Hans Geiger: a Geiger-számláló és a Geiger-Marsden-kísérlet társfeltalálója

Hans Geiger élettörténete: a Geiger‑számláló és a sorsfordító Geiger–Marsden aranyfólia‑kísérlet társfeltalálójának tudományos és személyes portréja.

Johannes Wilhelm "Hans" Geiger (1882. szeptember 30. – 1945. szeptember 24.) német fizikus, akit ma leginkább a radioaktív sugárzás detektálásához kifejlesztett műszerek és a korai atommag-kutatás fontos eredményei kapcsán ismernek. Nevét elsősorban a Geiger-számláló detektorelemének társfeltalálójaként és az Geiger-Marsden-kísérlet (az ún. „aranyfólia-kísérlet”) résztvevőjeként említik.

Korai élet és tanulmányok

Geiger a németországi Neustadt an der Haardtban született. Apja, Wilhelm Ludwig Geiger, indológus professzor volt az Erlangeni Egyetemen; Hans volt az öt gyermek egyike. 1902-ben kezdte meg tanulmányait az Erlangeni Egyetemen, ahol fizikát és matematikát tanult, és 1906-ban szerzett doktori fokozatot.

Tudományos munkásság és főbb eredmények

1907-ben Geiger a Ernest Rutherford vezette Manchesteri Egyetemhez csatlakozott, ahol részese lett a korai magfizikai kísérleteknek. 1909-ben Rutherforddal és Ernest Marsdennel közösen végrehajtották a híres Geiger-Marsden kísérletet, amelyben alfa-részecskék aranyfólián való szóródását vizsgálták. A kísérlet meglepő eredménye — hogy egyes részecskék nagy szögben szóródtak — döntő bizonyítékként szolgált Rutherford számára az atommag meglétére és az atom szerkezetére vonatkozó modell kialakításához.

Geiger és Rutherford közösen fejlesztették ki a Rutherford–Geiger csövet, az alfa-részecskék detektálására alkalmas korai műszeres elemet; ez a későbbi Geiger-cső előfutárának tekinthető. 1911-ben Geiger és John Mitchell Nuttall megfogalmazták a Geiger–Nuttall-törvényt, amely matematikailag összekapcsolja az alfa-bomlások felezési idejét az alfa-részecskék energiájával — ez a kapcsolat fontos szerepet játszott a radioaktivitás megértésében.

1928-ban Geiger és tanítványa, Walther Müller továbbfejlesztették a Geiger-csövet, és létrehozták a széles körben elterjedt Geiger–Müller-csövet, amely jó hatásfokkal és egyszerű kezelhetőséggel tette lehetővé az ionizáló sugárzás kimutatását és számolását. A Geiger–Müller-cső alapelve, hogy egy töltéssel feltöltött gáz térben egy ionizáló részecske hatására örvénytörést (kis elektromos impulzust) hoz létre, amit elektronikusan regisztrálni lehet — ezért a mai napig is alapműszer a sugárzásmérésben.

Geiger más neves kutatókkal is együtt dolgozott, például James Chadwickkel, akinek későbbi munkássága a neutron felfedezéséhez vezetett. Kutatásai a magfizika, a radioaktivitás és a sugárzásdetektálás területén hosszú távon befolyásolták a kísérleti módszereket.

Akadémiai pálya

1912-ben Geiger a berlini Physikalisch-Technische Reichsanstalt (Fizikai–Technikai Reichsanstalt) munkatársa lett, ahol mérési és műszerfejlesztési feladatokkal foglalkozott. Később akadémiai pályafutása során 1925-ben Kielben, 1929-ben Tübingenben kapott egyetemi kinevezést, majd 1936-tól Berlinben töltött be professzori pozíciókat. Munkássága során számos tanítványt nevelt, és laboratóriumi módszereket honosított meg, amelyek a modern kísérleti magfizikát szolgálták.

Politikai időszak és magánélet

Geiger a náci korszak alatt soha nem fogalmazott meg nyíltan politikai ellenállást, és közéleti nyilatkozataival általában került minden politikai vitát. Több beszámoló szerint viselkedése ellentmondásos volt: bizonyos esetekben segített zsidó kollégáknak, más alkalommal viszont elutasított másokat — a források és tanúvallomások különféleképpen értékelik cselekedeteit. Kapcsolata a német tudományos közeggel és részvétele az ún. „Uránium-klub” (Uranverein) köréhez kapcsolódó kutatásoknál korlátozott és részlegesen dokumentált.

Magánéletében négy testvére volt: három húga és egy fia (akik mind fiatalabbak voltak nála). Egyik testvére, Rudolf Geiger, a meteorológia és klimatológia területén szerzett ismertséget és jelentős tudományos eredményeket.

Halál és örökség

Geiger 1945. szeptember 24-én hunyt el Potsdamban, néhány hónappal a II. világháború európai végét követően. Tudományos öröksége tartós: az általa közreműködéssel kialakított műszerek és a Geiger–Nuttall összefüggés továbbra is alapvetőek a radioaktivitás és a magfizika történetében, a Geiger–Müller-cső pedig a sugárzásméréshez kapcsolódó alapfelszerelésként él tovább a gyakorlatban.

Geiger munkássága a kísérleti fizika és a mérőeszköz-fejlesztés terén példaértékű: egyszerre fűzte össze az alapkutatást (atommodell, bomláselméletek) és az alkalmazott műszerfejlesztést, amelyek a 20. századi nukleáris fizika további fejlődését tették lehetővé.

Kérdések és válaszok

K: Ki volt Hans Geiger?

K: Hol született?

K: Mit tanult az egyetemen?

K: Kivel dolgozott együtt?

K: Milyen híres kísérletet végeztek együtt?

K: Milyen törvényt fedeztek fel együtt?

K: Hány testvére volt?

Keresés betűvel