Ռոբերտ Հոֆստեդտեր

Ռոբերտ Հոֆստեդտեր ( ), հրեական ծագումով ամերիկացի ֆիզիկոս-փորձարար, զբաղվել է նեյտրոնների և պրոտոնների չափի, ձևի և կառուցվածքի ուսումնասիրությամբ, 1948 թվականին ստեղծել է սցինտիլյացիոն հաշվիչ և կիրառել այն ɤ սպեկտրոսկոպիայում, 1954 թվականից Սթենֆորդի համալսարանի պրոֆեսոր, ԱՄՆ Գիտությունների ազգային ակադեմիայի անդամ (1958), 1961 թվականի ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակի դափնեկիր «էլեկտրոնների ցրումը ատոմի միջուկի վրա իր աննախադեպ ուսումնասիրությունների և նուկլոնների կառուցվածքի վերաբերյալ իր հետագա բացահայտումների համար»ROBERT HOFSTADTER. «The electron-scattering method and its application to the structure of nuclei and nucleons». Nobel Lecture, December 11, 1961 (Էլեկտրոնների ցրման մեթոդը և դրա կիրառումը միջուկների և նուկլոնների կառուցվածքի վրա)։

 Կենսագրություն 
Հոֆստեդտերը ծնվել է 1915 թվականի փետրվարի 5-ին Նյու Յորքում Լեհաստանից ներգաղթած հրեա վաճառական Լուի Հոֆստեդտերի և ֆերմեր Հենրիետա Քյոենիգսբերգի ընտանիքում, որոնք սիգարների խանութի սեփականատերեր էին։ Ընտանիքի չորս երեխաներից երրորդն էր։ Տարրական կրթությունն ստացել է Նյու Յորքում, ուսումը շարունակել է Նյու Յորք Սիթի քոլեջում, որտեղ էլ քոլեջի ուսուցիչներից մեկի շնորհիվ Հոֆսեդտերի մոտ արթնացել է հետաքրքրությունը ֆիզիկայի և մաթեմատիկայի նկատմամբ (նաև սիրում էր փիլիսոփայություն)։ 
 1935 թվականին գերազանցությամբ ավարտել է ֆիզիկայի և մաթեմատիկայի թեքումով բակալավրիատը և ստացել է ֆիզիկայի և մաթեմատիկայի Քենիոնի մրցանակ, Ջեներալ էլեկտրիկ («General Electric») ընկերության տրամադրած Coffin կրթաթոշակի շնորհիվ կրթությունը շարունակել է Փրինսթոնի համալսարանում
 1938 թվականին ստացել է մագիստրոսի գիտական աստիճան և ֆիզիկայի գիտության դոկտորի կոչում է. նրա դոկտորական (Ph.D) աշխատանքը վերաբերում էր ինֆրակարմիր սպեկտրում պարզ օրգանական մոլեկուլների, և մասնավորապես, ջրածնային կապի կառուցվածքին (infrared spectra of simple organic molecules, and in particular, with the structure of the hydrogen bond)
 1938-1939 թվականին, հետդոկտորական աշխատանքի համար Փրինսթոնի համալսարանից ստանալով Փրոքթերի (Procter) կրթաթոշակ, սկսել է բյուրեղների ֆոտոթափանցելիության ուսումնասիրությունը
 1939-1942 թվականներին, ստանալով Փենսիլվանիայի համալսարանի Հարիսոնի կրթաթոշակ, մասնակցել է Վան դե Գրաֆի միջուկային հետազոտությունների մեծ գեներատորի կառուցման աշխատանքներին
 1942-1943 թվականներին Փրինսթոնի համալսարանում դասավանդել է ֆիզիկա
 Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ընթացքում Հոֆստեդտերը աշխատել է Ստանդարտների Ազգային բյուրոյում և Նորդեն (Norden) կորպորացիայի լաբորատորիայում
 1946-1950 թվականներին պատերազմից հետո վերադարձել է Փրինսթոնի համալսարան, եղել է ֆիզիկայի ասիստենտ
 1950-1954 թվականներին Ռոբերտ Հոֆստեդտերը դասավանդել է Սթենֆորդի համալսարանում, ընդ որում 1954-1990 թվականներին պրոֆեսորի պաշտոնում 
 1967-1974 թվականներին Սթենֆորդի համալսարանի Բարձր էներգիաների ֆիզիկայի լաբորատորիայի տնօրենն էր, որտեղ շարունակում է իր հետազոտությունները բարձր էներգիաների ֆիզիկայում"Guide to the Robert Hofstadter Papers".։
 
