Walther Wilhelm Georg Bothe Walther Bothe német kísérleti fizikus, aki 1954-ben Max Bornnal megosztva kapta a fizikai Nobel-díjat „a koincidencia-módszerért és az azzal tett felfedezéseiért”.
Bothe 1914-től az első világháború alatt katonai szolgálatot teljesített, orosz hadifogságba esett, majd 1920-ban visszatért Németországba. A laboratóriumba való visszatérése után koincidencia-áramköröketA fizikában és az elektrotechnikában a koincidencia áramkör vagy koincidencia kapu egy elektronikus eszköz, amelynek egy kimenete és két (vagy több) bemenete van. A kimenet csak akkor aktiválódik, ha az áramkör egy időablakon belül jeleket kap, amelyeket mindkét bemeneten egyszerre és párhuzamosan fogad el. fejlesztett ki és alkalmazott a magreakciók, például a Compton-effektus, a kozmikus sugarak és a hullám-részecske kettősségének vizsgálatára.
1930-ban Bothe a Gießeni Egyetem Fizikai Tanszékének rendes professzora és igazgatója lett. 1932-ben a Heidelbergi Egyetem Fizikai és Radiológiai Intézetének igazgatója lett; a Deutsche Physik mozgalom tagjai elűzték ebből a pozícióból.A Deutsche Physik vagy árja fizika egy nacionalista mozgalom volt a német fizikus közösségben az 1930-as évek elején. Németországból való kivándorlásának megakadályozása érdekében kinevezték a heidelbergi Kaiser Wilhelm Orvostudományi Kutatóintézet Fizikai Intézetének igazgatójává. Ott építette Németország első működő ciklotronját. Ezenkívül a német atomenergia-projekt, más néven Uranverein egyik vezetője lett, amelyet 1939-ben indítottak a Wehrmacht Hadianyag Hivatala felügyelete alatt.
1946-ban, a KWImf Fizikai Intézetének igazgatói posztja mellett, Bothe-t visszahelyezték professzori állásába a Heidelbergi Egyetemen. 1956 és 1957 között a németországi Atomfizikai Munkacsoport tagja volt.
Bothe halála utáni évben a KWImF-en működő Fizikai Intézetét a Max Planck Társaság új intézetévé nevezték át, és ekkor Max Planck Atomfizikai Intézet lett belőle. Főépületét később Bothe laboratóriumnak nevezték el.
Tanulmányai Walther Wilhelm Georg Bothe 1891. január 8-án született a németországi Oranienburgban, Friedrich Bothe és Charlotte Hartung gyermekeként.
1908 és 1912 között a Berlini Egyetemen tanult. 1913-ban Max Planck tanársegédje lett. A következő évben Planck irányítása alatt doktorált.Hentschel, Appendix F; see the entry for Bothe.Mehra, Jagdish, and Helmut Rechenberg (2001) The Historical Development of Quantum Theory. Volume 1 Part 2 The Quantum Theory of Planck, Einstein, Bohr and Sommerfeld 1900–1925: Its Foundation and the Rise of Its Difficulties. Springer, . p. 608
Karrier és kutatás Korai évek 1913-ban Bothe csatlakozott a Physikalisch-Technische Reichsanstalthoz (PTR – ma Physikalisch-Technische Bundesanstalt), ahol 1930-ig maradt. Hans Geigert 1912-ben nevezték ki az újonnan létrehozott Radioaktivitási Laboratórium igazgatójává; Bothe 1913 és 1920 között Geiger asszisztense, 1920 és 1927 között Geiger munkatársa, majd 1927 és 1930 között a Radioaktivitási Laboratórium igazgatója volt – Geiger utódjaként.Walther Bothe and the Physics Institute: the Early Years of Nuclear Physics, Nobelprize.org.Bothe, Walther (1954) The Coincidence Method, The Nobel Prize in Physics 1954, Nobelprize.org.
1914 májusában Bothe önként jelentkezett szolgálatra a német lovasságban. Oroszok fogságába esett, és öt évig Oroszországban raboskodott. Ott megtanulta az orosz nyelvet, és doktori tanulmányaihoz kapcsolódó elméleti fizikai problémákon dolgozott. 1920-ban visszatért Németországba egy orosz menyasszonnyal.
Oroszországból való visszatérése után folytatta munkáját a PTR-ben Hans Geiger irányítása alatt a Radioaktivitás Laboratóriumban. 1924-ben Bothe publikálta koincidencia-módszerét. A Bothe–Geiger koincidencia-kísérlet a Compton-effektust és a fény hullám-részecske kettősségét vizsgálta. Bothe koincidencia-módszere és alkalmazásai 1954-ben fizikai Nobel-díjat hoztak neki.Hentschel, Appendix F; see the entry for Geiger.Fick, Dieter and Kant, Horst Walther Bothe's contributions to the understanding of the wave-particle duality of light.Walther Bothe Biography, The Nobel Prize in Physics 1954, Nobelprize.org.
