Estados Unidos, onde foi professor associado na Universidade Johns Hopkins . Regras rígidas contra o nepotismo impediram a Universidade Johns Hopkins de aceitá-la como membro do corpo docente, mas ela conseguiu um emprego como assistente e publicou um artigo histórico sobre o decaimento beta duplo em 1935. Em 1937, mudou-se para a Universidade de Columbia , onde estudou uma posição não remunerada. Durante a Segunda Guerra Mundial , ela trabalhou para o Projeto Manhattan em Columbia na separação de isótopos , e com Edward Teller no Laboratório de Los Alamos no desenvolvimento da "Super" bomba do Teller .

Após a guerra, Goeppert Mayer tornou-se professora associada voluntária de Física na Universidade de Chicago (onde seu marido e Teller trabalhavam) e física sênior no Laboratório Nacional de Argonne , administrado pela universidade . Ela desenvolveu um modelo matemático para a estrutura das conchas nucleares, pelo qual recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1963, que compartilhou com J. Hans D. Jensen e Eugene Wigner . Em 1960, foi nomeada professora titular de física na Universidade da Califórnia, em San Diego .

Vida pregressa

Maria Göppert nasceu em 28 de junho de 1906, em Kattowitz (agora Katowice , Polônia ), uma cidade da Silésia na Prússia , filha única do pediatra Friedrich Göppert e sua esposa Maria née Wolff. Em 1910, ela se mudou com sua família para Göttingen quando seu pai, um professor universitário de sexta geração, foi nomeado professor de pediatria na Universidade de Göttingen . Goeppert estava mais perto de seu pai do que de sua mãe. "Bem, meu pai era mais interessante", ela explicou mais tarde. "Ele era afinal um cientista".

Göppert foi educada na Höhere Technische em Göttingen, uma escola para meninas de classe média que aspiravam ao ensino superior. Em 1921, ela ingressou no Frauenstudium , uma escola particular de ensino médio dirigida por sufragistas que visava preparar meninas para a universidade. Ela prestou o abitur , o vestibular, aos 17 anos, um ano antes, com três ou quatro meninas de sua escola e trinta meninos. Todas as meninas passaram, mas apenas um dos meninos.

Na primavera de 1924, Göppert ingressou na Universidade de Göttingen, onde estudou matemática. Uma suposta escassez de professoras de matemática para escolas para meninas levou a um aumento de mulheres estudando matemática em uma época de alto desemprego, e havia até uma professora de matemática em Göttingen, Emmy Noether , mas a maioria só estava interessada em se qualificar para o curso. certificados de ensino.

Em vez disso, Goeppert se interessou por física e optou por fazer um Ph.D. Em sua tese de doutorado de 1930, ela elaborou a teoria da possível absorção de dois fótons pelos átomos. Eugene Wigner mais tarde descreveu a tese como "uma obra-prima de clareza e concretude". Na época, as chances de verificar experimentalmente sua tese pareciam remotas, mas o desenvolvimento do laser permitiu a primeira verificação experimental em 1961, quando a fluorescência excitada por dois fótons foi detectada em um cristal dopado com európio . Para homenagear sua contribuição fundamental para esta área, a unidade para a seção transversal de absorção de dois fótons é chamada de "GM". Um GM é 10 −50 cm 4 s fóton −1 . Seus examinadores foram três vencedores do Prêmio Nobel : Max Born , James Franck e Adolf Otto Reinhold Windaus (em 1954, 1925 e 1928, respectivamente). Com Max Born, ela foi coautora de alguns trabalhos importantes sobre a dinâmica da rede dos cristais.

Em 19 de janeiro de 1930, Goeppert casou-se com Joseph Edward Mayer , um americano Rockefeller companheiro que era um dos assistentes de James Franck. Os dois se conheceram quando Mayer embarcou com a família Goeppert. O casal mudou-se para o país natal de Mayer, os Estados Unidos, onde lhe foi oferecido um cargo de professor associado de química na Universidade Johns Hopkins . Eles tiveram dois filhos, Maria Ann (que mais tarde se casou com Donat Wentzel ) e Peter Conrad.

Estados Unidos

Regras rígidas contra o nepotismo impediram a Universidade Johns Hopkins de contratar Goeppert Mayer como membro do corpo docente. Essas regras, criadas em muitas universidades para impedir o clientelismo, já haviam perdido seu propósito original e eram usadas principalmente para impedir o emprego de mulheres casadas com membros do corpo docente. Ela conseguiu um emprego como assistente no Departamento de Física trabalhando com correspondência alemã, pelo qual recebia um salário muito pequeno, um local para trabalhar e acesso às instalações. Ela ensinou alguns cursos e publicou um importante artigo sobre decaimento beta duplo em 1935.