 Ընտանիք 
1942 թվականին Հոֆստեդտերն ամուսնացել է Նենսի Գիվանի (1920-2007) հետ, ունեցել է երեք երեխա։ Որդին՝ Դուգլաս Հոֆստեդտերը (ամերիկացի հայտնի ֆիզիկոս և ինֆորմատիկ), արհեստական ինտելեկտի ճանաչված մասնագետ է։ Դուստրերից մեկը՝ Լաուրան, բժշկական գրող է, իսկ մյուսը` Մոլլին, հաշմանդամ էր և մարդկանց հետ հաղորդակցվելու խնդիրներ է ունեցել։

 Նախասիրություններ 
Ռոբերտ Հոֆստեդտերը, ժամանակակիցների վկայությամբ, հանդարտ, անխռով մարդ էր։ Սիրում էր դասական և ջազային երաժշտություն, ընթերցանությամբ էր զբաղվում, երբեմն դահուկներով սահում էր։ Սիրով զբաղվում էր լուսանկարչությամբ։

 Գիտական հետազոտություններ ու հայտնագործոություններ 
Ռոբերտ Հոֆստեդտերի աշխատանքները նվիրված են եղել ատոմային ֆիզիկային, ատոմային տեխնիկային, բարձր էներգիաների ֆիզիկային։ Նախագծել է նեյտրոնների և ռենտգենյան ճառագայթների գրանցման սցինտիլյացիոն հաշվիչներ։ Ուսումնասիրել է տիեզերական ճառագայթները և ռելյատիվիստական էլեկտրոնների առաջացրած կասկադային հեղեղները։

 Միջուկի կառուցվածքի հետազոտություններ 
1950-ական թվականներին Հոֆստեդտերը ստացել է քանակական ինֆորմացիա նուկլոնի ներսում էլեկտրական լիցքի և մագնիսական մոմենտի բաշխման մասին, նաև նուկլոնի չափերի մասին։ Օգտագործելով Սթենֆորդի համալսարանի ֆիզիկայի բարձր էներգիաների լաբորատորիայի էլեկտրոնային նոր արագացուցիչը, նա սկսեց հետազոտել միջուկի կառուցվածքը։ Մինչ այդ Ջորջ Փաջեթ Թոմսոնը, Քլինտոն Ջոզեֆ Դևիսոնը (1937 թվականին միասին արժանացան Ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակի) և այլք ցույց էին տվել, որ էլեկտրոնները ալիքային բնույթ ունեն։ Արդեն հայտնի էր, որ էներգիայի մեծացմանը զուգընթաց էլեկտրոնի ալիքի երկարությունը փոքրանում է։ Սթենֆորդի արագացուցիչը հնարավորություն էր տալիս էլեկտրոնների էներգիան 100-500 միլիոն էլեկտրոն վոլտի հասցնել, որը համապատասխանում էր էլեկտրոնների ալիքային երկարությանը պակաս բնորոշ չափերով ատոմի միջուկին։ Դա նշանակում էր, որ արագացուցիչը կարելի էր օգտագործել որպես հսկայական էլեկտրոնային մանրադիտակ, որը թույլ է տալիս հետազոտել ատոմի միջուկի կառուցվածքը։ Էլեկտրոնը միջուկի հետ բախման դեպքում շեղվում է բիլիարդի գնդակի նման։ Որոշ դեպքերում միջուկը քայքայվում է բաց թողնելով լրացուցիչ էլեկտրոններ և այլ մասնիկներ։ Հետազոտելով նման բախումների բեկորները, Հոֆստեդտերը հույս ուներ պատկերացում կազմել միջուկի կառուցվածքի մասին։