1925-ben, még a PTR-en tanulva, Bothe Privatdozent (fizetés nélküli előadó) lett a Berlini Egyetemen, 1929-ben pedig außerordentlicher Professor (rendkívüli professzor) lett ugyanitt.
1927-ben Bothe a könnyű elemek alfa-részecskékkel történő bombázás útján történő transzmutációjának tanulmányozásával kezdett foglalkozni. H. Fränz-cel és Heinz Pose-val 1928-ban közösen végzett vizsgálatuk alapján Bothe és Fränz összefüggésbe hozták a nukleáris kölcsönhatások reakciótermékeit a nukleáris energiaszintekkel.
1929-ben Werner Kolhörsterrel és Bruno Rossival (akik vendégként voltak Bothe laboratóriumában a PTR-ben) együttműködve Bothe megkezdte a kozmikus sugarak tanulmányozását.Bonolis, Luisa Walther Bothe and Bruno Rossi: The birth and development of coincidence methods in cosmic-ray physics A kozmikus sugárzás tanulmányozását Bothe élete végéig végezte.
1930-ban Bothe ordentlicher Professor (rendes professzor) és a Gießeni Egyetem Fizikai Tanszékének igazgatója lett. Ugyanebben az évben Bothe és munkatársa, Herbert Becker berilliumot, bórt és lítiumot bombáztak polóniumból származó alfa-részecskékkel, és egy újfajta áthatoló sugárzást figyeltek meg. 1932-ben James Chadwick ezt a sugárzást neutronként azonosította.
Heidelberg 1932-ben Bothe Lénárd Fülöp utódja lett a Heidelbergi Egyetem Fizikai és Radiológiai Intézetének igazgatójaként. Ekkor lett Rudolf Fleischmann Bothe tanársegédje. Amikor Adolf Hitler 1933. január 30-án Németország kancellárja lett, a Deutsche Physik (árja fizika) koncepciója nagyobb népszerűségre és lelkesedésre tett szert; antiszemita volt és az elméleti fizika, különösen a modern fizika, beleértve a kvantummechanikát, valamint az atom- és magfizikát is, ellenezte. Az egyetemi környezetben alkalmazva a politikai tényezők elsőbbséget élveztek a tudományos képesség történelmileg alkalmazott fogalmával szemben,Beyerchen, pp. 141–167. annak ellenére, hogy két legkiemelkedőbb támogatója LénárdBeyerchen, pp. 79–102. és Johannes StarkBeyerchen, pp. 103–140. volt. A Deutsche Physik támogatói heves támadásokat indítottak a vezető elméleti fizikusok ellen. Bár Lénárd nyugdíjba vonult Heidelbergből, továbbra is jelentős befolyással bírt ott.
1934-ben Lénárdnak sikerült elérnie Bothe felmentését a Fizikai és Radiológiai Intézet igazgatói posztja alól, aminek következtében Bothe a heidelbergi Kaiser-Wilhelm-Institut für medizinische Forschung (KWImF – Kaiser Wilhelm Orvosi Kutatóintézet) Fizikai Intézetének igazgatója lehetett, a nemrég elhunyt Karl W. Hauser helyére. Ludolf von Krehl, a KWImF igazgatója, és Max Planck, a Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft (KWG – Vilmos Császár Társaság) elnöke felajánlotta Bothe-nak az igazgatói posztot, hogy elhárítsák a kivándorlás lehetőségét. Bothe 1957-ben bekövetkezett haláláig töltötte be a KWImF Fizikai Intézetének igazgatói posztját. A KWImF-en töltött ideje alatt Bothe tiszteletbeli professzori tisztséget töltött be Heidelbergben 1946-ig. Fleischmann Bothe-val ment, és 1941-ig ott dolgozott. Bothe olyan tudósokat toborzott, mint Wolfgang Gentner, Heinz Maier-Leibnitz – aki a Nobel-díjas James Francknál doktorált, és akit Robert Pohl és Georg Joos is erősen ajánlott –, valamint Arnold Flammersfeld. Munkatársai között volt Peter Jensen és Erwin Fünfer is.Hentschel, Appendix F; see the entry of Fleischmann.Das Physikalische und Radiologische Institut der Universität Heidelberg, Heidelberger Neueste Nachrichten Volume 56 (7 March 1913).States, David M. (28 June 2001) A History of the Kaiser Wilhelm Institute for Medical Research: 1929–1939: Walther Bothe and the Physics Institute: The Early Years of Nuclear Physics, Nobelprize.org.Landwehr, Gottfried (2002) Rudolf Fleischmann 1.5.1903 – 3.2.2002 , Nachrufe – Auszug aus Jahrbuch pp. 326–328.