Algumas [escolas] até condescenderam em dar-lhe trabalho, embora se recusassem a pagá-la, e os tópicos eram tipicamente 'femininos', como descobrir o que causa as cores ... a Universidade de Chicago finalmente a levou a sério o suficiente para torná-la professora de física. Embora ela tenha seu próprio escritório, o departamento ainda não a pagou ... Quando a academia sueca anunciou em 1963 que ela havia conquistado a maior honraria de sua profissão, o jornal de San Diego cumprimentou seu grande dia com a manchete "Mãe SD ganha Prêmio Nobel" .

Havia pouco interesse em mecânica quântica na Johns Hopkins, mas Goeppert Mayer trabalhou com Karl Herzfeld nessa área. Eles colaboraram em vários artigos, incluindo um artigo com o aluno de Herzfeld, AL Sklar, sobre o espectro do benzeno . Ela também retornou a Göttingen nos verões de 1931, 1932 e 1933 para trabalhar com seu ex-examinador Born, escrevendo um artigo com ele para o Handbuch der Physik . Isso terminou quando o Partido Nazista chegou ao poder em 1933, e muitos acadêmicos, incluindo Born e Franck, perderam seus empregos. Preocupados com as leis antijudaicas de 1933 que expulsaram professores de ascendência judaica, Goeppert Mayer e Herzfeld envolveram-se nos esforços de ajuda aos refugiados.

Joe Mayer foi demitido em 1937. Ele atribuiu isso ao ódio às mulheres por parte do reitor de ciências físicas, que ele pensou ter sido provocado pela presença de Goeppert Mayer no laboratório. Herzfeld concordou e acrescentou que, com Goeppert Mayer, Franck e Herzfeld todos na Johns Hopkins, alguns achavam que havia muitos cientistas alemães lá. Houve também reclamações de alguns alunos de que as aulas de química de Mayer continham muita física moderna. Mayer assumiu um cargo na Universidade de Columbia , onde o presidente do Departamento de Física, George B. Pegam , arranjou um escritório para Goeppert Mayer, mas ela não recebeu salário. Ela logo fez bons amigos com Harold Urey e Enrico Fermi , que chegaram a Columbia em 1939, com os três e suas famílias morando nas proximidades de Leonia, Nova Jersey . Fermi pediu que ela investigasse a camada de valência dos elementos transurânicos não descobertos . Usando o modelo de Thomas-Fermi , ela previu que eles formariam uma nova série semelhante aos elementos de terras raras . Isso provou ser correto. Em 1941 foi eleita Fellow da American Physical Society .

Projeto Manhattan

Retrato de Goeppert Mayer

Em dezembro de 1941, Goeppert Mayer assumiu seu primeiro cargo profissional remunerado, ensinando ciências em meio período no Sarah Lawrence College . Na primavera de 1942, com os Estados Unidos envolvidos na Segunda Guerra Mundial , ela se juntou ao Projeto Manhattan . Ela aceitou um cargo de pesquisa em tempo parcial da Urey com os Laboratórios Substitute Alloy Materials (SAM) da Columbia University. O objetivo deste projeto era encontrar um meio de separar o isótopo físsil de urânio-235 em urânio natural; ela pesquisou as propriedades químicas e termodinâmicas do hexafluoreto de urânio e investigou a possibilidade de separar isótopos por reações fotoquímicas. Esse método se mostrou impraticável na época, mas o desenvolvimento de lasers abriria mais tarde a possibilidade de separação de isótopos por excitação a laser .

Através de seu amigo Edward Teller , Goeppert Mayer recebeu um cargo na Columbia com o Opacity Project, que pesquisou as propriedades da matéria e da radiação em temperaturas extremamente altas com o objetivo de desenvolver a "Super" bomba de Teller , o programa de guerra para o desenvolvimento de armas termonucleares . Em fevereiro de 1945, Joe foi enviado para a Guerra do Pacífico , e Goeppert Mayer decidiu deixar seus filhos em Nova York e se juntar ao grupo de Teller no Laboratório de Los Alamos . Joe voltou do Pacífico mais cedo do que o esperado e eles voltaram para Nova York juntos em julho de 1945.

Em fevereiro de 1946, Joe tornou-se professor no Departamento de Química e no novo Instituto de Estudos Nucleares da Universidade de Chicago , e Goeppert Mayer tornou-se professor associado voluntário de física na escola. Quando Teller também aceitou um cargo lá, ela pôde continuar seu trabalho de Opacidade com ele. Quando o Laboratório Nacional de Argonne foi fundado em 1º de julho de 1946, Goeppert Mayer também recebeu uma oferta de trabalho de meio período como físico sênior na divisão de física teórica. Ela respondeu: "Eu não sei nada sobre física nuclear". Ela programou o ENIAC do Campo de Provas de Aberdeen para resolver problemas de criticidade para um reator resfriado a metal líquido usando o método de Monte Carlo .

