Otto Stern var en tyskfødt amerikansk fysiker, der vandt Nobelprisen i fysik i 1943. Han blev født i en velstående jødisk familie mod slutningen af det nittende århundrede i Kongeriget Preussen. På grund af hans families økonomiske velstand, var han ikke nødt til at søge job umiddelbart efter, at han var færdig med sin uddannelse. I stedet arbejdede han som Privatdozent i udvalgte universiteter i lang tid, før han landede på sin første officielle akademiske stilling i de tidlige 1920'ere. Til at begynde med koncentrerede han sig mere om teoretiske problemer. Det var først efter at han mødte store eksperimentelle som James Franck og Max Volmer, at han begyndte at interessere sig for eksperimentel fysik. Inden for en kort periode udviklede han molekylærstråle-metode og opdagede spin-kvantisering med Walther Gerlach. Det bragte ham ikke kun berømmelse, men også mulighed for yderligere forskningsarbejde. Måling af atommagnetiske øjeblikke, demonstration af bølgen af atomer og molekyler og opdagelse af protonets magnetiske øjeblik er få af hans vigtige værker. Han migrerede til USA og optog amerikansk statsborgerskab, da Hitlers nazistiske parti kom til magten. Efter at have arbejdet på Carnegie Mellon University i mere end tolv år trak han sig endelig op og bosatte sig i Californien.
Barndom og tidligt liv
Otto Stern blev født den 17. februar 1888 i en velstående jødisk familie i Sohrau, nu kendt som Zory. Byen ligger i regionen Øvre Schlesien i Polen. På det tidspunkt, hvor han blev født, var det imidlertid en del af Kongeriget Preussen under det tyske imperium.
Hans far, Oskar Stern, var en rig kornhandler og ejede også melmøller. Hans mors navn var Eugenia née Rosenthal. Parret havde fem børn, blandt hvilke Otto var den ældste. I 1892 flyttede familien til Breslau (nu Wroclaw, Polen), hvor Otto blev optaget på Johannes Gymnasium.
Da Gymnasium understregede mere på klassikere end på matematik og videnskaber, supplerede Stern sin uddannelse ved at læse meget privat. Efter at han var gået ud af skolen, besøgte han flere universiteter, som det var normen i disse dage, og til sidst i 1906 trådte han ind på University of Breslau med fysisk kemi som hans hoved.
Otto Stern afsluttede sine studier i 1912 og fik sin doktorgrad fra University of Breslau. Samme år tiltrådte han Charles University i Prag for at studere under Albert Einstein.
Da Einstein i 1913 vendte tilbage til sin alma mater, ETH Zürich, fulgte Otto Stern efter ham. I et år fungerede han som Privatdozent for fysisk kemi ved ETH.
I 1914 tiltrådte han på University of Frankfurt am Main som Privatdozent for teoretisk fysik. I 1915 modtog han sin Habilitation, den højeste akademiske kvalifikation, som enhver lærd har opnået, fra universitetet. Meget snart brød første verdenskrig ud, og han blev indført i den tyske hær.
Mot slutningen af krigen blev han tildelt militær forskning på Nernst's laboratorium på Berlin-universitetet. Der blev han venner med James Franck og Max Volmer, to anerkendte eksperimenter.
Indtil da havde Stern hovedsageligt koncentreret sig om teoretiske studier af statistisk termodynamik og kvanteori. Nu, under indflydelse af Franck og Volmer, begyndte han at vise interesse for eksperimentel fysik.
Karriere
Da krigen sluttede i 1918, vendte Otto Stern tilbage til Universitetet i Frankfurt am Main og forblev der indtil 1921. Til at begynde med arbejdede han fortsat med de teoretiske problemer og udgav et papir om overfladenergien af faste stoffer. Meget snart begyndte han at føle, at han skulle give eksperimentelt bevis.
Før han kunne afslutte sit eksperiment, modtog han imidlertid sin første officielle akademiske post. I 1921 tiltrådte han på University of Rostock som lektor i teoretisk fysik.
I 1922, mens han underviste på Rostock, udførte Stern sammen med Walther Gerlach deres historiske molekylstråleeksperiment. Kendt som Stern-Gerlach-eksperimentet bekræftede det spin-kvantiseringsteorien, som sagde, at atomer i et magnetfelt kun kan justere sig selv i nogle få retninger.