 Միջուկի խտության նոր բացահայտումներ 
Ռոբերտ Հոֆստեդտերը չափել է այն էլեկտրոնների շեղումները, որոնք միջուկի հետ բախումներից նոր մասնիկների անջատմամբ չէին ուղեկցվում։ Դրա համար, նա օգտագործել է երկու ծանրաքաշ (250 տոննա քաշով) մագնիսական սպեկտրոմետր՝ սարք, որը թույլ է տալիս տեսակավորել էլեկտրոնները ըստ էներգիայի և նախնական հետագծից շեղման անկյան։ Այս սարքավորման շնորհիվ Հոֆստեդտերին հաջողվեց չափել ատոմային միջուկների մեծությունը և որոշել ձևը։ Պարզվեց, որ նրանք բոլորն էլ ունեն մոտավորապես նույն միջին խտությունը։ Կորիզի ծավալը համեմատական է պրոտոնների և նեյտրոնների ընդհանուր թվին։ Սա նշանակում է, որ խոշոր, ծանր միջուկներում այդ մասնիկները ավելի խիտ չեն դասավորված, քան փոքր թեթև միջուկներում։ Պարզվեց, որ միջուկների գրեթե մշտական ​​խտությունը հավասար է 150 միլիոն կգ/մ³։ Եթե ջրի կաթիլը նման խտություն ունենար, ապա այն կկշռեր 2 միլիոն տոննա։

Չնայած Հոֆստեդտերը հայտնաբերեց, որ բոլոր միջուկների միջին խտությունը գրեթե նույնն է, նրա փորձարկումները ցույց տվեցին, որ ատոմի միջուկը բոլորովին էլ կոշտ թաղանթով գունդ չէ։ Նա ունի նուրբ «մաշկ», որի հաստությունը նույնն է բոլոր միջուկների համար, անկախ նրանց չափից։

 Պրոտոնների և նեյտրոնների կառուցվածք 
Սթենֆորդի արագացուցչի վերանորոգումից հետո հնարավոր դարձավ էլեկտրոնները ցրել մինչև 1 միլիարդ էլեկտրոն վոլտ։ Հոֆստեդտերը անցավ ատոմի միջուկը կազմող մասնիկների՝ պրոտոնների և նեյտրոնների ներքին կառուցվածքի ուսումնասիրությանը։ 1956-1957 թվականների ընթացքում նա իր թիմի հետ միասին որոշեց պրոտոնի և նեյտրոնի չափը և ձևը։ 1957 թվականին որոշեց պրոտոնի լիցքային և մագնիսական ֆորմֆակտորները, 1958 թվականին՝ նեյտրոնի մագնիսական ֆորմֆակտորը։

 Նուկլոններ 
Հետազոտությունների արդյունքում եզրակացվեց, որ պրոտոններն ու նեյտրոնները մեկ մասնիկի տարատեսակներ են նուկլոն անունով։ Չնայած պրոտոներն ու նեյտրոններն ունեն տարբեր էլեկտրական լիցք (դրական՝ պրոտոնը, զրոյական՝ նեյտրոնը), ուժեղ փոխազդեցության հետ կապված բոլոր գործընթացներում (որոնք չեն մասնատում ատոմի միջուկը) նրանք իրենց դրսևորում են միանման։

Հոֆստեդտերի հայտնագործությունը բացահայտեց միջուկի այդ ժամանակ գործող տեսության ոչ ադեկվատությունը և Չիկագոյի համալսարանից Յոշիրո Նամբուին դրդեց վերանայել կարևորագույն հասկացությունները։ Ենթադրվում էր, որ նուկլոնների միջև փոխազդեցության կրողները pi-մեզոններն են՝ մասնիկներ, որոնց զանգվածը կազմում է պրոտոնի զանգվածի մոտ կեսը։ Նամբուն տեսական հիմնավորումներ բերեց ուժեղ փոխազդեցության ավելի ծանր և կարճ ապրող կրիչների օգտին։ Այդ կանխատեսված մասնիկները հայտնաբերվեցին 1961 թ.։