Modelo de concha nuclear

Maria Goeppert Mayer entrando na cerimônia do Nobel com o rei Gustaf VI Adolf da Suécia em 1963

Durante seu tempo em Chicago e Argonne no final da década de 1940, Goeppert Mayer desenvolveu um modelo matemático para a estrutura das conchas nucleares , que ela publicou em 1950. Seu modelo explicava por que certos números de nucleons em um núcleo atômico resultam em configurações particularmente estáveis. Esses números são o que Eugene Wigner chamou de números mágicos : 2, 8, 20, 28, 50, 82 e 126. Em um relato transmitido por Joe Mayer, Maria Goppert Mayer obteve uma visão crítica ao falar com Enrico Fermi.

Fermi e Maria estavam conversando em seu escritório quando Enrico foi chamado para fora do escritório para atender o telefone em uma chamada de longa distância. Na porta, ele se virou e fez sua pergunta sobre o acoplamento spin-órbita. Ele voltou menos de dez minutos depois e Maria começou a 'nevar' com a explicação detalhada. Você deve se lembrar que Maria, quando excitada, tinha uma entrega oral rápida, enquanto Enrico sempre queria uma explicação lenta, detalhada e metódica. Enrico sorriu e foi embora: 'Amanhã, quando você estiver menos animado, pode me explicar'.

Ela percebeu que o núcleo é uma série de conchas fechadas e pares de nêutrons e prótons tendem a se acoplar. Ela descreveu a ideia da seguinte forma:

Pense em uma sala cheia de valsas. Suponha que eles andem em círculos pela sala, cada círculo dentro de outro. Então imagine que em cada círculo você pode encaixar o dobro de dançarinos fazendo com que um par vá no sentido horário e outro no sentido anti-horário. Em seguida, adicione mais uma variação; todos os dançarinos estão girando girando e girando como piões enquanto circulam pela sala, cada par girando e circulando. Mas apenas alguns daqueles que vão no sentido anti-horário estão girando no sentido anti-horário. Os outros estão girando no sentido horário enquanto circulam no sentido anti-horário. O mesmo vale para aqueles que estão dançando no sentido horário: alguns giram no sentido horário, outros giram no sentido anti-horário.

Três cientistas alemães, Otto Haxel , J. Hans D. Jensen e Hans Suess , também estavam trabalhando na solução do mesmo problema e chegaram à mesma conclusão de forma independente. Enquanto seus resultados foram anunciados em uma edição da Physical Review antes de Goeppert Mayer em junho de 1949, o trabalho de Goeppert Mayer foi recebido para revisão em fevereiro de 1949, enquanto o trabalho dos autores alemães foi recebido mais tarde em abril de 1949. Depois, ela colaborou com eles . Hans Jensen foi co-autor de um livro com Goeppert Mayer em 1950 intitulado Elementary Theory of Nuclear Shell Structure . Em 1963, Goeppert Mayer, Jensen e Wigner dividiram o Prêmio Nobel de Física "por suas descobertas sobre a estrutura da casca nuclear". Ela foi a segunda mulher a receber o prêmio Nobel de física, depois de Marie Curie , e seria a última por mais de meio século, até Donna Strickland receber o prêmio em 2018.

Morte e legado

Placa comemorativa para Maria Goeppert Mayer em Katowice

Em 1960, Goeppert Mayer foi nomeado professor titular de física na Universidade da Califórnia, em San Diego . Embora ela tenha sofrido um derrame logo após chegar lá, ela continuou a ensinar e conduzir pesquisas por vários anos. Ela foi eleita membro da Academia Americana de Artes e Ciências e recebeu o Prêmio Placa de Ouro da Academia Americana de Realização em 1965. Goeppert Mayer morreu em San Diego, Califórnia , em 20 de fevereiro de 1972, após um ataque cardíaco que atingiu ela no ano anterior a deixou em coma . Ela foi enterrada no El Camino Memorial Park, em San Diego.

Após sua morte, o Prêmio Maria Goeppert Mayer foi criado pela American Physical Society (APS) para homenagear jovens físicas em início de carreira. Aberto a todas as mulheres físicas que possuem Ph.Ds, a vencedora recebe dinheiro e a oportunidade de dar palestras sobre sua pesquisa em quatro grandes instituições. Em dezembro de 2018, a APS nomeou o Laboratório Nacional de Argonne um Sítio Histórico da APS em reconhecimento ao seu trabalho. O Argonne National Laboratory também a homenageia apresentando um prêmio a cada ano a uma excelente jovem cientista ou engenheira, enquanto a Universidade da Califórnia, em San Diego, organiza um simpósio anual Maria Goeppert Mayer, reunindo mulheres pesquisadoras para discutir a ciência atual. A cratera Goeppert Mayer em Vênus , que tem um diâmetro de cerca de 35 km, também recebeu o nome de Goeppert-Mayer. Em 1996, ela foi introduzida no National Women's Hall of Fame . Em 2011, ela foi incluída na terceira emissão da coleção American Scientists de selos postais dos EUA, junto com Melvin Calvin , Asa Gray e Severo Ochoa . Seus papéis estão na Biblioteca Geisel da Universidade da Califórnia, em San Diego, e o departamento de física da universidade fica em Mayer Hall, que leva o nome dela e de seu marido.

Veja também

Notas

Referências

Leitura adicional

links externos