B2FH kağıdı - B2FH paper - Wikipedia

B2FH kağıdı[1] bir dönüm noktasıydı Bilimsel makale kimyasal elementlerin kökeni hakkında. Makalenin başlığı "Yıldızlardaki Elementlerin Sentezi", ancak B olarak tanındı2Yazarlarının baş harflerinden FH: Margaret Burbidge, Geoffrey Burbidge, William A. Fowler, ve Fred Hoyle. 1955–56 yılları arasında Cambridge Üniversitesi ve Caltech, sonra yayınlandı Modern Fizik İncelemeleri 1957'de.

B2FH makalesi incelendi yıldız nükleosentezi teori ve astronomik ve laboratuvar verileriyle destekledi. Demirden daha ağır elementlerin üretilmesinden sorumlu olan nükleosentez süreçlerini belirledi ve göreceli bolluk. Makale her ikisinde de oldukça etkili oldu astronomi ve nükleer Fizik.

1957 öncesi nükleosentez

B'nin yayınlanmasından önce2FH kağıdı, George Gamow neredeyse tümünün içinde bulunduğu bir Evren teorisini savundu. kimyasal elementler, Veya eşdeğer olarak atom çekirdeği, sırasında sentezlendi Büyük patlama. Gamow'un teorisi (günümüzden farklı Big Bang nükleosentezi teori) ima eder ki kimyasal elementlerin bolluğu zaman içinde çoğunlukla statik kalacaktır. Hans Bethe ve Charles L. Critchfield dönüşümü göstermişti hidrojen içine helyum tarafından nükleer füzyon güç sağlamak için gereken enerjiyi sağlayabilir yıldızlar, türeterek Proton proton zinciri (pp zinciri) 1938'de.[2] Carl von Weizsäcker[3] ve Hans Bethe[4] bağımsız olarak türetmişti CNO döngüsü sırasıyla 1938 ve 1939'da. Bu nedenle, Gamow ve diğerleri tarafından hidrojen ve helyum bolluğunun tamamen statik olmadığı biliniyordu. Onların görüşüne göre, yıldızlardaki füzyon küçük miktarlarda helyum üretecek ve Büyük Patlama'daki bolluğuna sadece biraz katkıda bulunacaktır. Bu yıldız nükleer enerji, önemli yıldız nükleosentezi. Karbondan yukarı doğru olan elementler bir sır olarak kaldı.

Fred Hoyle, ağır elementlerin kökeni için bir hipotez önerdi. 1946'da bir makale ile başlayıp 1954'te genişledi,[5] Hoyle, tüm atom çekirdeklerinin lityum sentezlendi yıldızlar. Her iki teori de, yıldızlarda bazı hafif çekirdeklerin (hidrojen, helyum ve az miktarda lityum) üretilmediğini kabul etti ve bu da artık kabul edilen teori haline geldi. Big Bang nükleosentezi H, He ve Li.

Kağıtta fizik

B2FH kağıdı görünüşte bir makaleyi tekrar gözden geçir teorisindeki son gelişmeleri özetleyen yıldız nükleosentezi.[6] Bununla birlikte, Burbidges tarafından yayınlanan elemental bollukların gözlemsel ölçümlerini ve Fowler'in nükleer reaksiyonlarla ilgili laboratuvar deneylerini birleştirerek Hoyle'un çalışmasını incelemenin ötesine geçti. Sonuç, Hoyle'un hipotezi için ikna edici kanıtlar sağlayan bir teori ve gözlem senteziydi.

Teori, elementlerin bolluğunun kozmolojik zaman içinde evrimleşeceğini öngördü, bu fikir tarafından test edilebilir. astronomik spektroskopi. Her elemanın karakteristik bir kümesi vardır spektral çizgiler, yani yıldız spektroskopisi yıldızların atmosferik bileşimini ortaya çıkarmak için kullanılabilir. Gözlemler güçlü bir Negatif korelasyon bir yıldızın başlangıçtaki ağır element içeriği arasında ( metaliklik ) ve yaşı. Daha yakın zamanda oluşan yıldızlar daha yüksek metalikliğe sahip olma eğilimindedir.

