Norman Foster Ramsey Jr. (27 de agosto de 1915 - 4 de noviembre de 2011) fue un físico estadounidense que recibió el Premio Nobel de Física en 1989 por la invención del método de campos oscilatorios separados (ver interferometría de Ramsey ), que tuvo importantes aplicaciones en la construcción de relojes atómicos . Profesor de física en la Universidad de Harvard durante la mayor parte de su carrera, Ramsey también ocupó varios puestos en organismos gubernamentales e internacionales como la OTAN y la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos . Entre sus otros logros se encuentran ayudar a fundar el Laboratorio Nacional de Brookhaven y el Fermilab del Departamento de Energía de los Estados Unidos .
Norman Foster Ramsey Jr. nació en Washington, DC , el 27 de agosto de 1915, hijo de Minna Bauer Ramsey y Norman Foster Ramsey. Su madre era hija de inmigrantes alemanes y profesora de la Universidad de Kansas . [1] Su padre, que era de ascendencia escocesa, se graduó en 1905 de la Academia Militar de los Estados Unidos en West Point y fue un oficial del Departamento de Artillería que ascendió al rango de general de brigada durante la Segunda Guerra Mundial , comandando el Arsenal de Rock Island . [2] Fue criado como un mocoso del ejército , mudándose con frecuencia de un puesto a otro, y vivió en Francia durante un tiempo cuando su padre era oficial de enlace con la Direction d'Artillerie y agregado militar adjunto . [3] Esto le permitió saltarse un par de grados en el camino, de modo que se graduó de la Leavenworth High School en Leavenworth, Kansas , a la edad de 15 años . [1]
Los padres de Ramsey esperaban que fuera a West Point, pero a los 15 años era demasiado joven para ser admitido. Se le concedió una beca para la Universidad de Kansas , pero en 1930 su padre fue destinado a Governors Island , Nueva York. [1] [4] Por lo tanto, Ramsey entró en la Universidad de Columbia en 1931 y comenzó a estudiar ingeniería . Se interesó en las matemáticas y cambió a esto como su especialidad académica . Cuando recibió su licenciatura de Columbia en 1935, se había interesado en la física . [1] [5] Columbia le otorgó una beca Kellett para la Universidad de Cambridge , donde estudió física en el Laboratorio Cavendish con Lord Rutherford y Maurice Goldhaber , y conoció a físicos notables, entre ellos Edward Appleton , Max Born , Edward Bullard , James Chadwick , John Cockcroft , Paul Dirac , Arthur Eddington , Ralph Fowler , Mark Oliphant y J. J. Thomson . [1] En Cambridge, realizó el tripos para estudiar mecánica cuántica , que no había sido cubierto en Columbia, lo que le valió una segunda licenciatura otorgada por Cambridge. [6]
Un trabajo final que Ramsey escribió para Goldhaber sobre momentos magnéticos le hizo leer artículos recientes sobre el tema de Isidor Isaac Rabi , [6] y esto estimuló un interés en los haces moleculares y en hacer investigación para un doctorado con Rabi en Columbia. [1] [7] Poco después de que Ramsey llegara a Columbia, Rabi inventó la espectroscopia de resonancia de haz molecular , por la que recibió el premio Nobel de física en 1944. [8] Ramsey fue parte del equipo de Rabi que también incluía a Jerome Kellogg, Polykarp Kusch , Sidney Millman y Jerrold Zacharias . Ramsey trabajó con ellos en los primeros experimentos haciendo uso de la nueva técnica y compartió con Rabi y Zacharias el descubrimiento de que el deuterón era un cuadrupolo magnético . [9] Esto significaba que el núcleo atómico no era esférico, como se había pensado. [10] Recibió su doctorado en física de Columbia en 1940 [5] y se convirtió en miembro de la Institución Carnegie en Washington, DC, donde estudió la dispersión neutrón - protón y protón- helio . [1]
En 1940, se casó con Elinor Jameson de Brooklyn, Nueva York , y aceptó un puesto de profesor en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . Los dos esperaban pasar el resto de sus vidas allí, pero la Segunda Guerra Mundial intervino. [1] En septiembre de 1940, la Misión británica Tizard trajo una serie de nuevas tecnologías a los Estados Unidos, incluido un magnetrón de cavidad , un dispositivo de alta potencia que genera microondas utilizando la interacción de una corriente de electrones con un campo magnético , que prometía revolucionar el radar . Alfred Lee Loomis , del Comité de Investigación de Defensa Nacional, estableció el Laboratorio de Radiación en el Instituto Tecnológico de Massachusetts para desarrollar esta tecnología. [11] Ramsey fue uno de los científicos reclutados por Rabi para este trabajo. [12]
