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Charles Hard Townes 28 Juli 1915 in Greenville South Carolina 27 Januar 2015 in Oakland Kalifornien war ein US amerikani

Charles Hard Townes

Charles Hard Townes (* 28. Juli 1915 in Greenville, South Carolina; † 27. Januar 2015 in Oakland, Kalifornien) war ein US-amerikanischer Physiker und Nobelpreisträger.

Charles H. Townes, 2007 (rechts) mit Roderic Pettigrew

Leben Bearbeiten

Charles Hard Townes wurde am 28. Juli 1915 als Sohn des Anwalts Henry Keith Townes und seiner Frau Ellen (Hard) Townes in Greenville (South Carolina) geboren. Er wurde an öffentlichen Schulen in Greenville ausgebildet und begann ein Studium an der Furman University in Greenville, das er 1935 mit dem Bachelor of Science in Physik und dem Bachelor of Arts in modernen Sprachen „summa cum laude“ abschloss. Nach dem Master-Abschluss in Physik an der Duke University 1936 promovierte er 1939 am California Institute of Technology über Isotopentrennung und Kernspin. 1939 bis 1947 war er bei den Bell Laboratories, wo er im Zweiten Weltkrieg am Einsatz von Radar bei Bombern arbeitete, wozu er Radarsysteme mit immer kürzeren Wellenlängen entwickelte. 1948 wurde er Associate Professor und 1950 Professor für Physik an der Columbia University. 1950 bis 1952 war er Executive Director des Columbia Radiation Laboratory und 1952 bis 1955 Vorsitzender der Physik-Fakultät. Von 1959 bis 1961 war er Vizepräsident und Direktor für Forschung am Institute for Defense Analyses in Washington, D.C., einer Non-Profit-Organisation, die von elf Universitäten betrieben wurde und die US-Regierung beriet. Er wurde 1961 zum Provost und Professor für Physik am Massachusetts Institute of Technology ernannt, legte aber die Position als Provost 1966 nieder, um sich wieder verstärkt der Forschung widmen zu können. 1967 wurde er Professor an der University of California, insbesondere an der University of California, Berkeley, und Präsident der American Physical Society. Seit 1986 war er Professor Emeritus.

Townes war zeitweise Vizepräsident des Science Advisory Committee des US-Präsidenten und in verschiedenen weiteren Regierungskomitees (unter anderem dem wissenschaftlichen Beratergremium für die Mondlandung und für MX-Raketen). Er war auch im Aufsichtsrat von General Motors und von Perkin Elmer.

Townes heiratete 1941 Frances H. Brown und hat vier Töchter, Linda Rosenwein, Ellen Anderson, Carla Kessler und Holly Townes. Er ist der Schwager von Arthur L. Schawlow, der 1951 seine jüngste Schwester Aurelia geheiratet hatte. Er starb am 27. Januar 2015 in einem Krankenhaus im kalifornischen Oakland im Alter von 99 Jahren.

Werk Bearbeiten

In seiner Zeit an den Bell Laboratories während des Zweiten Weltkriegs entwarf Townes Radar-Bombensysteme und erhielt eine Reihe von Patenten zur zugehörigen Technologie. Nach dem Krieg konzentrierte er sich auf die Anwendung der Mikrowellentechnologie aus der Radarforschung in der Spektroskopie.

An der Columbia University setzte er seine Forschungen zur Mikrowellenphysik fort und forschte an der Wechselwirkung von Mikrowellen mit Molekülen und der Verwendung von Mikrowellenspektren zu Analyse der Struktur von Molekülen, Atomen und Atomkernen. 1952 entwickelte er die Idee für einen Maser, die 1954 in eine funktionierende Apparatur zur Verstärkung und Erzeugung elektromagnetischer Wellen durch stimulierte Emission mündete – die Arbeitsgruppe prägte dafür den Begriff MASER, ein Akronym für microwave amplification by stimulated emission of radiation. Er konnte 1958 mit seinem Schwager Arthur L. Schawlow theoretisch zeigen, dass das Funktionsprinzip des Masers auch auf optische und infrarote Wellenlängen anwendbar ist. Unmittelbar vor Einführung des ersten Lasers durch Theodore Maiman organisierte Townes im Hotel Shawanga Lodge in den Catskills im September 1959 eine internationale Konferenz, die als erste Konferenz über Quantenelektronik betrachtet wird (also dem künftigen Gebiet des Lasers). Die Vorträge der 160 Teilnehmer drehten sich meist um Maser, nur zwei diskutierten die Möglichkeit der Übertragung in den optischen Bereich (Schawlow, Ali Javan), in den Diskussionen wurde aber viel darüber gesprochen.