Erken Evren, yalnızca şu sıralarda oluşan hafif elementlerden oluşuyordu. Big Bang nükleosentezi. Yıldız yapısı ve Hertzsprung-Russell diyagramı Bir yıldızın yaşam süresinin uzunluğunun büyük ölçüde başlangıç ​​kütlesine bağlı olduğunu, en büyük kütleli yıldızların çok kısa ömürlü olduğunu ve daha az kütleli yıldızların daha uzun ömürlü olduğunu gösterir. B2FH makalesi, bir yıldız öldüğünde, yıldızlararası ortam Yeni yıldızların oluştuğu 'ağır elementler' (bu durumda lityumdan daha ağır tüm elementler) ile.

B2FH makalesi, nükleer Fizik ve astrofizik yıldızların bu ağır elementleri nasıl ürettikleri ile ilgili. Dikkatle inceleyerek çekirdekler tablosu yazarlar, gözlemlenenleri üretebilecek farklı yıldız ortamları belirlediler. izotopik bolluk modelleri ve bunlardan sorumlu olması gereken nükleer süreçler. Yazarlar, şimdi olarak bilinen nükleer fizik süreçlerini çağırıyor p-süreci, r-süreci, ve s-süreci, daha ağır elementleri hesaba katmak için Demir. Bu ağır elementlerin bolluğu ve izotopları, Hoyle'un 1954'te yanan büyük kütleli yıldızların kabukları içindeki nükleer füzyon hipotezini destekleyen ana elementlerden kabaca 100.000 kat daha azdır.[5]

B2FH, serbest nötronların yıldızları içinde yakalanarak demirden daha ağır elementlerin nükleosentezini kapsamlı bir şekilde özetledi ve analiz etti. Silikondan nikele kadar çok bol bulunan elementlerin sentezi anlayışını çok daha az geliştirdi. Makale şunları içermiyordu: karbon yakma süreci, oksijen yakma süreci ve silikon yakma işlemi her biri magnezyumdan nikele kadar elementlere katkıda bulunur. Hoyle bunu zaten önermişti süpernova nükleosentezi 1954 tarihli makalesinde bunlardan sorumlu olabilir.[5] Donald D. Clayton daha düşük sayıda alıntılar B ile karşılaştırıldığında Hoyle'un 1954 makalesine2FH, faktörlerin bir kombinasyonu olarak: Hoyle'un 1954 tarihli makalesini B'si için bile sindirmenin zorluğu2FH yardımcı yazarları ve genellikle gökbilimciler arasında; Hoyle, anahtar denklemini yalnızca kelimelerle tanımlamış[7] makalesinde belirgin bir şekilde yazmak yerine; ve Hoyle'un eksik B incelemesi2FH taslağı.[8]

Makalenin yazımı

Caltech nükleer fizikçisi William Alfred Fowler onunkini kullandı ücretli iznin 1954–55 yılları arasında Cambridge'deki Hoyle'u ziyaret etmek. Çift davet edildi Margaret Burbidge ve Geoffrey Burbidge çift, yakın zamanda Hoyle'un hipotezini test etmek için gerekli olan yıldız bollukları üzerine kapsamlı çalışmalar yayınladığı için, Cambridge'de onlara katılmak. Dörtlü, Cambridge'deyken birkaç projede işbirliği yaptı; Fowler ve Hoyle, B olacak bir inceleme üzerinde çalışmaya başladı2FH. Fowler, tamamlanmış olmaktan çok uzak olan Caltech'e döndü ve Burbidges'i Kaliforniya'da kendisine katılmaya teşvik etti. Her iki Burbidges, 1956'da Fowler tarafından bu amaçla Caltech'te kendileri için oluşturulmuş geçici pozisyonlara sahipti.[kaynak belirtilmeli ] İlk tam taslak, teoriyi desteklemek için kapsamlı astronomik gözlemler ve deneysel veriler eklendikten sonra, 1956'da Caltech'te Burbidges tarafından tamamlandı. Margaret Burbidge, gazete ilk yazar, işin çoğunu hamileyken tamamladı.[9]

