Hans Geiger

Hans Geiger (1882-1945) inventou o contador Geiger.Hans Geiger foi um físico nuclear alemão mais conhecido por sua invenção do contador Geiger, um dispositivo usado para contar partículas atômicas, e por seu trabalho pioneiro em física nuclear com Ernest Rutherford.Johannes Wilhelm Geiger nasceu em Neustadt ander-Haardt( agora Neustadt ander-Weinstrasse), Renânia-Palatinado, em 30 de setembro de 1882. Seu pai, Wilhelm Ludwig Geiger, foi professor de Filologia na Universidade de Erlangen de 1891 a 1920. O mais velho de cinco filhos, dois meninos e três meninas, Geiger foi educado inicialmente no Erlangen Gymnasium, do qual se formou em 1901. Depois de completar seu serviço militar obrigatório, ele estudou física na Universidade de Munique, e na Universidade de Erlangen, onde seu tutor era o Professor Eilhard Wiedemann. Ele recebeu um doutorado da última instituição em 1906 por sua tese sobre Descargas Elétricas através de gases.No mesmo ano, Geiger mudou-se para a Universidade de Manchester na Inglaterra para se juntar ao seu estimado departamento de física. No início, ele era um assistente de sua cabeça, Arthur Schuster, um especialista em ionização de gás. Quando Schuster partiu em 1907, Geiger continuou sua pesquisa com o sucessor de Schuster, Ernest Rutherford, e o jovem físico Ernest Marsden. Rutherford teve uma profunda influência sobre o jovem Geiger, despertando seu interesse pela física nuclear. Sua relação, que começou como parceiros em alguns dos experimentos mais importantes da Geiger, foi ao longo da vida e está documentada em uma série de cartas entre eles.

além de supervisionar a investigação os alunos trabalhando no laboratório, Geiger começou uma série de experimentos com Rutherford em emissões radioactivas, com base em Rutherford com a detecção da emissão de partículas alfa de substâncias radioativas. Juntos, eles começaram a pesquisar essas partículas alfa, descobrindo, entre outras coisas, que duas partículas alfa pareciam ser liberadas quando o urânio se desintegrou. Uma vez que as partículas alfa podem penetrar através de paredes finas de sólidos, Rutherford e Geiger presumiram que poderiam mover-se diretamente através dos átomos. Geiger projetou theapparatus que eles usaram para atirar correntes de partículas alfa através de folha de ouro e em uma tela onde eles foram observados como cintilações, ou pequenos flashes de luz.A contagem manual dos milhares de cintilações produzidas por minuto foi uma tarefa trabalhosa. O Geiger era um viciado em trabalho, que passava horas a gravar os flashes de luz. David Wilson observou em Rutherford: Simple Genius that in a 1908 letter to his friend Henry A. Bumstead, Rutherford remarked, ” Geiger is a goodman and work like a slave … is a demon at the work and could count at intervalos for a whole night without disturbing his equanimity. Condenei vigorosamente depois de dois minutos e retirei-me do conflito.”Geiger foi desafiado pelo acaso de sua metodologia para inventar uma técnica mais precisa. Sua solução foi uma versão primitiva do” contador Geiger”, a máquina com a qual seu nome é mais frequentemente associado. Este protótipo era essencialmente um dispositivo elétrico altamente sensível projetado para contar as emissões de partículas alfa.

o simples mas engenhoso dispositivo de medição de Geiger permitiu que ele e Rutherford percebessem que as partículas alfa são, de fato, partículas nucleares duplamente carregadas, idênticas ao núcleo dos átomos de hélio viajando a alta velocidade. O par também estabeleceu a unidade básica de carga elétrica quando ela está envolvida na atividade elétrica, que é equivalente à transportada por um único átomo de hidrogênio. Estes resultados foram publicados em dois artigos conjuntos em 1908 intitulado “An Electrical Method of Counting the Number of Alpha Particles” e ” The Charge and Nature of the Alpha Particle.”