 Սցինտիլյացիոն հաշվիչ (դետեկտոր) 
Թալիումի փոքր քանակով ակտվացված նատրիումի յոդիդի աղի բյուրեղների հիման վրա ստեղծել է գամմա-ճառագայթների սցինտիլյացիոն հաշվիչ (դետեկտոր), որի համար 1948 թվականին արտոնագիր է ստացել։ Նման բյուրեղների հետ բարձր էներգետիկ ատոմի մասնիկների կամ ֆոտոնի բախումը հանգեցնում է լուսարձակման, որի ինտենսիվությունը համեմատական է մասնիկների կամ ֆոտոնների էներգիային։ Չափելով լույսի ինտենսիվությունը, հնարավոր է դառնում չափել մասնիկների էներգիան։ Սցինտիլյացիոն սպեկտրոգրամի հիմքում ընկած է այդ էֆեկտը, որը միջուկային ճառագայթման ուսումնասիրություններում չափման հիմնական միջոցներից մեկն է։ Այս դետեկտորները լայնորեն օգտագործվում են գամմա ճառագայթների հայտնաբերման համար մինչև այսօր։

 Քամփթոնի աստղադիտարան 
Կյանքի վերջին մի քանի տարիների ընթացքում, հետաքրքրվել է աստղաֆիզիկայով և ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակի դափնեկիր (1927 թվական) Արթուր Հոլլի Քոմթոնի ընկերներակցությամբ EGRET գամմա-ճառագայթների աստղադիտակով կիրառել է սցինտիլյատորների իր գիտելիքները։ Քոմփթոնի Գամմա-ճառագայթների աստղադիտարանում ուսումնասիրել է տիեզերական ճառագայթները և էլեկտրոնների առաջացրած կասկադային հեղեղները։ Հոֆստեդտերը «սկզբունքային գիտնականներից մեկն էր, ով զարգացրեց Քոմթոնի աստղադիտարանը»։

 Կոչումներ և պարգևներ 
 1958 թվականին ԱՄՆ Գիտությունների ազգային ակադեմիայի անդամ (National Academy of Sciences), Իտալիայի, Ամերիկայի, Լոնդոնի Ֆիզիկոսների հասարակության անդամ, Ամերիկայի Ատոմային էներգիայի հանձնաժողովի անդամ 1959 թվականին Կալիֆորնիայում արժանացել է «Տարվա գիտնական» պատվավոր կոչմանը  
 1961 թվականին ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակ (կիսեց Ռուդոլֆ Լյուդվիգ Մյոսբաուերի հետ) «ատոմային միջուկների վրա էլեկտրոնների ցրման իր աննախադեպ հետազոտությունների համար և դրանց հետ կապված նուկլոնների կառուցվածքի ոլորտում իր հետագա հայտնագործությունների համար» («for his [Hofstadter's] pioneering studies of electron scattering in atomic nuclei and for his consequent discoveries concerning the structure of nucleons.»)Robert Hofstadter  «The Electron Scattering Method & its Application to the Structure of Nuclei and Nucleons» Nobel Lectures, Physics 1942-1962, էջեր 560-581, Elsevier Pub. Co., Amsterdam-London-New York (Dec 1961).
 1962 թվականին Նյու Յորք Սիթի քոլեջի կողմից դրոշմվել է Ռոբերտ Հոֆստեդտերի անվանական շքանշան 1981 թվականին Գերմանիայում Հումբոլտ հիմնադրամի (Humboldt Foundation) կողմից արժանացել է Սինյոր ԱՄՆ գիտնական մրցանակի'' (Senior U.S. Scientist Award)
 1985 թվականին Վյուրցբուրգում ստացել է Ռոյնթգենի հուշամեդալ (Röntgen Memorial Medal, Wurzburg)
 1986 թվականին արժանացել է ԱՄՆ Գիտության ազգային շքանշանի և Իտալիայի Ֆուջի (Fiuggi) մշակութային հիմնադրամի մրցանակի
 Սթենֆորդի համալսարանը Ռոբերտ Հոֆստեդտերի հիշատակին նվիրված ամենամյա դասախոսությունների շարք ունի։ Տարեկան մեկ անգամ երկու դասախոսություն է կարդացվում, որոնցից մեկն ուղղված է հանրությանը, իսկ մյուսը՝ գիտնականներին։

