والتر بوث

في عام 1913، انضم بوث إلى المعهد الفيزيائي التقني للرايخ (PTR - المعروف الآن باسم المعهد الفيزيائي التقني الاتحادي )، حيث بقي حتى عام 1930. وكان هانز جايجر قد عُيّن مديرًا لمختبر النشاط الإشعاعي الذي أُنشئ حديثًا هناك في عام 1912؛ وعمل بوث مساعدًا لجايجر من عام 1913 إلى عام 1920، ثم عضوًا علميًا في فريق جايجر من عام 1920 إلى عام 1927، ثم مديرًا لمختبر النشاط الإشعاعي من عام 1927 إلى عام 1930 - خلفًا لجايجر. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}

في مايو 1914، تطوع بوث للخدمة في سلاح الفرسان الألماني. وقع أسيراً في يد الروس وسُجن في روسيا لمدة خمس سنوات. وخلال تلك الفترة، تعلم اللغة الروسية وعمل على مسائل في الفيزياء النظرية تتعلق بدراسته للدكتوراه. عاد إلى ألمانيا عام 1920، برفقة عروس روسية. ^{[ 7 ]}

بعد عودته من روسيا، واصل بوث عمله في معهد أبحاث الفيزياء (PTR) تحت إشراف هانز جايجر في مختبر النشاط الإشعاعي. في عام 1924، نشر بوث بحثًا حول طريقته في التزامن. درست تجربة بوث-جايجر للتزامن تأثير كومبتون وازدواجية الموجة والجسيم للضوء. حاز بوث على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1954 بفضل طريقته في التزامن وتطبيقاتها. ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 4 ]}

في عام 1925، وبينما كان لا يزال يعمل في معهد أبحاث البترول، أصبح بوث محاضراً غير متفرغ (محاضراً بدون راتب) في جامعة فريدريش فيلهلم في برلين ، وفي عام 1929، أصبح أستاذاً استثنائياً (أستاذاً غير عادي) هناك. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

في عام 1927، بدأ بوث دراسة تحول العناصر الخفيفة عن طريق قصفها بجسيمات ألفا . ومن خلال بحث مشترك مع هـ. فرانز وهاينز بوز في عام 1928، ربط بوث وفرانز نواتج تفاعلات النوى بمستويات الطاقة النووية. ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 4 ]}

في عام 1929، وبالتعاون مع فيرنر كولهورستر وبرونو روسي (اللذين كانا ضيفين في مختبر بوث في معهد أبحاث الإشعاع السنكروتروني)، بدأ بوث دراسة الأشعة الكونية . ^{[ 11 ]} واستمر بوث في دراسة الإشعاع الكوني طوال حياته. ^{[ 8 ] [ 4 ]}

في عام 1930، أصبح بوث أستاذاً عادياً ومديراً لقسم الفيزياء في جامعة غيسن . وفي العام نفسه، قام بوث وزميله هربرت بيكر بقصف البريليوم والبورون والليثيوم بجسيمات ألفا من البولونيوم ، ولاحظا شكلاً جديداً من الإشعاع النافذ. ^{[ 12 ]} وفي عام 1932، حدد جيمس تشادويك هذا الإشعاع على أنه النيوترون . ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

في عام ١٩٣٢، خلف بوث فيليب لينارد في منصب مدير معهد الفيزياء والإشعاع بجامعة هايدلبرغ . وفي ذلك الوقت، أصبح رودولف فليشمان مساعدًا تدريسيًا لبوث. عندما تولى أدولف هتلر منصب مستشار ألمانيا في ٣٠ يناير ١٩٣٣، اكتسب مفهوم الفيزياء الألمانية (الفيزياء الآرية) رواجًا وحماسًا كبيرين؛ إذ كان معادياً للسامية ومعارضًا للفيزياء النظرية، وخاصةً الفيزياء الحديثة، بما في ذلك ميكانيكا الكم والفيزياء الذرية والنووية. وفي البيئة الجامعية، طغت العوامل السياسية على مفهوم الكفاءة العلمية الذي كان سائدًا تاريخيًا، ^{[ ١٣ ]} على الرغم من أن أبرز مؤيديه كانا لينارد ^{[ ١٤ ]} ويوهانس ستارك . ^{[ ١٥ ]} شنّ مؤيدو الفيزياء الألمانية هجمات شرسة ضد كبار علماء الفيزياء النظرية. وعلى الرغم من تقاعد لينارد من هايدلبرغ، إلا أنه ظل يتمتع بنفوذ كبير هناك.