1938-ban Bothe és Gentner publikáltak a magfotoeffektus energiafüggéséről. Ez volt az első egyértelmű bizonyíték arra, hogy a magabszorpciós spektrumok akkumulatívak és folytonosak, ezt a hatást dipoláris óriás magrezonanciaként ismerik. Ezt elméletileg egy évtizeddel később J. Hans D. Jensen, Helmut Steinwedel, Peter Jensen, Michael Goldhaber és Teller Ede fizikusok magyarázták meg.
Szintén 1938-ban Maier-Leibnitz épített egy ködkamrát. A ködkamrából származó képeket Bothe, Gentner és Maier-Leibnitz felhasználták a Tipikus ködkamra-képek atlaszának (Atlas Typischer Nebelkammerbilder) 1940-es kiadásához, amely a szétszórt részecskék azonosításának standard referenciájává vált.
Első német ciklotron 1937 végére Bothe és Gentner gyors sikerei a Van de Graaff-generátor építésében és kutatási felhasználásában arra késztették őket, hogy fontolóra vegyék egy ciklotron építését. Novemberre már elküldték a jelentést a KWG elnökének, és Bothe elkezdte biztosítani a forrásokat a Helmholtz Társaságtól, a badeni kulturális minisztériumtól, az IG Farbentől, a KWG-től és számos más kutatásorientált ügynökségtől. A kezdeti ígéretek 1938 szeptemberében egy mágnes megrendeléséhez vezettek a Siemenstől, azonban a további finanszírozás ezután problémássá vált. Ezekben az időkben Gentner folytatta a nukleáris fotoeffektussal kapcsolatos kutatásait a Van de Graaff-generátor segítségével, amelyet már 1 MeV alatti energiák előállítására fejlesztettek. Amikor kutatásai befejeződtek a 7Li (p, gamma) és a 11B (p, gamma) reakciókkal, valamint a 80Br nukleáris izomerrel, Gentner teljes erejét a tervezett ciklotron megépítésének szentelte.Ulrich Schmidt-Rohr Wolfgang Gentner: 1906–1980 (Universität Heidelberg ).
A ciklotron megépítésének megkönnyítése érdekében 1938 végén és 1939-ben a Helmholtz Társaság ösztöndíjának segítségével Gentnert a Kaliforniai Egyetem Sugárzási Laboratóriumába (ma Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratórium) küldték a kaliforniai Berkeley-be. A látogatás eredményeként Gentner együttműködési kapcsolatot alakított ki Emilio G. Segrèvel és Donald Cooksey-vel.
Az 1940 nyarán Franciaország és Németország között létrejött fegyverszünet után Bothe és Gentner parancsot kaptak, hogy vizsgálják meg a Frédéric Joliot-Curie által Párizsban épített ciklotront. Bár a szerkezet megépült, még nem volt üzemképes. 1940 szeptemberében Gentner parancsot kapott egy csoport létrehozására a ciklotron üzembe helyezésére. Hermann Dänzer a frankfurti egyetemről részt vett ebben a munkában. Párizsban Gentnernek sikerült kiszabadítania mind Frédéric Joliot-Curie-t, mind Paul Langevint, akiket letartóztattak és őrizetbe vettek. Az 1941/1942-es tél végén a ciklotron egy 7 MeV-es deutérium-nyalábbal működött. Uránt és tóriumot besugároztak a nyalábbal, a melléktermékeket pedig Otto Hahnnak küldték a berlini Kaiser-Wilhelm Institut für Chemie-be. 1942 közepén Gentner utódja Párizsban Wolfgang Riezler volt Bonnból.Jörg Kummer Hermann Dänzer: 1904–1987 (University of Frankfurt).Powers, Thomas (1993) Heisenberg's War: The Secret History of the German Bomb. Knopf. . p. 357.
1941 folyamán Bothe minden szükséges forrást megszerezett a ciklotron építésének befejezéséhez. A mágnest 1943 márciusában szállították le, az első deuteron-nyalábot pedig decemberben bocsátották ki. A ciklotron avatóünnepségét 1944. június 2-án tartották. Bár más ciklotronok is építés alatt álltak, Bothe ciklotronja volt az első működő ciklotron Németországban.
Uránklub