Bazıları, Fowler'ın grubun lideri olduğunu varsaydı çünkü yayın için yazı ve yayın gönderme 1956'da Caltech'te yapıldı, ancak Geoffrey Burbidge bunun bir yanlış anlama olduğunu belirtti. Fowler, başarılı bir nükleer fizikçi olmasına rağmen, 1955'te hâlâ Hoyle'un teorisini öğreniyordu ve daha sonra Hoyle'un entelektüel lider olduğunu söyledi.[10] Burbidges ayrıca 1954-55'te Cambridge'de Hoyle'un teorisini öğrendi. G. Burbidge 2008'de "Grupta lider yoktu, hepimiz önemli katkılarda bulunduk" diye yazmıştı.[11]

Tanıma

B2FH, alanında bilimsel olarak dikkat çekti nükleer astrofizik. Yıldız nükleosentezi teorisini gözden geçirerek ve onu gözlemsel kanıtlarla destekleyerek, B2FH, gökbilimciler arasında teoriyi sağlam bir şekilde kurdu.

Fowler, 1983'ün yarısına layık görüldü Nobel Fizik Ödülü, bazen hatalı olarak ifade edilen, B'ye yaptığı katkılar içindi2FH. Nobel komitesi, ödülün Fowler'ın yıldız çekirdeklerindeki termonükleer reaksiyonların oranları üzerine onlarca yıllık deneysel çalışmaları için olduğunu belirtti.[12] Fowler'in B'ye katkıları2FH, nükleer fiziğini içeriyordu s-işlem ve r-işlem. Biraz[DSÖ? ] bunu tartıştı Fred Hoyle konuyla ilgili teorik çalışma için benzer bir takdiri hak etti ve onun konuyla ilgili alışılmışın dışında görüşlerinin Büyük patlama Nobel Ödülü'nden pay almasını engelledi.[13] Geoffrey Burbidge 2008'de şöyle yazdı: "Hoyle, bu ve diğer çalışmalar için bir Nobel Ödülü almalıydı. Özel yazışmalarıma dayanarak, dışlanmasının ana nedeninin WA Fowler'ın grubun lideri olduğuna inanılması olduğuna inanıyorum. "[11] Burbidge, bu algının doğru olmadığını belirtti ve Hoyle'un 1946'daki önceki makalelerine işaret etti.[14] ve 1954.[5] Burbidge, "Hoyle'un çalışmalarının, kısmen astrofizik bir dergide yayınlandığı için yetersiz kaldığını" söyledi.[5] ve bunda yeni bir tane (aslında ilk cilt), oysa B2FH, köklü bir fizik dergisinde yayınlandı, Modern Fizik İncelemeleri. Ne zaman B2FH ilk olarak yazıldı, ön baskılar nükleer Fizik topluluk. Willy Fowler, bu toplulukta çok iyi bir lider olarak biliniyordu ve Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü zaten haberi nasıl yayacağını bilen bir haber bürosu vardı. "

2007'de Caltech'te bir konferans düzenlendi Pasadena, Kaliforniya B'nin yayınlanmasının 50. yıldönümünü anmak için2FH,[15] Geoffrey Burbidge, B'nin yazımı üzerine açıklamalarda bulundu.2FH.

Ayrıca bakınız

daha fazla okuma

  • Burbidge, E. Margaret; Burbidge, G.R .; Fowler, William A .; Hoyle, F. (1957). "Yıldızlardaki Elementlerin Sentezi". Modern Fizik İncelemeleri. 29 (4): 547–650. Bibcode:1957RvMP ... 29..547B. doi:10.1103 / RevModPhys.29.547.