في عام ١٩٣٤، نجح لينارد في إعفاء بوث من منصبه كمدير للمعهد الفيزيائي والإشعاعي، ليتمكن بوث من تولي منصب مدير معهد الفيزياء التابع لمعهد القيصر فيلهلم للأبحاث الطبية (KWImF) في هايدلبرغ ، خلفًا لكارل دبليو هاوزر الذي توفي مؤخرًا. وكان لودولف فون كريل ، مدير معهد القيصر فيلهلم للأبحاث الطبية، وماكس بلانك ، رئيس جمعية القيصر فيلهلم (KWG )، قد عرضا المنصب على بوث لتجنب احتمال هجرته. شغل بوث منصب مدير معهد الفيزياء في معهد KWImF حتى وفاته عام 1957. وخلال فترة عمله في المعهد، شغل بوث منصب أستاذ فخري في جامعة هايدلبرغ حتى عام 1946. رافق فليشمان بوث وعمل معه هناك حتى عام 1941. ضمّ بوث إلى فريقه علماء بارزين، من بينهم فولفغانغ غينتنر ، وهاينز ماير-لايبنيتز - الذي نال درجة الدكتوراه تحت إشراف الحائز على جائزة نوبل جيمس فرانك، والذي أوصى به بشدة روبرت بول وجورج يوس - وأرنولد فلامرسفيلد . كما ضمّ فريقه بيتر ينسن وإروين فونفر. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]}

في عام 1938، نشر بوث وجنتنر بحثًا حول اعتماد التأثير الكهروضوئي النووي على الطاقة. وكان هذا أول دليل واضح على أن أطياف الامتصاص النووي تراكمية ومتصلة، وهو تأثير يُعرف باسم الرنين النووي العملاق ثنائي القطب. وقد تم تفسير ذلك نظريًا بعد عقد من الزمن من قبل الفيزيائيين ج. هانز د. جنسن ، وهيلموت شتاينفيدل، وبيتر جنسن، ومايكل غولدهاير، وإدوارد تيلر . ^{[ 7 ]}

وفي عام 1938 أيضاً، بنى ماير-لايبنيتز غرفة سحابية . وقد استخدم بوث، وجينتنر، وماير-لايبنيتز صوراً من هذه الغرفة لنشر أطلس صور الغرف السحابية النموذجية عام 1940 ، والذي أصبح مرجعاً أساسياً لتحديد الجسيمات المتناثرة. ^{[ 7 ] [ 4 ]}

بحلول نهاية عام 1937، دفعت النجاحات السريعة التي حققها بوث وجنتنر في بناء مولد فان دي غراف واستخداماته البحثية إلى التفكير في بناء سيكلوترون . وبحلول نوفمبر، كان تقرير قد أُرسل بالفعل إلى رئيس جمعية KWG، وبدأ بوث في تأمين التمويل من جمعية هيلمهولتز، ووزارة ثقافة بادن، وشركة IG Farben ، وجمعية KWG، والعديد من الوكالات البحثية الأخرى. أدت الوعود الأولية إلى طلب مغناطيس من شركة سيمنز في سبتمبر 1938، إلا أن الحصول على تمويل إضافي أصبح بعد ذلك أمرًا صعبًا. في هذه الأثناء، واصل جنتنر أبحاثه حول التأثير الكهروضوئي النووي، بمساعدة مولد فان دي غراف، الذي تم تطويره لإنتاج طاقات تقل قليلاً عن 1 ميغا إلكترون فولت. وعندما اكتملت أبحاثه حول تفاعلات ^7Li (بروتون، غاما) و ¹¹ B (بروتون، غاما)، وعلى النظير النووي ^80Br ، كرّس جنتنر جهوده بالكامل لبناء السيكلوترون المخطط له. ^{[ 20 ]}