ao bombardear o ouro com as partículas alfa Geiger e Rutherford observou que a maioria das partículas passou diretamente. No entanto, eles inesperadamente descobriram que algumas das partículas foram desviadas ou espalhadas em contato com os átomos no ouro, indicando que eles tinham entrado em contato com um campo elétrico muito poderoso. A descrição de Rutherford do evento, como registrado por Wilson, revelou a sua importância: “foi como se você tivesse disparado uma concha de 15 polegadas em um pedaço de papel tissue e ele tinha saltado para trás e bateu em você. Estas observações foram publicadas conjuntamente por Geiger e Marsden em um artigo intitulado “On A Diffuse Reflection of the Alpha-Particles” para os trabalhos da Royal Society em junho de 1909.Trinta anos depois, Geiger se lembrou: “no início, não conseguíamos entender isso”, observou Wilson. Geiger continuou a estudar o efeito de dispersão, publicando mais dois artigos sobre ele naquele ano. O primeiro, com Rutherford, foi intitulado “The Probability Variations in the Distribution of Alpha-Particles”. O segundo, referindo-se ao seu trabalho com Marsden, lidou com “a dispersão de partículas alfa por matéria. O trabalho de Geiger com Rutherford e Marsden finalmente inspirou Rutherford em 1910 para concluir que os átomos continham um núcleo positivamente carregado ou núcleo que repelia as partículas alfa. Wilson observou a lembrança de Geiger que ” um dia Rutherford, obviamente no melhor dos espíritos, veio a mim e me disse que ele agora sabia como o átomo era e como explicar as grandes deflexões das partículas alfa. No mesmo dia, Comecei uma experiência para testar a relação esperada por Rutherford entre o número de partículas dispersas e o ângulo de dispersão.”

os resultados de Geiger foram precisos o suficiente para persuadir Rutherford a ir a público com sua descoberta em 1910. No entanto, Geiger e Marsden continuaram suas experiências para testar a teoria por mais um ano, completando-a em junho de 1912. Seus resultados foram publicados em alemão em Viena em 1912 e em inglês na revista filosófica em abril de 1913. Wilson observou que o Dr. T. J. Trenn, um estudioso de física moderna, caracterizou o trabalho de Geiger e Marsden deste período: “não foi a evidência de dispersão de Geiger-Marsden, como tal, que forneceu suporte maciço para o modelo atômico de Rutherford. Foi, pelo contrário, a constelação de evidências disponível gradualmente a partir da primavera de 1913 e isso, por sua vez, juntamente com uma convicção crescente, tendeu a aumentar o significado ou valor extrínseco atribuído aos resultados Geiger-Marsden além do que eles intrinsecamente possuíam em julho de 1912.”

In 1912 Geiger gave his name to the Geiger-Nuttal law, which states that radioactive atoms with short half-lives emit alpha particles at high speed. Mais tarde, ele a revisou, e em 1928, uma nova teoria de George Gamow e outros físicos a tornaram redundante. Também em 1912 Geiger retornou à Alemanha para assumir o cargo de diretor do novo Laboratório de radioatividade no Physikalisch-Technische Reichsanstalt em Berlim, onde inventou um instrumento para medir não só partículas alfa, mas também raios beta e outros tipos de radiação.A pesquisa de Geiger foi ampliada no ano seguinte com a chegada ao laboratório de James Chadwick e Walter Bothe, dois distintos físicos nucleares. Com este último, Geiger formou o que seria uma longa e frutífera associação profissional, investigando vários aspectos das partículas radioativas em conjunto. No entanto, o seu trabalho foi interrompido pela eclosão da Primeira Guerra Mundial. Alistado com as tropas alemãs, Geiger lutou como um oficial de artilharia frente a muitos de seus antigos colegas de Manchester, incluindo Marsden e H. G. J. Moseley de 1914 a 1918. Os anos que passaram em trincheiras nas linhas da frente deixaram Geiger com reumatismo doloroso. Com o fim da guerra, Geiger retomou seu posto no Reichsanstalt, onde continuou seu trabalho com Bothe. Em 1920, Geiger casou-se com Elisabeth Heffter, com quem teve três filhos.Geiger mudou-se do Reichsanstalt em 1925 para se tornar professor de física na Universidade de Kiel. Suas responsabilidades incluíam ensinar estudantes e orientar uma equipe de pesquisa considerável. He also found time to develop, with Walther Mueller, the instrument with which his name is most often associated: the Geiger-Mueller counter, commonly referred to as the Geiger counter. Eletricamente detectando e contando partículas alfa, o contador pode localizar uma partícula em excesso de velocidade dentro de cerca de um centímetro no espaço e até dentro de cem milionésimo segundo no tempo. É constituído por um pequeno recipiente metálico com um fio isolado electricamente no coração ao qual é aplicado um potencial de cerca de 1000 volts. Em 1925, Geiger usou seu contador para confirmar o efeito de Compton, ou seja, a dispersão de raios-X, que estabeleceu a existência de quantum de luz, ou pacotes de energia.