Inicialmente, Ramsey estaba en el grupo de magnetrón de Rabi. Cuando Rabi se convirtió en jefe de división, Ramsey se convirtió en el líder del grupo. [6] El papel del grupo era desarrollar el magnetrón para permitir una reducción en la longitud de onda de 150 centímetros (59 pulgadas) a 10 centímetros (3,9 pulgadas), y luego a 3 centímetros (1,2 pulgadas) o banda X. El radar de microondas prometía ser pequeño, más ligero y más eficiente que los tipos más antiguos. [13] El grupo de Ramsey comenzó con el diseño producido por el equipo de Oliphant en Gran Bretaña e intentó mejorarlo. El Laboratorio de Radiación produjo los diseños, que fueron prototipados por Raytheon , y luego probados por el laboratorio. En junio de 1941, Ramsey viajó a Gran Bretaña, donde se reunió con Oliphant, y los dos intercambiaron ideas. Trajo algunos componentes británicos, que se incorporaron al diseño final. Un avión de combate nocturno , el Northrop P-61 Black Widow , fue diseñado en torno al nuevo radar. Ramsey regresó a Washington a finales de 1942 como asesor sobre el uso de los nuevos radares de microondas de 3 cm que estaban entrando en servicio, [7] trabajando para Edward L. Bowles en la oficina del Secretario de Guerra , Henry L. Stimson . [6]
En 1943, Robert Oppenheimer y Robert Bacher se acercaron a Ramsey y le pidieron que se uniera al Proyecto Manhattan . Ramsey aceptó, pero fue necesaria la intervención del director del proyecto, el general de brigada Leslie R. Groves Jr. , para apartarlo de la oficina del Secretario de Guerra. Se llegó a un acuerdo por el cual Ramsey permaneció en la nómina del Secretario de Guerra y simplemente fue asignado al Proyecto Manhattan. [6] [14] [15] En octubre de 1943, se creó el Grupo E-7 de la División de Artillería en el Laboratorio de Los Álamos con Ramsey como líder del grupo, con la tarea de integrar el diseño y la entrega de las armas nucleares que estaba construyendo el laboratorio. [15]
Lo primero que tuvo que hacer fue determinar las características del avión que se utilizaría. Sólo había dos aviones aliados lo suficientemente grandes: el británico Avro Lancaster y el estadounidense Boeing B-29 Superfortress . [15] Las Fuerzas Aéreas del Ejército de los Estados Unidos (USAAF) querían utilizar el B-29 si era posible, aunque requiriera una modificación sustancial. [16] Ramsey supervisó el programa de lanzamiento de prueba, que comenzó en Dahlgren, Virginia , en agosto de 1943, antes de trasladarse a Muroc Dry Lake, California , en marzo de 1944. Se lanzaron maquetas de bombas Thin Man y Fat Man y se rastrearon mediante un conjunto de radar terrestre SCR-584 del tipo que Ramsey había ayudado a desarrollar en el laboratorio de Radiación. Se descubrieron numerosos problemas con las bombas y las modificaciones de los aviones, y se corrigieron. [17]
Los planes para la entrega de las armas en combate fueron asignados al Comité de Armas, que estaba presidido por Ramsey y respondía ante el capitán William S. Parsons . [18] Ramsey elaboró tablas de organización y equipamiento para el destacamento del Proyecto Alberta que acompañaría al 509th Composite Group de la USAAF a Tinian . Ramsey informó al comandante del 509th, el teniente coronel Paul W. Tibbets , sobre la naturaleza de la misión cuando este último asumió el mando del 509th. [19] Ramsey fue a Tinian con el destacamento del Proyecto Alberta como adjunto científico y técnico de Parsons. Participó en el montaje de la bomba Fat Man y transmitió el mensaje de Parsons indicando el éxito del bombardeo de Hiroshima a Groves en Washington, DC. [20]
Al final de la guerra, Ramsey regresó a Columbia como profesor e investigador científico. [1] Rabi y Ramsey retomaron lo que habían dejado antes de la guerra con sus experimentos de haz molecular. Ramsey y su primer estudiante de posgrado, William Nierenberg , midieron varios momentos dipolares magnéticos nucleares y cuadrupolares eléctricos . Con Rabi, ayudó a establecer el Laboratorio Nacional de Brookhaven en Long Island . En 1946, se convirtió en el primer jefe del Departamento de Física allí. Su tiempo allí fue breve, ya que en 1947, se unió a la facultad de física de la Universidad de Harvard , donde permanecería durante los siguientes 40 años, a excepción de breves cátedras visitantes en Middlebury College , la Universidad de Oxford , Mt. Holyoke College y la Universidad de Virginia . Durante la década de 1950, fue el primer asesor científico de la OTAN e inició una serie de becas, subvenciones y programas de escuelas de verano para capacitar a científicos europeos. [1] [6] [21]
