Robert A. Millikan

Robert Andrews Millikan (22 Mart 1868 - 19 Aralık 1953), temel elektrik yükü ve fotoelektrik etki üzerine çalışmaları ile 1923 Nobel Fizik Ödülü'nü kazanan Amerikalı deneysel fizikçidir.
Millikan, Oberlin Üniversitesinden 1891 yılında mezun oldu ve 1895 yılında Columbia Üniversitesinde doktorasını yaptı.
1896 yılında Chicago Üniversitesinde asistan olduktan sonra 14 yıl sonra aynı üniversitede profesör oldu. 1909 yılında Millikan tek elekron taşıyan elektrik yükleri üzerinde çalışmaya başladı. Yüklenmiş su damlacıkları elektrik alanda izlediği yolu gözlemlemeye başladı. Sonuç olarak damlacıklardaki yükün temel elektrik olduğunu iddia etti, fakat deney ikna olunacak derecede hassas değildi. Millikan, 1910 yılında aynı deneyi yağın, suya göre daha hızlı buharlaşmasından dolayı su yerine yağ kullanarak yaptı ve daha tatmin edici sonuçlar elde etti.
1916 yılında Millikan, Albert Einsteinın 1905 yılında ortaya attığı fotoelektrik efektini açıklamak için aynı deneysel doğrulama becerisini kullandı.
Aynı araştırmayı Planck, sabitinin doğru değerini elde etmek içinde kullandı. 1921 yılında Chicago Üniversitesinden ayrıldı ve California Institute of Technology Üniversitesinin Norman Bridge fizik laboratuvarının yöneticisi oldu. Orada Victor Hessin keşfettiği uzay radyasyonu hakkında önemli çalışmalar yaptı. Radyasyonun uzaydan geldiğini kanıtladı ve bunları kozmik ışınlar olarak adlandırdı. Caltechin Yönetim Kurulu Başkanı olarak Millikan, 1921 yılından emekli olduğu 1945 yılına kadar, okulunu Birleşmiş Milletlerin öncü araştırma kurumlarından biri olmasını sağladı. Ayrıca Science Service'te mütevelli heyetinde 1921den 1953 yılına kadar hizmet verdi.
Eğitimi
Robert Andrews Millikan 22 Mart 1868 yılında Illinois, Morrisonda doğdu. Iowa Maquoketada lise öğrenimi gördü. Oberlin Üniversitesinden mezun oldu ve Columbia Üniversitesinde fizik bölümünde doktorasını tamamladı. (Fizik bölümünde doktor unvanını alan ilk kişiydi.)"Üniversitedeki ikinci yılımın sonuna doğru Yunanca öğretmenim bana bir sonraki yıl yeni başlayanlar için fizik öğretip öğretemeyeceğimi sordu. Bende ona fizik hakkında hiçbir şey bilmediğimi söyledim. Onun cevabı ise Yunanca bilen herkes fizik öğretebilir oldu. Bunun üzerine bunun sonuçlarına katlanacaksınız, fakat deneyeceğim ve ne yapabileceğimi göreceğiz dedim. Averynin Elements of Physics kitabını aldım ve 1889 yazının büyük bir çoğunu evde konu üzerinde çalışıp kendimi gelişmekle geçirdim.[...] Hayatım boyunca bir daha 1889 yılındaki fizik dersi gibi ders anlatamayacağıma dair şüphelerim vardı. Önümdeki dersler için yoğun bir biçimde bilgimi arttırmak istedim, belki o sınıf benim ilgimden ve coşkumdan bir şeyler kapmış olabilir."Millikanın eğitim aşkı kariyeri boyunca devam etti ve Millikan zamanın ilerisinde olan popüler ve etkili kitaplara imza attı. O zamanlardaki diğer kitaplarla kıyaslandığında diğerlerinden farklı olarak konuyu fizikçiler tarafından düşünüldüğü şekilde yazıldığı görülürdü. Bu kitaplarda ayrıca sadece içine sayıların yazılacağı formüllerin aksine özel sorular barındıran ödevler vardı.
1902 yılında Greta Ervin Blanchard ile evlendi.
Clark Blanchard, Glenn Alan ve Max Franklin adında 3 oğulları oldu.
Elektronun yükü
Millikan 1908 yılında Chigago Üniversitesinde profesörken bir elektronun yükünü ölçmeye yarayan oil-drop deneyi üzerinde çalışıyordu.
Elektronların yük ağırlık oranları J. J. Thomson tarafından çoktan keşfedilmişti.
Fakat asıl yük ve ağırlıkları tam olarak bilinmiyordu. Eğer bu değerlerden biri hesaplanırsa diğeri kolayca bulunabilecekti. Millikan ve mezun öğrencisi Harvey Fletcher, oil-drop deneyini elektronun yükünü bulmak için kullandılar.