Geiger deixou Kiel para a Universidade de Tubingen em outubro de 1929 para servir como professor de física e Diretor de pesquisa em seu instituto de física. Instalado no Instituto, Geiger trabalhou incansavelmente para aumentar a velocidade e a sensibilidade do contador Geiger. Como resultado de seus esforços, ele foi capaz de descobrir explosões simultâneas de radiação chamada Chuva de raios cósmicos, e concentrou-se em seu estudo para o resto de sua carreira.Geiger retornou a Berlim em 1936, depois de receber a cadeira de física na Technische Hochschule. Sua atualização do contador e seu trabalho em raios cósmicos continuaram. He was also busy leading a team of nuclear physicists Research artificial radioactivity and the byproducts of nuclear fission (the splitting of the atom’s nucleus). Também em 1936 Geiger assumiu o cargo de editor do jornal Zeitschrift fur Physik, um cargo que manteve até sua morte. Foi nessa época que Geiger também fez uma rara excursão à política, impulsionada pela ascensão ao poder na Alemanha do Partido Nacional-Socialista de Adolf Hitler. Os Nazis procuraram aproveitar a física para os seus fins e envolver os cientistas do país em trabalhos que beneficiariam o Terceiro Reich. Geiger e muitos outros físicos proeminentes ficaram chocados com o espectro da interferência política em seu trabalho pelos nazistas. Juntamente com Werner Karl Heisenberg e Max Wien, Geiger compôs um trabalho de posição que representa os pontos de vista da maioria dos físicos, seja teórico, experimental ou técnico. Como esses homens eram politicamente conservadores, sua decisão de se opor aos nacional-socialistas foi levada a sério, e setenta e cinco dos físicos mais notáveis da Alemanha colocaram seus nomes para o memorando Heisenberg-Wien-Geiger. Foi apresentado ao Ministério da Educação do Reich no final de 1936.

o documento lamentou o estado da física na Alemanha, alegando que havia muito poucos físicos em ascensão e que os estudantes estavam se afastando do assunto por causa de ataques à física teórica nos jornais pelos Nacional-Socialistas. A física teórica e experimental andou de mãos dadas, continuou, e os ataques em ambos os ramos devem cessar. O memorando parecia pôr fim aos ataques à Física Teórica, pelo menos a curto prazo. Também ilustrou como Geiger e seus associados levaram a sério a ameaça dos nazistas ao seu trabalho.Geiger continuou trabalhando na Technische Hochschule durante a guerra, embora na última parte estivesse cada vez mais ausente, confinado ao reumatismo. Em 1938 Geiger recebeu a Medalha Hughes da Royal Academy of Science e a Medalha Dudell da London Physics Society. Ele tinha apenas começado a mostrar sinais de melhoria em sua saúde quando sua casa perto de Babelsberg foi ocupada em junho de 1945. Sofrendo muito, Geiger foi forçado a fugir e procurar refúgio em Potsdam, onde morreu em 24 de setembro de 1945.Beyerchen, Alan D., Scientists under Hitler: Politics and the Physics Community in The Third Reich, Yale University Press, 1979.

Dictionary of Scientific Biography, Volume 5, Scribner, 1972, pp. 330-333.

Williams, Trevor I., A Biographical Dictionary of Scientists, John Wiley & Sons, 1982, p. 211.

Wilson, David, Rutherford: Simple Genius, MIT Press, 1983.

“Geiger and Proportional Counters,” in Nucleonics, December, 1947, pp. 69-75.

“Hughes Medal Awarded to Professor Hans Geiger,” in Nature, Volume 124, 1929, P. 893.

Krebs, A. T., ” Hans Geiger: Fiftieth Anniversary of the Publication of His Doctoral Thesis, 23 July 1906, ” in Science, Volume 124, 1956, p. 166.

“Memories of Rutherford in Manchester,” in Nature, Volume 141, 1938, p. 244. □

Deixe uma resposta

O seu endereço de email não será publicado.