En los años inmediatamente posteriores a la guerra, Ramsey se dedicó a medir las propiedades fundamentales de los átomos y las moléculas mediante el uso de haces moleculares. Cuando se trasladó a Harvard, su objetivo era llevar a cabo experimentos precisos de resonancia magnética con haces moleculares, basándose en las técnicas desarrolladas por Rabi. Sin embargo, la precisión de las mediciones dependía de la uniformidad del campo magnético, y Ramsey descubrió que era difícil crear campos magnéticos suficientemente uniformes. En 1949, desarrolló el método de campos oscilatorios separados como medio para lograr la precisión que deseaba. [1]
Ramsey y su estudiante de doctorado Daniel Kleppner desarrollaron el máser atómico de hidrógeno , buscando aumentar la precisión con la que se podían medir las separaciones hiperfinas del hidrógeno atómico , el deuterio y el tritio , así como investigar cuánto se afectaba la estructura hiperfina por los campos magnéticos y eléctricos externos. También participó en el desarrollo de un reloj extremadamente estable basado en un máser de hidrógeno. Desde 1967 hasta 2019, el segundo se ha definido en base a la transición hiperfina de 9.192.631.770 Hz de un átomo de cesio-133 ; el reloj atómico que se utiliza para establecer este estándar es una aplicación del trabajo de Ramsey. [22] Fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1989 "por la invención del método de campos oscilatorios separados y su uso en el máser de hidrógeno y otros relojes atómicos". [23] El premio fue compartido con Hans Georg Dehmelt y Wolfgang Paul . [23]
En colaboración con el Instituto Laue-Langevin , Ramsey también trabajó en la aplicación de métodos similares a haces de neutrones, midiendo el momento magnético del neutrón y encontrando un límite para su momento dipolar eléctrico . [1] Como presidente de la Asociación de Investigación de Universidades durante la década de 1960, participó en el diseño y la construcción del Fermilab en Batavia, Illinois . [1] [21] [24] También encabezó un comité del Consejo Nacional de Investigación de 1982 que concluyó que, contrariamente a las conclusiones del Comité Selecto de Asesinatos de la Cámara de Representantes , la evidencia acústica no indicaba la presencia de la participación de un segundo pistolero en el asesinato del presidente John F. Kennedy . [24]
Ramsey finalmente se convirtió en profesor de física Eugene Higgins en Harvard y se retiró en 1986. Sin embargo, permaneció activo en física, pasando un año como investigador en el Instituto Conjunto de Astrofísica de Laboratorio (JILA) en la Universidad de Colorado . También continuó siendo profesor visitante en la Universidad de Chicago , el Williams College y la Universidad de Michigan . Además del Premio Nobel de Física, Ramsey recibió varios premios, incluido el Premio Ernest Orlando Lawrence en 1960, el Premio Davisson-Germer en 1974, la Medalla de Honor del IEEE en 1984, el Premio Rabi en 1985, el Premio Rumford Premium en 1985, la Medalla Compton en 1986 y la Medalla Oersted y la Medalla Nacional de Ciencias en 1988. [1] En 1990, Ramsey recibió el Premio Golden Plate de la Academia Estadounidense de Logros . [25] Fue miembro electo de la Academia Estadounidense de las Artes y las Ciencias , [26] de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos , [27] y de la Sociedad Filosófica Estadounidense . [28] En 2004, firmó una carta junto con otros 47 premios Nobel respaldando a John Kerry para presidente de los Estados Unidos como alguien que "restauraría la ciencia a su lugar apropiado en el gobierno". [29]
Su primera esposa, Elinor, murió en 1983, después de lo cual se casó con Ellie Welch de Brookline, Massachusetts. Ramsey murió el 4 de noviembre de 2011. Le sobrevivieron su esposa Ellie, sus cuatro hijas de su primer matrimonio y su hijastra e hijastro de su segundo matrimonio. [7] [24]
