Hans Bethe Kimdir? Alman kökenli Amerikalı fizikçi Hans Bethe hayatı, biyografisi, çalışmaları, buluşları, eserleri hakkında bilgi.
Hans Bethe (Kaynak: wikipedia.org)
Hans Albrecht Bethe; Alman kökenli ABD’li fizikçidir (Strasbourg 1906 – 6 Mart 2005). Frankfurt Üniversitesi’nde fizik öğrenimi gördü. Münih ve Tübingen üniversitelerinde fizik profesörü olarak görev yaptı. 1933’te Nazi rejiminin baskısına dayanamayarak İngiltere’ye kaçtı. İki yıl süreyle Manchester ve Bristol üniversitelerinde dersler verdikten sonra 1935’te ABD’ye gitti. Burada Cornell Üniversitesi kuramsal fizik profesörlüğüne getirildi (1937). İkinci Dünya Savaşı sırasında, 1943-1946 arasında, ABD’deki Los Alamos araştırma laboratuvarlarında, atom bombasının yapımı için çalışan Fizik Bölümü’nün başkanlığını yaptı. Çekirdek fiziği alanında yaptığı çok sayıda araştırma arasında (relativistik hızlara kadar) hızlandırılmış taneciklerin kütlelerinin değişimi; atom çekirdeğinin kütlesini hesaplamaya yarayan ve deneysel sonuçlara dayanarak ortaya koyduğu bağıntı; özellikle kozmik ışınlarla ilgili çalışmaları, bu alanda getirdiği yenilikler bakımından çok önemlidir.
Kozmik ışınlarla ilgili çalışmaları sırasında güneş ve yıldızlardaki enerjinin, füzyon (çekirdek birleşmesi) etkileşmeleri sonunda yayınlandığını ortaya koydu ve kendi adıyla bilinen karbon-azot (Bethe) etkileşme devresini buldu. Bu buluşuyla, 1967 Nobel Fizik Ödülü’nü aldı. Öte yandan “Yıkılım Kuramı”nın kurucularından olup, evrenin son derece yoğun bir gaz kütlesinin patlaması sonucu oluştuğunu savundu. Alman fizikçisi Walter Heitler ile birlikte yaptığı, kuvantum elektro-dinamiğiyle ilgili çalışmaları, tanecik-anti-tanecik oluşumunu belirleyen etki kesitlerinin matematiksel olarak hesaplanmasını sağladı.
Başlıca eserleri: Elektronentheorie der Metalle (Metallerin Elektron Kuramı) 1933, Nuclear Physics (Nükleeı Fizik) 1937, Energy Production in Stars (Yıldızlarda Enerji Üretimi) 1938, Elementary Nuclear Theory (Nükleer Teoriye Giriş) 1948, Intermediate Quantum Mechanics (Orta Kuvantum Mekaniği) 1964, vb.
Bethe Devresi
Güneş ve öteki yıldızlardan yayınlanan enerjinin kaynağını açıklayan, çekirdek birleşmesi (füzyon) reaksiyonları zinciridir. 1939’da Hans Albrecht Bethe, yıldızlardaki enerjinin, hidrojen çekirdeklerinin (proton), füzyon reaksiyonları yoluyla ve sürekli olarak helyum çekirdeklerine dönüşmeleri sırasında oluştuğunu ileri sürdü. Yıldızların yapısında, bu reaksiyonların sürekliliğini sağlayacak kadar büyük oranda proton bulunur. Örneğin protonlar, güneş kütlesinin % 57’sini oluşturur. Yıldızların, 10-20 milyon dereceyi bulan sıcaklıkları nedeniyle protonlar, bu reaksiyonların oluşması için gerekli hareket enerjisine de sahiptirler. Bethe’nin önerisine göre yıldızlarda iki ayrı füzyon zinciri oluşur:
1) Proton-proton devresi: Oldukça alçak ısılardaki yıldızlar için geçerli olan bu devrenin ilk aşamasında ilci proton bileşerek bir ağır su çekirdeği (döteron) oluşur ve bir pozitron yayınlanır. İkinci aşamada döteron, yeniden bir protonla birleşerek Helyum 3 çekirdeğe dönüşür. Devrenin son reaksiyonu ise Helyum 3 çekirdeğinin bir protonla birleşmesidir. Bunun sonucunda da bir Helyum 4 çekirdeği (alfa taneciği) oluşur ve bir de pozitron yayınlanır.
2) Karbon-azot devresi: Yüksek ısılardaki yıldızlar için geçerli olan bu devre daha karmaşıktır. Devre bir Karbon 12 çekirdeğinin bir protonla birleşmesi ile başlar ve bir Azot 15 çekirdeğinin bir protonla birleşmesiyle sona erer. Sonuçta yeniden bir Karbon 12 çekirdeği ile bir Helyum 4 çekirdeği oluşur. Böylece devrenin başlangıç çekirdeği olan Karbon 12, değişikliğe uğramadan sonraki reaksiyonlara da katılır. Bu bakımdan Karbon 12 çekirdeği, devrede bir katalizör görevini üstlenir. Buna göre, dört proton Helyum 4 çekirdeğine dönüşmekte ve bu sırada iki de pozitron yayınlamaktadır. Her bir devre sonunda serbest kalan enerji miktarı ise 26.7 MeV’dur. Bu enerji; 1.6×10^12 kalorilik ısı enerjisiyle eşdeğerdedir.