Profesör Millikan tüm övgüyü alırken karşılığında Harvey Fletcher, tezinin ve ondan çıkan sonuçların tüm yazarlığını üstüne aldı. Bu çalışmanın bir parçası olarak Millikan, 1923 senesinde Nobel Fizik Ödülünü alırken Fletcher, anlaşmalarını ölene kadar sır olarak sakladı.
Sonuçlarının 1910da ilk defa basılmasından sonra, bu durumla çelişen gözlemlerde bulunan Felix Ehrenhaft ile aralarında bir anlaşmazlık başladı.
Deney düzeneğimi geliştirdikten sonra Millikan ufuk açıcı çalışmasını 1913te yayınladı. Fizikteki temel sabitlerden birinin temel yükünü ve kesin değerini bilmek büyük önem taşır. Deneyinde iki metal elektrot arasında yerçekimine karşı askıda kalan minik, yükü yağ damlacıklarının üzerlerindeki kuvvetleri ölçmüştür. Elektrik alanı bilindiğinden damlacıkların yükleri belirlenebilmektedir. Millikan, deneyini birçok damla için tekrarlayarak göstermiştir ki sonuçlar yaygın olarak bilinen bir değerin (1,592 10−19 coulomb), bir elektronun yükünün, tam sayı katlarını vermektedir. Bu değer modern değer olan 1,602.176.53(14) x 10−19'dan daha düşüktür, ki bu büyük ihtimal ile Millikanın doğru olmayan viskozite değeri kullanması nedeniyle olmuştur.
Zamanında Millikanın oil-drop deneyleri atomaltı parçacıkların varlığını kesinleştirmeye başlasa da bu konuda herkes hemfikir olmamıştır. 1897de katot ışınları ile yapılan deneylerde, J. J. Thomson negatif yüklü zerreler bulmuş ve bunların yük kütle oranının hidrojen iyonundan 1840 kat daha fazla olduğunu söylemiştir. Benzer sonuçlar George FitzGerald ve Walter Kaufmann tarafından da bulunmuştur. O zamanlar bilinenler büyük çoğunluklar elektrik ve manyetizm ile ilgiliyken, aynı ışığın özelliklerinin onu foton huzmesi olarak görmek yerine sürekli bir dalga olarak ele alınması ile açıklanması gibi, yükün sürekli bir değişken olduğu şeklinde açıklanması mümkündür.
Oil-drop deneyinin güzelliği temel bir birim olan yükün miktarını neredeyse kesin olarak belirlenmesini mümkün kılarken, Millikan'ın teçhizatının ayrıca yükün aslında kuantize edilişinin birinci elden gösterilmesini sağlar.
Daha önceden yükün sürekli bir değişken olduğunu düşünen General Electric Companyden Charles Steinmetz, Millikan'ın teçhizatını kullandıktan sonra aksine ikna olmuştur.
Veri seçimi anlaşmazlığı
Millikanın ikinci elektron yükü ölçme deneyinin sonuçlarında bazı uyuşmazlıklar vardı. Bu durumu yüksek enerji deneyselcisi ve Colorado Üniversitesi'nde felsefeci olan Allan Franklin ile görüştü. Franklin Millikanın topladığı bilgilerin istisnalarının yükün son değerinin sonucunu değiştirmeyeceğini iddia etti. Fakat Millikanın önemli kozmetik cerrahi (su yerine yağ kullanması) istatistiksel hataları azaltmıştı. Bu durum Millikana yüzde 0.5 daha iyi elektron yükleri veriyordu, sonuç olarak Millikan bütün bilgileri çıkarsa hata yüzde 2 civarında bir hataya sahip oluyordu. Sonuçlar böyle olmasına rağmen elektron yüküne Millikan o zamana kadarki herkesten daha çok yaklaşmıştı. Daha büyük bir belirsizlik fizik topluluğuyla anlaşmazlıklara neden olabilirdi ki Millikan bu durumdan uzak duruyordu. Millikanın bütün damlacıklar altı gün boyunca gözlemlenip kaydedildi cümlesi bir sonraki damlacıklar bütün bir seri gözlemle yapıldı cümlesiyle karışıklığa neden oluyordu. Buda David Goodstein ile bir tartışmaya neden oldu. Goodstein bu durumu önlemek adına beş sayfalık tablolar ile bu iki cümleyi ayrıdı.
Fotoelektrik etkisi
Einstein 1905 yılında ışık parçacık teorisini yayınladığında Millikan bunun yanlış olduğunu düşündü, çünkü binlerce kanıtla ışığın dalga olduğu kanıtlanmıştı. Einsteinın teorisini test etmek için on yıl sürecek deneysel bir programa girişti. Bunun için çok düz temiz bir foto elektrot metal yüzey yapması gerekiyordu. 1914 yılında yayınladığı sonuçlarla Einsteinun öngörülerini onayladı, fakat Millikan Einsteinın yorumuyla ikna olmadı. 1916 yılında foto elektrik hakkında şunları yazdı : Einsteinın fotoelektrik denklemi benim değerlendirmem dahilinde mevcut tatmin edici bir teori değildir buna rağmen teori uygun bir şekilde tutum sergiliyor demiştir.
