Samuel Goudsmit – en glömd fysiker?

Varför fick inte Samuel Goudsmit Nobelpriset? Tillsammans med George Uhlenbeck införde han 1925 begreppet elektronspinn, något som vi i dag anser som fundamentalt inom fysiken. I och med denna bedrift borde han ha varit kvalificerad för Nobelpriset. I stället blev han en känd person av andra orsaker..

Biografi

Det är i år 100 år sedan Samuel A. Goudsmit (1902 – 1978) föddes i Nederländerna. Han var av judisk börd och studerade fysik under den framstående teoretiske fysikern Paul Ehrenfest (1880 – 1933) i Leiden (1). Tillsammans med sin studiekamrat George Uhlenbeck undersökte han finstrukturen i atomspektra. För att få överensstämmelse mellan mätresultat och teori, var de tvungna att införa ett nytt kvanttal. Detta kunde uppfattas som om elektronen hade en roterande rörelse kring sin egen axel, ett "spinn". De visade också att elektronens magnetiska moment måste vara en hel bohrmagneton, inte en halv som den klassiska teorin angav. Redan vid 23 års ålder hade alltså Goudsmit gjort en banbrytande upptäckt (2).

På grund av nazismens framväxt emigrerade Goudsmit och Uhlenbeck till U.S.A. De blev båda professorer vid University of Michigan, Goudsmit under tiden 1927 - 46. Under krigsåren tillhörde Goudsmit den stora grupp fysiker, som på MIT arbetade med utvecklingen av radar. Under krigets slutskede, 1944 – 45, deltog han i "Alsos Mission", en expedition som hade till syfte att ta reda på hur långt man i Tyskland hade hunnit i utvecklingen av atombomber (mera om detta senare). Han knöts sedan till det nybildade Brookhaven National Laboratory, där han var chef för fysikavdelningen 1952 – 60. Åren 1951 – 62 var han chefredaktör för den redan då högt ansedda tidskriften Physical Review.

Alsos Mission.

Otto Hahn och Fritz Strassman kunde i Berlin i slutet av 1938 fastställa att det bildades barium när uran bestrålades med neutroner. Deras tidigare medarbetare, Lise Meitner, hade då varit tvungen att fly från Tyskland till Sverige. Under julen 1938 insåg hon och hennes systerson, Otto Robert Frisch, att urankärnan måste ha kluvits. Något senare fann man att det bildas nya neutroner vid klyvningen (av Frisch benämnd fissionen). Därmed öppnades möjligheten att utvinna energi ur uranet, antingen i form av en bomb eller som en kärnreaktor (3). Som en följd av detta mörklades mycket av forskningen, särskilt efter krigsutbrottet i september 1939.

Även om en hel del framstående judiska forskare varit tvungna att lämna Tyskland på grund av förföljelserna, fanns det många andra kvar. I väst växte oron för att de höll på att försöka konstruera en atombomb. Efter japanernas anfall på Pearl Habor 1941 startades i U.S.A. det s.k. Manhattan-projektet, som ledde fram till sprängningen av de första atombomberna 1945 (4). Under hela projektet fruktade man att tyskarna skulle bli först med en atombomb. Efter invasionen i Normandie i juni 1944 var det därför angeläget att ta reda på så mycket som möjligt om det tyska kärnvapenarbetet. Det organiserades en enhet som fick följa invasionsarmén i hälarna genom Frankrike, Belgien, Nederländerna och Tyskland. Goudsmit blev den vetenskaplige ledaren av denna expedition, som fick kodnamnet "Alsos Mission". En av orsakerna till att just han utsågs var att han inte hade arbetat i Manhattan-projektet. Om han blev tillfångatagen, skulle han därför inte kunna avslöja några hemligheter. En annan orsak var hans goda språkkunskaper. Goudsmit har skrivit en mycket underhållande bok om Alsos (5).

Undan för undan nåddes expeditionen de olika forskningscentra. Det framkom snart att tyskarna inte hade kommit långt med sitt kärnvapenprogram. De var på väg att bygga en reaktor, men med brist på bl.a. tungt vatten kom de bara en bit på väg (5). De mest framstående vetenskapsmännen tillfångatogs och internerades sedan i England på en herrgård, "Farm Hall", där deras samtal avlyssnades med hemliga mikrofoner (6). När Goudsmit kom till Nederländerna fick han bekräftelse på vad han hade fruktat. Båda hans föräldrar, som stannat kvar i Nederländerna, hade dött i ett koncentrationsläger.

Goudsmit var bekant med de flesta av de internerade tyskarna, bl.a. Werner Heisenberg (1901 – 1976), en av kvantmekanikens grundare. Denne hade stannat kvar i Tyskland, trots erbjudanden från andra länder, och hade varit en av de ledande i kärnvapenprogrammet (7). Goudsmit kunde aldrig godta att Heisenberg inte kände sig medskyldig till de brott som den tyska nationen under Hitler hade gjort sig skyldig till.

Sam, skämtaren

Under ca ett års tid 1952 – 53 hade jag förmånen att vara gästforskare vid Brookhaven-laboratoriet på Long Island utanför New York. Min handledare var Donald Hughes, som bl.a. var expert på neutronspektrometri. Som tidigare nämnts var Sam Goudsmit då chef för fysikavdelningen och chefredaktör för "Physical Review"’. Han var en glad och trevlig sällskapsmänniska och en stor skämtare. Vid amatörteaterns framförande av "Arsenik och gamla spetsar" dök han vid spelets slut upp som ett av liken från de gamla damernas källare. När Don Hughes några år senare var på besök i Sverige, fick han en dag två brev från Sam. Det ena var från chefredaktören för Physical Review och talade om att ett manuskript som Don sänt in endast kunde antas för publicering, om Don gjorde en del ändringar i det. Det andra brevet var från chefen för fysikavdelningen och lydde ungefär så här: "Från redaktören för Physical Review har jag erfarit att du har skickat in ett dåligt manuskript, som måste omarbetas innan det kan publiceras. Detta är inte bra för vår avdelnings rykte, och jag hoppas verkligen att du bättrar dig i fortsättningen".

Referenser.

  1. Dictionary of Scientific Biography, Vol. IV, 292 (1971).
  2. Nationalencyklopedien, del 5, s. 403 (1991).
  3. Bo Lindell, Pandoras ask. Atlantis (1996).
  4. Bo Lindell, Damokles svärd. Atlantis (1999).
  5. S.A. Goudsmit, Alsos. American Institute of Physics, 3rd Ed. (1988).
  6. C. Frank (Ed.) Operation Epsilon: The Farm Hall Transcipts. Institute of Physics Publishing, Bristol (1993).
  7. P.L. Rose, Heisenberg and the Nazi Atomic Bomb Project. Univ. of California Press (1998).
Nils-Gφran Sjöstrand