لتسهيل بناء السيكلوترون، أُرسل جنتنر، في أواخر عام 1938 وبداية عام 1939، وبمساعدة منحة من جمعية هيلمهولتز، إلى مختبر الإشعاع بجامعة كاليفورنيا ( مختبر لورانس بيركلي الوطني حاليًا ) في بيركلي، كاليفورنيا. ونتيجةً لهذه الزيارة، أقام جنتنر علاقة تعاون مع إميليو جي. سيغري ودونالد كوكسي . ^{[ 20 ]}

بعد الهدنة بين فرنسا وألمانيا في صيف عام ١٩٤٠، تلقى بوث وجنتنر أوامر بتفتيش السيكلوترون الذي بناه فريدريك جوليو-كوري في باريس. ورغم اكتمال بنائه، إلا أنه لم يكن جاهزًا للتشغيل. في سبتمبر من العام نفسه، تلقى جنتنر أوامر بتشكيل فريق لتشغيل السيكلوترون، وشارك في هذا الجهد هيرمان دانزر من جامعة فرانكفورت . وخلال وجوده في باريس، تمكن جنتنر من تحرير كل من فريدريك جوليو-كوري وبول لانجفين ، اللذين كانا قد اعتُقلا. وبحلول نهاية شتاء ١٩٤١/١٩٤٢، أصبح السيكلوترون جاهزًا للعمل بحزمة من الديوترونات بطاقة ٧ ميغا إلكترون فولت. تم تشعيع اليورانيوم والثوريوم بالشعاع، وأُرسلت النواتج الثانوية إلى أوتو هان في معهد القيصر فيلهلم للكيمياء (KWIC) في برلين. وفي منتصف عام 1942، خلف غنتنر في باريس فولفغانغ ريزلر من بون . ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]}

في عام ١٩٤١، تمكن بوث من الحصول على التمويل اللازم لإتمام بناء السيكلوترون. تم تسليم المغناطيس في مارس ١٩٤٣، وانطلقت أول حزمة من الديوتريوم في ديسمبر. أقيم حفل افتتاح السيكلوترون في ٢ يونيو ١٩٤٤. مع أن سيكلوترونات أخرى كانت قيد الإنشاء، إلا أن سيكلوترون بوث كان أول سيكلوترون عامل في ألمانيا. ^{[ ٦ ] [ ٢٠ ]}

بدأ مشروع الطاقة النووية الألماني، المعروف أيضًا باسم "نادي اليورانيوم" ( Uranverein )، في ربيع عام 1939 تحت رعاية مجلس أبحاث الرايخ (RFR) التابع لوزارة التعليم في الرايخ (REM). وبحلول الأول من سبتمبر، تولى مكتب تسليح الجيش (HWA) زمام المبادرة وأزاح مجلس أبحاث الرايخ. وتحت إشراف مكتب تسليح الجيش، عقد "نادي اليورانيوم" اجتماعه الأول في 16 سبتمبر. نظّم الاجتماع كورت ديبنر ، مستشار مكتب تسليح الجيش، وعُقد في برلين. وكان من بين المدعوين كل من: بوث، وسيغفريد فلوغه ، وهانز غايغر ، وأوتو هان ، وبول هارتيك ، وجيرهارد هوفمان ، وجوزيف ماتوخ ، وجورج شتتر . وعقد اجتماع ثان بعد ذلك بوقت قصير وضم كلاوس كلوسيوس ، وروبرت دوبل ، وفيرنر هايزنبرغ ، وكارل فريدريش فون فايتسكر . نظرًا لكون بوث أحد المديرين، فولفغانغ جينتنر ، أرنولد فلامرسفيلد ، رودولف فليشمان ، إروين فونفر، وبيتر جنسن سرعان ما تم جذبهم للعمل في Uranverein . تم نشر بحثهم في Kernphysikalische Forschungsberichte ( تقارير بحثية في الفيزياء النووية )؛ انظر أدناه قسم التقارير الداخلية .

