Ханс Йенсен

Ханс Йенсен (нем. Hans Jensen; 1907—1973) — немецкий физик-теоретик, один из создателей оболочечной модели атомного ядра. Лауреат Нобелевской премии по физике 1963 года (совместно с Марией Гёпперт-Майер и Юджином Вигнером) за открытия, касающиеся оболочечной структуры ядер. Основные работы Йенсена посвящены ядерной физике, физике твердого тела и квантовой механике.

Биография

Ранние годы и образование

Ханс Даниэль Йенсен родился 25 июня 1907 года в Гамбурге (Германская империя) в семье садовника. После окончания гимназии в 1926 году поступил в Гамбургский университет, где изучал физику, математику и химию. Среди его преподавателей были Вильгельм Ленц и Отто Штерн. В 1932 году под руководством Ленца защитил докторскую диссертацию, посвященную теории теплоемкости твердых тел.

Научная карьера

После защиты диссертации Йенсен работал ассистентом в Гамбургском университете. В 1936 году получил степень хабилитированного доктора (Dr. habil.) и начал преподавать в качестве приват-доцента. В 1937 году перешел в Ганноверский технический университет, где в 1941 году стал экстраординарным профессором теоретической физики.

В 1949 году Йенсен был назначен профессором теоретической физики в Гейдельбергском университете, где проработал до выхода на пенсию в 1969 году. В Гейдельберге он основал Институт теоретической физики и руководил им в течение многих лет.

Период национал-социализма

В 1930-е годы, как и многие немецкие ученые, Йенсен не вступал в открытую конфронтацию с нацистским режимом. Он не был членом НСДАП, но продолжал научную работу в условиях ограничений, наложенных на «неарийских» ученых. После войны его деятельность в этот период не вызывала серьезных этических претензий, хотя он, как и другие физики, был вынужден лавировать между требованиями режима и научной объективностью.

Научные достижения

Оболочечная модель ядра

Главным вкладом Йенсена в науку стала разработка оболочечной модели атомного ядра. В 1948—1949 годах, независимо от Марии Гёпперт-Майер, он предложил объяснение так называемых «магических чисел» — количеств нуклонов (2, 8, 20, 28, 50, 82, 126), при которых ядра обладают особой стабильностью. Йенсен показал, что эти числа соответствуют заполнению ядерных оболочек, аналогично электронным оболочкам в атоме.

Ключевым элементом модели стало введение спин-орбитального взаимодействия — сильной связи между спином нуклона и его орбитальным моментом. Это взаимодействие, по расчетам Йенсена, расщепляет ядерные уровни таким образом, что магические числа возникают естественным образом. В 1949 году он опубликовал статью, в которой сформулировал основные положения модели, а в 1950 году совместно с Гёпперт-Майер выпустил монографию «Элементарная теория ядерных оболочек».

Другие работы

Помимо ядерной физики, Йенсен внес вклад в:

• Физику твердого тела: разработал теорию теплового расширения кристаллов, исследовал фононные спектры.
• Квантовую механику: занимался проблемами квантовой теории поля и статистической физики.
• Астрофизику: изучал процессы нуклеосинтеза в звездах, в частности, образование тяжелых элементов.

Признание и награды

• Нобелевская премия по физике (1963) — «за открытия, касающиеся оболочечной структуры ядер». Премия была разделена между Йенсеном, Гёпперт-Майер и Вигнером (последний получил половину премии за вклад в теорию симметрии в квантовой механике).
• Медаль Макса Планка (1963) — высшая награда Немецкого физического общества.
• Член Гейдельбергской академии наук (с 1955).
• Почетный доктор нескольких университетов.

Личная жизнь

Ханс Йенсен был женат на Элизабет Шмидт, в браке родилось трое детей. В свободное время увлекался альпинизмом и классической музыкой. Скончался 11 февраля 1973 года в Гейдельберге (ФРГ) от сердечного приступа.

Критика

Оболочечная модель Йенсена и Гёпперт-Майер, несмотря на успех в объяснении магических чисел, имела ограничения:

• Она не объясняла коллективные движения нуклонов (например, вращение ядер).
• Требовала введения спин-орбитального взаимодействия как эмпирического параметра без четкого теоретического обоснования.
• Не описывала свойства ядер с большим числом нуклонов.

Эти недостатки были впоследствии устранены в рамках обобщенной модели ядра (модель Нильссона, коллективная модель Бора — Моттельсона).

Интересные факты

• Йенсен и Гёпперт-Майер никогда не встречались лично до вручения Нобелевской премии — их научное сотрудничество было заочным.
• В 1950-е годы Йенсен активно выступал против ядерных испытаний и распространения атомного оружия, участвовал в Пагуошском движении ученых.
• Его имя носит кратер на Луне (Jensen, диаметр 30 км).

Источники

• Nobel Lectures, Physics 1963—1970, Elsevier Publishing Company, 1972.
• H. D. Jensen, M. G. Mayer. Elementary Theory of Nuclear Shell Structure. — New York: Wiley, 1955.
• K. Heyde. Basic Ideas and Concepts in Nuclear Physics. — 3rd ed. — CRC Press, 2004.
• Некролог в журнале Physics Today, май 1973.
• Архив Гейдельбергского университета.