Referanslar

  1. ^ E. M. Burbidge; G.R. Burbidge; W. A. ​​Fowler; F. Hoyle (1957). "Yıldızlardaki Elementlerin Sentezi" (PDF). Modern Fizik İncelemeleri. 29 (4): 547. Bibcode:1957RvMP ... 29..547B. doi:10.1103 / RevModPhys.29.547.
  2. ^ H. A. Bethe; C.L. Critchfield (1938). "Proton Kombinasyonu ile Döteronların Oluşumu". Fiziksel İnceleme. 54 (4): 248. Bibcode:1938PhRv ... 54..248B. doi:10.1103 / PhysRev.54.248.
  3. ^ C. F. von Weizsäcker (1938). "Innern der Sterne II'de Über Elementumwandlungen". Physikalische Zeitschrift. 39: 633.
  4. ^ H.A. Bethe (1939). "Yıldızlarda Enerji Üretimi". Fiziksel İnceleme. 55 (5): 434. Bibcode:1939PhRv ... 55..434B. doi:10.1103 / PhysRev.55.434.
  5. ^ a b c d e F. Hoyle (1954). "Çok Sıcak Yıldızlarda Meydana Gelen Nükleer Reaksiyonlar Üzerine. I. Karbondan Nikele Elementlerin Sentezi". Astrophysical Journal Eki. 1: 121. Bibcode:1954ApJS .... 1..121H. doi:10.1086/190005.
  6. ^ G. Wallerstein; et al. (1997). "Yıldızlardaki elementlerin sentezi: kırk yıllık ilerleme" (PDF). Modern Fizik İncelemeleri. 69 (4): 995–1084. Bibcode:1997RvMP ... 69..995W. doi:10.1103 / RevModPhys.69.995. hdl:2152/61093. Arşivlenen orijinal (PDF) 9 Eylül 2011.
  7. ^ Donald D. Clayton (2007). "Hoyle Denklemi". Bilim. 318 (5858): 1876–1877. doi:10.1126 / science.1151167. PMID  18096793. S2CID  118423007.
  8. ^ 1. dipnota bakın Donald D. Clayton (2008). "Fred Hoyle, birincil nükleosentez ve radyoaktivite". Yeni Astronomi İncelemeleri. 32: 360–363.
  9. ^ Skuse, Ben (6 Nisan 2020). "Gökbilimci Margaret Burbidge'i Kutlamak, 1919–2020". Gökyüzü ve Teleskop. Alındı 6 Nisan 2020.
  10. ^ "William A. Fowler - Nobel Dersi: Deneysel ve Teorik Nükleer Astrofizik; Elementlerin Kökeni Arayışı". Nobelprize.org. Nobel Media AB 2014. Web. 29 Mart 2018. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1983/fowler-lecture.html (bkz Biyografik)
  11. ^ a b G. Burbidge (2008). "Hoyle'un B'deki Rolü2FH ". Bilim. 319 (5869): 1484. doi:10.1126 / science.319.5869.1484b. PMID  18339922.
  12. ^ "William A. Fowler - Gerçekler". Nobelprize.org. Nobel Media AB 2014. Web. 28 Mart 2018. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1983/fowler-facts.html "William A. Fowler - Nobel Dersi: Deneysel ve Teorik Nükleer Astrofizik; Elementlerin Kökeni Arayışı". Nobelprize.org. Nobel Media AB 2014. Web. 29 Mart 2018. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1983/fowler-lecture.html
  13. ^ R. McKie (2 Ekim 2010). "Fred Hoyle: edepsizliği ona Nobel ödülüne mal olan bilim adamı". Gardiyan. Alındı 3 Mart 2013.
  14. ^ F. Hoyle (1946). "Hidrojenden Elementlerin Sentezi" (PDF). Royal Astronomical Society'nin Aylık Bildirimleri. 106 (5): 343. Bibcode:1946MNRAS.106..343H. doi:10.1093 / mnras / 106.5.343.
  15. ^ "Nükleer Astrofizik: 1957–2007 - İlk 50 yılın ötesinde". Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü. Temmuz 2007. Arşivlenen orijinal 2011-05-07 tarihinde. Alındı 2011-04-14.