Պատվավոր անդամի կոչումներ   
 Նյու Յորք Սիթի քոլեջ 
 Փադուանի Համալսարան 
 Ռուսաստանի համալսարան (1966 թվական)
 Քարլտոնի համալսարան (Carleton) (1967 թվական)
 Մայնցի Յոհանես Գութենբերգի համալսարանի (Johannes Gutenberg University of Mainz) (1968 թվական)
 Գուստավուս Ադոլֆուս քոլեջի (Gustavus Adolphus College) (1969 թվական)
 Վյուրցբուրգի համալսարան (Wurzburg) (մոտ 1982 թվական)

Ֆինանսական պարգևներ, թոշակներ 
 1935 թվականին Քենիոն քոլեջի (Kenyon) ֆիզիկայի և մաթեմատիկայի մրցանակ 
 1936 թվականին Քոֆին հիմնադրամից կրթաթոշակ (Coffin Foundation Fellowship) Ջեներալ Էլեկտրիկ (General Electric) կազմակերպության կողմից
 1938-1939 թվականներին Փրոքտեր գիտական թոշակ (Procter Fellowship, Princeton University)
 1939-1942 թվականներին Հարիսոնի գիտական թոշակ (Harrison Fellowship, University of Pennsylvania) 
 1940-1941 թվականներին Փենսիլվանիայի համալսարանի գիտական թոշակ
 1958-1959 թվականներին Գուգենհեյմի գիտական թոշակ (CERN (Geneva) Guggenheim Fellowship) 
 1970 թվականին Արվեստների և գիտությունների ամերիկյան ակադեմիայի գիտական թոշակ (Fellowship) 
 1974-1976 թվականներին Գուգենհեյմի հիշատակի կրթաթոշակներին առնչվող հիմնադրամից օգտվելու թույլտվություն։

Սիթքոմի առանցքային կերպար 
CBS TV ալիքով հեռարձակվող հումորային սիթքոմ ( situation comedy) հեռուստասերիալը Մեծ պայթյունի տեսությունը () 2007 թվականից՝ իր առաջին եթերաշրջանից առ այսօր մեծ հեղինակություն է վայելում։ Սիթքոմի տեխնիկական խորհրդատու Դեվիդ Սալցբերգը (David Saltzberg) Ռոբերտ Հոֆստեդտերի կենդանության օրոք պաշտպանել է իր դոկտորականը Կալիֆոռնիայի համալսարանում։

Հեռուստասերիալի բովանդակությունը զարգանում է Կալիֆոռնիայի Փասադենա քաղաքում ապրող հինգ ճանաչված մարդկանց շուրջ, որոնցից մեկը Ռոբերտ Հոֆստեդտերն է (սիթքոմում՝ Լեոնարդ)։ Կերպավորում է Ջոնի Գալեքին։ Ուղղամիտ, միամիտ Լեոնարդ Հոֆշտադտեր անվամբ ֆիզիկոս-փորձարարը, որն իր դոկտորականը 24 տարեկանում է պաշտպանել, որի IQ-ն 173 միավոր է, մանկական համակարգչային խաղերով է տարված։ Սյուժեն զարգանում է աղջիկների հետ շփումներ հաստատելու նրա փորձերով։ 2015 թվականի մայիսին կայացել է իններորդ եթերաշրջանը։

Գրականություն 
 Robert Hofstadter Biographical Memoirs V.79 ( 2001 ) 
 Роберт Хофштадтер
 Guide to the Robert Hofstadter Papers.
 Dr. Robert Hofstadter, U.S. Jewish Scientist, Wins 1961 Nobel Prize. Jewish Telegraphic Agency. November 3, 1961.

Ծանոթագրություններ

Արտաքին հղումներ 
 Տեղեկություններ Նոբելյան մրցանակի կայք
 Movieline interview with Johnny Galecki 

Ամերիկացի ֆիզիկոսներ
Ամերիկացի նոբելյան մրցանակակիրներ
Հրեաներ
Ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակի դափնեկիրներ
Ֆիզիկոսներ այբբենական կարգով
Փրինսթոնի համալսարանի շրջանավարտներ
20-րդ դարի ֆիզիկոսներ
Փորձարարական ֆիզիկոսներ
Հրեա նոբելյան մրցանակակիրներ
ԱՄՆ-ի գիտությունների ազգային ակադեմիայի անդամներ
Ամերիկյան փիլիսոփայական ընկերության անդամներ