في مختبر أورانفيرين ، عمل بوث، ومعه ما يصل إلى ستة من أعضاء فريقه بحلول عام ١٩٤٢، على التحديد التجريبي للثوابت الذرية، وتوزيع طاقة شظايا الانشطار، والمقاطع العرضية النووية . وكانت نتائجه التجريبية الخاطئة بشأن امتصاص النيوترونات في الجرافيت عاملاً حاسماً في القرار الألماني بتفضيل الماء الثقيل كمُهدئ للنيوترونات . كانت قيمته مرتفعة للغاية؛ وأحد التفسيرات المحتملة هو وجود هواء بين قطع الجرافيت، حيث يتميز النيتروجين بقدرة عالية على امتصاص النيوترونات. إلا أن الإعداد التجريبي تضمن كرة من الجرافيت الكهربائي من إنتاج شركة سيمنز مغمورة في الماء، دون وجود هواء. ويعود الخطأ في المقطع العرضي للنيوترونات السريعة إلى الشوائب الموجودة في منتج سيمنز: "حتى الجرافيت الكهربائي من إنتاج سيمنز يحتوي على الباريوم والكادميوم، وكلاهما يمتص النيوترونات بشراهة". ^{[ 23 ]} على أي حال، كان عدد الموظفين أو المجموعات قليلاً جدًا لدرجة أنهم لم يتمكنوا من تكرار التجارب للتحقق من النتائج، ^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]} مع أن مجموعة منفصلة في غوتينغن، بقيادة فيلهلم هانلي، حددت سبب خطأ بوث: "ستُظهر قياسات هانلي نفسها أن الكربون، المُجهز بشكل صحيح، سيعمل في الواقع بشكل جيد كمُهدئ، ولكن بتكلفة إنتاج بكميات صناعية اعتبرتها هيئة الذخائر [الألمانية] باهظة للغاية". ^{[ 28 ]}

بحلول أواخر عام ١٩٤١، بات من الواضح أن مشروع الطاقة النووية لن يُسهم إسهامًا حاسمًا في إنهاء المجهود الحربي على المدى القريب. وفي يوليو ١٩٤٢، نُقلت إدارة شركة HWA إلى شركة RFR لإدارة مشروع Uranverein. وحافظ مشروع الطاقة النووية بعد ذلك على أهميته الحربية، واستمر تمويله من الجيش. إلا أن مشروع الطاقة النووية الألماني قُسِّم حينها إلى المجالات الرئيسية التالية: إنتاج اليورانيوم والماء الثقيل، وفصل نظائر اليورانيوم، وجهاز Uranmaschine (أي المفاعل النووي ). كما قُسِّم المشروع فعليًا بين تسعة معاهد، حيث هيمن مديروها على البحث ووضعوا برامجهم البحثية الخاصة. وكان معهد بوث للفيزياء أحد هذه المعاهد التسعة. أما المعاهد أو المرافق الثمانية الأخرى فهي: معهد الكيمياء الفيزيائية في جامعة لودفيغ ماكسيميليان في ميونخ ، ومحطة اختبار HWA في غوتو، ومركز KWIC، وقسم الكيمياء الفيزيائية في جامعة هامبورغ ، ومعهد القيصر فيلهلم للفيزياء ، ومعهد الفيزياء التجريبي الثاني في جامعة غوتنغن ، وجمعية Auergesellschaft ، والمعهد الفيزيائي الثاني في جامعة فيينا . ^{[ 26 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]}

من عام 1946 إلى عام 1957، بالإضافة إلى منصبه في KWImF، كان بوث أستاذاً في جامعة هايدلبرغ . ^{[ 5 ] [ 6 ]}

في نهاية الحرب العالمية الثانية، استولى الحلفاء على السيكلوترون في هايدلبرغ. وفي عام 1949، أعيدت السيطرة عليه إلى بوث. ^{[ 5 ]}