Weitere Forschungen Townes lagen in den Bereichen nichtlinearer Optik, Radio- und Infrarotastronomie. Ihm und seinen Kollegen gelang es als ersten, komplexe Moleküle in der interstellaren Materie nachzuweisen und (in den 1980er Jahren mit dem als Post-Doc dort bei Townes arbeitenden Reinhard Genzel) die Masse des Schwarzen Lochs im Zentrum unserer Milchstraße zu messen (sie kamen damals auf 4 Millionen Sonnenmassen), indem sie im Infraroten die Bewegung interstellarer Gaswolken nahe dem galaktischen Zentrum verfolgten.

Townes wurde 1964 zusammen mit Nikolai Gennadijewitsch Bassow und Alexander Michailowitsch Prochorow „für grundlegende Arbeiten auf dem Gebiet der Quantenelektronik, die zur Konstruktion von Oszillatoren und Verstärkern auf der Basis des Maser-Laser-Prinzips führten“, mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet.

Auszeichnungen Bearbeiten

Ihm zu Ehren ist der Charles Hard Townes Award der Optical Society of America benannt.

Schriften Bearbeiten

  • Making Waves. AIP Press, 1995.
  • How the Laser Happened: Adventures of a Scientist. Oxford University Press, 2000.
  • mit A. L. Schawlow: Microwave Spectroscopy. McGraw-Hill, 1955.
  • mit A. L. Schawlow: Infrared and Optical Masers. In: Physical Review. Band 112, 1958, S. 1940
  • A life in physics, Oral History Interview von Suzanne Riess, University of California 1994 (Vorwort Arthur Schawlow)

Literatur Bearbeiten

  • Mario Bertolotti: History of the Laser. Taylor and Francis, 2004.
  • Robert Boyd: Charles H. Townes (1915–2015). Nachruf in: Science. Band 519, Nr. 7543, 2015, S. 292, doi:10.1038/519292a
  • Joan Lisa Bromberg: The Laser in America, 1950–1970. MIT Press, 1991.
  • Raymond Y. Chiao: Amazing Light: A Volume Dedicated to Charles Hard Townes on his 80th Birthday. Springer, 1996.
  • Jeff Hecht: Beam: The Race to Make the Laser. Oxford University Press, 2005.
  • Jeff Hecht: Laser Pioneers. Academic Press, 1991.
  • Nick Taylor: Laser: The Inventor, the Nobel Laureate, and the Thirty-Year Patent War. Citadel, 2003.
  • Frances Townes: Misadventures of a Scientist's Wife. Regent Press, 2007.