Millikan modern fiziğin temelleri hakkında çalışmalar yapmasına rağmen, ironiktir ki kendi tutumunu yirminci yüzyıldaki değişiklere rağmen, tıpkı foto elektrik konusunda olduğu gibi korudu. Bir başka örneği ise kitabının 1927 basımında bulunur. Açık bir şekilde Einsteinın görelilik teorisi hakkında çekimser bir şekilde Einsteinın fotoğrafı altına şu cümleleri yazmıştır: 1905 Özel görelilik teorisinin ve 1914 yılındaki genek görelilik teorisinin yazarı, her ikisi de de büyük bir başarıdır ki açıklanamayan fenomenlere açıklamada ve yenilerini öngörmede yardımcı olmuştur.
İleri yaşları
1917 yılında güneş astronomu olan George Ellery Hale, Millikanı birkaç ayını Kaliforniya Pasadena'da bulunan Throop College of Technology adında küçük bir bilim kurumunda geçirmesi için ikna etti. Hale bu kurumun bilimsel araştırma ve eğitim için önemli bir merkez haline gelmesini temenni ediyordu. Birkaç yıl sonra Throop Collage California Institue of Technology (Caltech) oldu. Millikan Chicago Üniversitesi'ni bırakıp bu üniversitenin yönetim kurulu başkanı oldu. (Rektör kadar söz sahibi). Millikan 1921 ve 1945 yılları arası bu görevi yerine getirdi. Caltech bilimsel araştırmalarının büyük bir kısmı kozmik ışınlar üzerineydi. 1930lu yıllarda Arthur Compton ile kozmik ışınlar hakkında bir tartışmaya girdi. Millikan kozmik ışınların yüksek enerjili fotonlar olduğunu Compton ise yüklü parçacıklar olduğunu iddia ediyordu. Millikan kozmik ışınların yeni oluşan atomların doğum çığlıkları olduğunu entropiyi etkisini yok etmek ve evrenin ısı ölümünü engellemek için olduğunu düşünüyordu. Compton sonuç olarak haklıydı. Çünkü kozmik ışınlar Dünyanın magnetik alanını delip geçiyordu buda kozmik ışınların yüklü parçacıklar olduğu anlamına geliyordu.
Robert Millikan 1. Dünya savaşı esnasında Ulusal Araştırma Konseyinin başkan yardımcısıydı. Bu süre zarfında denizaltı savar ve meteorolojik cihazların geliştirilmesinde yardımcı oldu. Çinlilerin Order of Jade rozetini aldı. Millikan kişisel hayatında hevesli bir tenis oyuncusuydu.
Evlendi ve üç oğlu oldu, en yaşlı olanları Clark B. Millikan, önemli bir aerodinamik mühendisi oldu. Bir diğer oğlu Glen, fizikçi oldu ve George Leigh Mallorynin kızıyla evlendi. Glen 1947 yılında Cumberland dağına tırmanırken bir kaza sonucu hayatını kaybetti.
Bir bakanın oğlu ve dindar bir adam olan Millikan, ilerleyen yaşlarında Hristiyanlık inancı ve bilim bütünleyici ilişkiyi güçlü bir şekilde savundu. Bu düşüncelerini Yalede 1926 Terry Lectures lerde ele aldı. Bahsi geçen fikirler Evolution in Science and Religion isminde yayınlandı. Millika'nın inanç tartışmasından daha çok bir öjenik bir yaklaşımdı. Bu düşünce San Marino Kaliforniyada Human Betterment Foundation kurulmasına öncülük etti.
Ölümü ve mirası
Millikan 1953 yılında Kaliforniyadaki evinde 85 yaşında kalp kriziyle hayatını kaybetti. Forest Lawn Memorial Park Cemetery de Onursal Alana gömüldü.
Los Angelestaki Sherman Oaksın yanındaki orta okula Robert A. Millikan ismi verildi. Caltechdeki en uzun binaya da Millikan kütüphanesi ismi verildi. Ek olarak Tekronix kampüsündeki ana caddeye Millikan yolu adı verildi. Caltechte bulunan Athenaeum Otelinin sahip olduğu 4 suitten birinin ismi ölümünden sonra Millikan suit olarak değiştirildi.
26 Ocak 1982 yılında basılan Ünlü Amerikanlar serisi(1980-2000)posta pullarında Millikan adına 37 değerinde centlik pullar basıldı.
Ödülleri
IEEE Edison Madalyası (1922)
Hughes Madalyası (1923)
Nobel Fizik Ödülü (1923)
Matteucci Madalyası (1925)