خلال عامي 1956 و1957، كان بوث عضوًا في Arbeitskreis Kernphysik (مجموعة عمل الفيزياء النووية) التابعة للجنة Fachkommission II "Forschung und Nachwuchs" (اللجنة الثانية "البحث والنمو") التابعة لـ Deutschen Atomkommission (هيئة الطاقة الذرية الألمانية). الأعضاء الآخرون في مجموعة عمل الفيزياء النووية في كل من عامي 1956 و1957 هم: فيرنر هايزنبرغ (الرئيس)، هانز كوبفيرمان (نائب الرئيس)، فريتز بوب ، فولفغانغ جينتنر ، أوتو هاكسيل ، ويليبالد جينتشكي ، هاينز ماير لايبنيتز ، جوزيف ماتوتش ، فولفغانغ ريزلر ، فيلهلم فالشر ، وكارل فريدريش. فون فايتساكر . كان وولفجانج بول أيضًا عضوًا في المجموعة خلال عام 1957. ^{[ 31 ]}

في نهاية عام ١٩٥٧، كان جنتنر يجري مفاوضات مع أوتو هان ، رئيس جمعية ماكس بلانك (MPG - جمعية ماكس بلانك ، خلفًا لجمعية القيصر فيلهلم )، ومع مجلس شيوخ الجمعية لإنشاء معهد جديد تحت رعايتهم. وكان من المقرر، في جوهره، فصل معهد بوث للفيزياء التابع لمعهد ماكس بلانك للأبحاث الطبية في هايدلبرغ ليصبح معهدًا مستقلًا تابعًا لجمعية ماكس بلانك . واتُخذ قرار المضي قدمًا في هذا المشروع في مايو ١٩٥٨. وفي الأول من أكتوبر، عُيّن جنتنر مديرًا لمعهد ماكس بلانك للفيزياء النووية (MPIK )، كما شغل منصب أستاذ في جامعة هايدلبرغ. لم يعش بوث ليشهد التأسيس النهائي لمعهد ماكس بلانك لأبحاث الاقتصاد (MPIK)، إذ توفي في فبراير من ذلك العام. ^{[ 20 ] [ 32 ]}

كان بوته وطنيًا ألمانيًا لم يقدم أعذارًا لعمله مع منظمة أورانفيرين . ومع ذلك، فإن نفاد صبره من سياسات النازيين في ألمانيا جعله موضع شك وتحقيق من قبل الجستابو . ^{[ 7 ]}

نُشرت التقارير التالية في مجلة "Kernphysikalische Forschungsberichte" ( تقارير بحثية في الفيزياء النووية )، وهي منشور داخلي تابع للمعهد الألماني للفيزياء النووية (Uranverein ). صُنّفت هذه التقارير سرية للغاية، واقتصر توزيعها على نطاق ضيق جدًا، ولم يُسمح للمؤلفين بالاحتفاظ بنسخ منها. صودرت التقارير في إطار عملية "Alsos" التي نفذها الحلفاء، وأُرسلت إلى لجنة الطاقة الذرية الأمريكية لتقييمها. في عام 1971، رُفعت السرية عن التقارير وأُعيدت إلى ألمانيا. تتوفر التقارير في مركز كارلسروه للأبحاث النووية والمعهد الأمريكي للفيزياء . ^{[ 34 ] [ 35 ]}