Dernæst i 1923 tiltrådte Stern universitetet i Hamborg som professor i fysisk kemi og laboratoriedirektør. Her etablerede han en enestående forskergruppe, der foretog mange banebrydende eksperimenter. På grund af ham blev University of Hamburg et velkendt center for atom-, molekylær- og nuklear forskning.
I denne periode førte Stern yderligere eksperimenter i materiens kvante natur. Disse eksperimenter bekræftede mange andre centrale manifestationer, såsom bølgeform af helium og hydrogenatomer ved at sprede stråler af disse atomer og uregelmæssige magnetiske øjeblikke af proton og deuteron.
Da Adolf Hitler og hans nazistiske parti kom til magten i Tyskland i juli 1933, måtte Stern fratræde sin stilling. På det tidspunkt var han blevet internationalt kendt. I 1930 fik han tildelt en LL.D. af University of California, Berkeley. Derfor besluttede han at skifte til USA.
I 1933 sluttede Stern sig til Carnegie Mellon University i Pittsburgh, Pennsylvania som professor i fysik. Han blev der indtil sin pension i 1945 og udførte omfattende forskning i eksperimentel fysik.
Efter pensionering flyttede Stern til Californien og tiltrådte University of California, Berkeley som professor emeritus. Samme år blev han valgt til National Academy of Sciences. Han tilbragte resten af sit liv på Berkeley.
Store værker
Stern – Gerlach-eksperimentet fra 1922 er et af de vigtigste værker, der udføres af Otto Stern. Han og Walther Gerlach sendte en stråle af sølvatomer gennem inhomogent magnetfelt på en glasplade og observerede deres diffraktion.
I henhold til klassisk fysik skulle bjælken have spredt sig som et kontinuerligt bånd; i stedet blev kun to bjælker observeret. Det bekræftede ikke kun spin-kvantiseringsteorien, men banede også vejen for videreudvikling af moderne fysik.
Måling af det magnetiske momentum for proton ved hjælp af molekylstråle er et andet af hans vigtige arbejde. I 1933 blev eksperimentet bevist, at den faktiske måling er to og en halv gang af dens teoretiske værdi.
Han udgav også mange artikler. Blandt dem er en række af tredive fremragende papirer med titlen 'Untersuchung zur Molekularstrahl-Methode, UzM' (Undersøgelser efter molekylstråle-metoden) mest bemærkelsesværdig.
Præmier og præstationer
Otto Stern modtog Nobelprisen i fysik i 1943 for sin opdagelse af spin-kvantiseringsteori. Selvom arbejdet blev udført i samarbejde med Walther Gerlach, modtog han alene prisen, fordi Gerlach var tilbageholdt i Tyskland og var aktiv i nazi-perioden.
Derudover blev han også valgt som medlem af American Association for the Advancement of Science, American Philosophical Society, National Academy of Sciences og Royal Danish Academy of Sciences.
Personligt liv og arv
Otto Stern gifte sig ikke. Som ung var han glad for det gode liv og kunne lide at danse. Han var også en god tennisspiller og havde mange venner.
Den 8. marts 1939 blev han en naturaliseret borger i Amerikas Forenede Stater. Han tilbragte den sidste del af sit liv i Berkeley, Californien. Der led han et afsondret liv, men forblev interesseret i de nye opdagelser inden for partikelfysik og astrofysik. Han gik også regelmæssigt i film.
Han døde den 17. august 1969 i en alder af 81 år i Berkeley. Han blev ramt af hjerteanfald, mens han så en film og døde kort efter. Han blev begravet på Sunset View Cemetery, El Cerrito, CA.
Kinetik af en fotofysisk intermolekylær deaktiveringsproces er blevet navngivet 'Otto-Volmer Relationship' efter Otto Stern og hans livslange ven Max Volmer. De to forskere havde arbejdet tæt sammen siden første verdenskrig.
Trivia
Otto Stern var den næstmest nominerede person til Nobelprisen. Han modtog 82 nomineringer mellem 1925 og 1945. Han vandt den i sidste ende i 1943.
Hurtige fakta
Fødselsdag 17. februar 1888
Nationalitet Tysk
Berømt: FysikereTyske mænd
Død i en alder: 81
Sol skilt: Vandmanden
Født i: Żory
Berømt som Fysiker
