9 ноября 2012 г.

ДНК и теория Большого Взрыва - физик Георгий Гамов, США

Георгий Антонович Гамов родился 4 марта 1904 в Одессе в семье преподавателя русского языка Антона Михайловича Гамова и преподавательницы географии и истории Александры Арсеньевны Лебединцевой. Среди предков будущего астрофизика были в основном священники и военные. Мальчик с детства рос в интеллигентной среде, где его интерес к знаниям поощрялся. От матери он научился говорить по-французски, а потом вместе с репетитором выучил немецкий. В 1922-1923 посещал Университет в Одессе, куда поступил на физико-математический факультет. Одновременно подрабатывал в Одесской астрономической обсерватории. А потом перешел также на физмат в ВУЗ, который сейчас называется СПбГУ в Петербурге. На новом месте подрабатывал  на метеорологической станции и читал лекции по физике ученикам артиллерийской школы. В университете в Петербурге познакомился и подружился с Львом Ландау, Дмитрием Иваненко и другими будущими известными физиками.

После окончания ВУЗа в 1929 занимался исследованиями по квантовой механике в Геттингене. К тому времени с помощью математика Кочнева Гамов уже создал количественную теорию альфа-распада ядра на основе явления туннельного эффекта. И теоретически обосновал эмпирический закона Гейгера — Неттолла, связывающего энергию вылетающей альфа-частицы с характерным временем альфа-распада (периодом полураспада ядер). Вскоре Гамов окончил статью, посвященную этой теме, и послал её в журнал «Zeitschrift für Physik», где его теория была опубликована, а молодой физик получил широкую известность в научном мире. С 1928 с перерывами работал в Институте Теоретической Физики в Коппенгагене, а также сотрудничал с Эрнстом Резерфордом в Кэмбридже. Тогда же Гамов впервые предложил жидкокапельную модель ядра атома, которую потом развили Нильс Бор, Джон Уилер и другие. 

В 1931 Гамова в 28 (!) лет избрали членом-корреспондентом Академии Наук СССР. Лев Ландау в письме Петру Капице в 30-ых назвал Гамова "лучшим теоретиком СССР". Формально до 1934 Гамов работал в Радиевом Институте Хлопина, где вместе с Игорем Курчатовым и Львом Мысовским создал первый в Европе циклотрон — резонансный циклический ускоритель нерелятивистских тяжёлых заряженных частиц.

Одновременно в СССР нарастали репрессии. Гамов столкнулся с тем, что в 1931 ему запретили выехать на конференцию в Италию. В том же году он женился на Любови Вохминцевой (В 1935 у них родится сын Игорь.). Они решили покинуть Советский Союз. Но получить разрешение было невозможно, несмотря на официальные приглашения от иностранных коллег и друзей, включая Нильса Бора. Первые две попытки нелегально покинуть СССР Гамовы сделали в 1932 - сначала они хотели по воде чуть ли не на байдарке добраться по Черному морю до Турции, а потом из Мурманска до Норвегии. Оба раза мешала плохая погода, и, к счастью, эти вещи не были замечены властями. В 1933 наконец разрешение на выезд получено - Гамова ждали на конференции в Брюсселе, после которой Георгий Антонович продлил своё пребывание в Бельгии, а Мария Кюри предложила ему на следующий год временную работу в Лондоне. Затем представилась возможность поработать в Университете Мичигана в США. В течение относительно долгого времени у Гамова оставалась возможность вернуться в СССР - с работы его уволили в 1934, а из Академии Наук исключили только в 1938.

В Америке.

Тем временем в США теперь уже Джордж Гамов устраивается в Университет им. Дж. Вашингтона (1934-1954.), куда приглашает из Лондона физика Эдварда Теллера, будущего руководителя так называемого манхеттенского проекта по созданию водородной бомбы в США.  Вместе с Теллером Гамов работал над теорией бета-распада. В 1936 году они сформулировали правила отбора, введя представление «переходах Гамова-Теллера». В тот период Георгий Антонович много печатался. Всего им написаны несколько учебников, десятки статей в научных журналах и около 20 научно-популярных произведений из серии про мистера Томпкинса.

Астрофизика. 

С конца 30-ых интерес Гамова смещается в сторону астрофизики - эволюции звезд и истории Солнечной системы. В 1940—1941 годах вместе со своим учеником Марио Шенбергом Гамов изучил процесс нейтринного охлаждения. В 1942 году совместно с Теллером им была предложена теория строения планет-красных гигантов, у которых они предположили наличие устойчивого ядра и оболочки, в которой идут термоядерные реакции. В 1940 Гамов стал гражданином США. Во время Второй Мировой войны кроме преподавания и научной деятельности он был также консультантом флота. В 1948 вместе со своим студентом Ральфом Альфером они опубликовали работу о «горячей вселенной». Идея Гамова состояла в том, что в горячем и плотном веществе ранней Вселенной происходили ядерные реакции, и в этом ядерном котле за несколько минут были синтезированы лёгкие химические элементы. Самым эффектным результатом этой теории стало предсказание космического фона излучения. В 1950 году в одной научно-популярной статье Гамов предположил, что скорее всего температура космического излучения составляет примерно 3 К. Эксперементально это смог подтвердить советский физик Шмаонов только через 5 лет. Идеи Гамова дали теоретические основы для теории Большого Взрыва.

ДНК.

В 1953 ученые Крик и Уотсон открыли структуру ДНК. Гамов достаточно неожиданно внёс существенный вклад в развитие такой дисциплины, как молекулярная биология. Он впервые поставил проблему генетического кода, поняв, что структура основных строительных блоков клетки — белков, состоящих из аминокислот, — должна быть зашифрована в последовательности из четырёх возможных нуклеотидов, входящих в состав молекулы ДНК. Исходя из простых арифметических соображений, Гамов показал, что при сочетании 4 нуклеотидов тройками получаются 64 различные комбинации, что является достаточным для записи наследственной информации. Он выразил надежду, что кто-нибудь из более молодых учёных доживёт до расшифровки генетического кода. Таким образом, Гамов был первым, кто предположил кодирование аминокислотных остатков триплетами нуклеотидов. Эта догадка снова оказалась верной - опыты Фрэнсиса Крика в 1961 и других ученых подтвердили правоту Гамова.

В 1954-1956 Гамов преподавал в Беркли, а в 1956 развелся с первой женой и переехал в Колорадо. В том же году ЮНЕСКО наградило его премией Калинги за популяризацию науки. В 1958 Гамов женился во второй раз на Барбаре Перкинс, которая работала редактором в одном из издательств. Скончался Георгий Антонович Гамов 19 августа 1968 в городе Боулдер в Колорадо. Здание кафедры физики в Университете Колорадо названо в его честь. В 1970 американский математик Станислав Улам написал о Гамове: "Мой друг, математик С. Банах, сказал мне однажды: хорошие математики видят аналогии между теоремами или теориями, а самые лучшие видят аналогии между аналогиями. Этой способностью видеть аналогии между моделями для физических теорий Гамов обладал почти до немыслимой степени." А Эдвард Теллер выразился так: "Гамов обладал плодотворным воображением. Он был исключительно милым парнем и, более того, это был единственный из моих друзей, кто серьёзно считал меня математиком… Он был из тех, кто не склонен молиться на свои изобретения. Он мог предложить занятную идею, и если она не проходила, тут же обращал это в шутку. С ним было поразительно приятно работать вместе."

Комментариев нет:

Отправить комментарий