• فالتر بوث Die Diffusionsläge für Thermische Neutronen in Kohle G12 (7 يونيو 1940)
• فالتر بوث Die Abmessungen endlicher Uranmaschinen G-13 (28 يونيو 1940)
• فالتر بوث Die Abmessungen von Maschinen mit rücksteuendem Mantel G-14 (17 يوليو 1941)
• فالتر بوث وولفجانج جينتنر Die Energie der Spaltungsneutronen aus Uran G-17 (9 مايو 1940)
• Walther Bothe Einige Eigenschaften des U und der Bremsstoffe. Zusammenfassender Bericht über die Arbeiten G-66 (28 مارس 1941)
• فالتر بوث وأرنولد فلامرسفيلد Die Wirkungsquerschnitte von 38 ^{[ 36 ]} für thermische Neutronen aus Diffusionsmessungen G-67 (20 يناير 1941)
• فالتر بوث وأرنولد فلامرسفيلد Resonanzeinfang an einer Uranoberfläche G-68 (8 مارس 1940)
• فالتر بوث وأرنولد فلامرسفيلد أرسلا رسالة من 38-Oxyd und –Wasser؛ der Vermehrungsfakto K unde der Resonanzeinfang w. مجموعة الـ69 (26 مايو 1941)
• فالتر بوث وأرنولد فلامرسفيلد يقطعان النيوترونات ويطلقانها في 38 وينتشران في 38 ميتال آند واسر G-70 (11 يوليو 1941)
• فالتر بوث وبيتر جنسن يموتان من نيوترونين الامتصاص الحراري في Elektrographit G-71 (20 يناير 1941)
• فالتر بوث وبيتر جنسن Resonanzeinfang an einer Uranoberfläche G-72 (12 مايو 1941)
• فالتر بوث وأرنولد فلامرسفيلد فيرسوش مع einer Schichtenanordnung von Wasser und Präp 38 G-74 (28 أبريل 1941)
• فالتر بوث وإروين فونفر الامتصاص الحراري للنيوترونات والنيوترونات المتصاعدة في البريليوم G-81 (10 أكتوبر 1941)
• Walther Bothe Maschinen mit Ausnutzung der Spaltung durch Schnelle Neutronen G-128 (7 ديسمبر 1941)
• فالتر بوث أوبر ستاهلينشوتزواني جي-204 (29 يونيو 1943)
• فالتر بوث Die Forschungsmittel der Kernphysik G-205 (5 مايو 1943)
• فالتر بوث وإروين فونفر Schichtenversuche mit Variation der U- und D ₂ O-Dicken G-206 (6 ديسمبر 1943)
• فريتز بوب ، فالتر بوث، إريك فيشر ، إروين فونفر، فيرنر هايزنبرغ ، أو. ريتر، وكارل فيرتز بيريشت über einen Ver such mit 1.5 to D ₂ O und U و 40  سم Kohlerückstreumantel (B7) G-300 (3 يناير 1945)

• فالتر بوث وهانس جيجر عين ويغ قاما بتجربة نظرية نظرية فون بور، كرامرز وسلاتر ، ز. فيز. المجلد 26، العدد 1، 44 (1924)
• فالتر بوث Theoretische Betrachtungen über den Photoeffekt ، Z. Phys. المجلد 26، العدد 1، 74-84 (1924)
• فالتر بوث وهانز جيجر Experimentelles zur Theorie von Bohr, Kramers und Slater , Die Naturwissenschaften Volume 13, 440–441 (1925)
• فالتر بوث وهانس جيجر أوبر داس فيسن دي كومبتون إفكتس: مجرب واحد Beitrag zur Theories der Strahlung , Z. Phys. المجلد 32، العدد 9، 639-663 (1925)
• W. Bothe and W. Gentner Herstellung neuer Isotope durch Kernphotoeffekt ، Die Naturwissenschaften المجلد 25، العدد 8، 126-126 (1937). تم الاستلام في 9 فبراير 1937. الانتساب المؤسسي: معهد الفيزياء في معهد القيصر فيلهلم للأبحاث الطبية .
• والتر بوث، طريقة الصدفة ، جائزة نوبل في الفيزياء 1954 ، Nobelprize.org (1954)

• فالتر بوث دير Physiker und sein Werkzeug (غروتر، 1944)
• فالتر بوث وسيغفريد فلوج كيرنفيزيك آند كوزميش ستراهلين. ت.1 (ديتريش، 1948)
• فالتر بوث دير ستروفهلر باي دير أوسمسونغ فون نيبلكامرباهنن إيم ماغنيتفيلد (سبرينغر، 1948)
• والتر بوث وسيغفريد فلوغه (محرران) الفيزياء النووية والأشعة الكونية مراجعة فيات للعلوم الألمانية 1939-1945، المجلدات 13 و 14 (كليم، 1948) ^{[ 37 ]}
• نظرية فالتر بوث دي دوبيلينسن-ب-سبيكترومتر (سبرينغر، 1950)
• فالتر بوث يموت Streuung von Elektronen in schrägen Folien (سبرينغر، 1952)
• فالتر بوث وسيغفريد فلوج كيرنفيزيك آند كوزميش ستراهلين. ت.2 (ديتريش، 1953)
• كارل إتش. باور ووالتر بوث فوم أتوم زوم فيلتسيستم (كرونر، 1954)