Weblinks Bearbeiten

Commons: Charles Townes – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Nobelpreisträger: Laser-Erfinder Charles Townes mit 99 gestorben. Nachruf auf Spiegel Online vom 30. Januar 2015 (abgerufen am 30. Januar 2015).
  2. John Conway, The Catskills Conference that changed the world, New York History Blog, 17. September 2014
  3. Member History: Charles H. Townes. American Philosophical Society, abgerufen am 13. November 2018.
  4. Eintrag auf der Internetseite der Academia Europaea
Personendaten
NAME Townes, Charles Hard
ALTERNATIVNAMEN Townes, Charles H.
KURZBESCHREIBUNG US-amerikanischer Physiker und Nobelpreisträger
GEBURTSDATUM 28. Juli 1915
GEBURTSORT Greenville, South Carolina, USA
STERBEDATUM 27. Januar 2015
STERBEORT Oakland, Kalifornien, USA
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Veröffentlichungsdatum:
Charles Hard Townes 28 Juli 1915 in Greenville South Carolina 27 Januar 2015 in Oakland Kalifornien war ein US amerikanischer Physiker und Nobelpreistrager Charles H Townes 2007 rechts mit Roderic Pettigrew Inhaltsverzeichnis 1 Leben 2 Werk 3 Auszeichnungen 4 Schriften 5 Literatur 6 Weblinks 7 EinzelnachweiseLeben BearbeitenCharles Hard Townes wurde am 28 Juli 1915 als Sohn des Anwalts Henry Keith Townes und seiner Frau Ellen Hard Townes in Greenville South Carolina geboren Er wurde an offentlichen Schulen in Greenville ausgebildet und begann ein Studium an der Furman University in Greenville das er 1935 mit dem Bachelor of Science in Physik und dem Bachelor of Arts in modernen Sprachen summa cum laude abschloss Nach dem Master Abschluss in Physik an der Duke University 1936 promovierte er 1939 am California Institute of Technology uber Isotopentrennung und Kernspin 1939 bis 1947 war er bei den Bell Laboratories wo er im Zweiten Weltkrieg am Einsatz von Radar bei Bombern arbeitete wozu er Radarsysteme mit immer kurzeren Wellenlangen entwickelte 1948 wurde er Associate Professor und 1950 Professor fur Physik an der Columbia University 1950 bis 1952 war er Executive Director des Columbia Radiation Laboratory und 1952 bis 1955 Vorsitzender der Physik Fakultat Von 1959 bis 1961 war er Vizeprasident und Direktor fur Forschung am Institute for Defense Analyses in Washington D C einer Non Profit Organisation die von elf Universitaten betrieben wurde und die US Regierung beriet Er wurde 1961 zum Provost und Professor fur Physik am Massachusetts Institute of Technology ernannt legte aber die Position als Provost 1966 nieder um sich wieder verstarkt der Forschung widmen zu konnen 1967 wurde er Professor an der University of California insbesondere an der University of California Berkeley und Prasident der American Physical Society Seit 1986 war er Professor Emeritus Townes war zeitweise Vizeprasident des Science Advisory Committee des US Prasidenten und in verschiedenen weiteren Regierungskomitees unter anderem dem wissenschaftlichen Beratergremium fur die Mondlandung und fur MX Raketen Er war auch im Aufsichtsrat von General Motors und von Perkin Elmer Townes heiratete 1941 Frances H Brown und hat vier Tochter Linda Rosenwein Ellen Anderson Carla Kessler und Holly Townes Er ist der Schwager von Arthur L Schawlow der 1951 seine jungste Schwester Aurelia geheiratet hatte Er starb am 27 Januar 2015 in einem Krankenhaus im kalifornischen Oakland im Alter von 99 Jahren 1 Werk BearbeitenIn seiner Zeit an den Bell Laboratories wahrend des Zweiten Weltkriegs entwarf Townes Radar Bombensysteme und erhielt eine Reihe von Patenten zur zugehorigen Technologie Nach dem Krieg konzentrierte er sich auf die Anwendung der Mikrowellentechnologie aus der Radarforschung in der Spektroskopie An der Columbia University setzte er seine Forschungen zur Mikrowellenphysik fort und forschte an der Wechselwirkung von Mikrowellen mit Molekulen und der Verwendung von Mikrowellenspektren zu Analyse der Struktur von Molekulen Atomen und Atomkernen 1952 entwickelte er die Idee fur einen Maser die 1954 in eine funktionierende Apparatur zur Verstarkung und Erzeugung elektromagnetischer Wellen durch stimulierte Emission mundete die Arbeitsgruppe pragte dafur den Begriff MASER ein Akronym fur microwave amplification by stimulated emission of radiation Er konnte 1958 mit seinem Schwager Arthur L Schawlow theoretisch zeigen dass das Funktionsprinzip des Masers auch auf optische und infrarote Wellenlangen anwendbar ist Unmittelbar vor Einfuhrung des ersten Lasers durch Theodore Maiman organisierte Townes im Hotel Shawanga Lodge in den Catskills im September 1959 eine internationale Konferenz die als erste Konferenz uber Quantenelektronik betrachtet wird also dem kunftigen Gebiet des Lasers Die Vortrage der 160 Teilnehmer drehten sich meist um Maser nur zwei diskutierten die Moglichkeit der Ubertragung in den optischen Bereich Schawlow Ali Javan in den Diskussionen wurde aber viel daruber gesprochen 2 Weitere Forschungen Townes lagen in den Bereichen nichtlinearer Optik Radio und Infrarotastronomie Ihm und seinen Kollegen gelang es als ersten komplexe Molekule in der interstellaren Materie nachzuweisen und in den 1980er Jahren mit dem als Post Doc dort bei Townes arbeitenden Reinhard Genzel die Masse des Schwarzen Lochs im Zentrum unserer Milchstrasse zu messen sie kamen damals auf 4 Millionen Sonnenmassen indem sie im Infraroten die Bewegung interstellarer Gaswolken nahe dem galaktischen Zentrum verfolgten Townes wurde 1964 zusammen mit Nikolai Gennadijewitsch Bassow und Alexander Michailowitsch Prochorow fur grundlegende Arbeiten auf dem Gebiet der Quantenelektronik die zur Konstruktion von Oszillatoren und Verstarkern auf der Basis des Maser Laser Prinzips fuhrten mit dem Nobelpreis fur Physik ausgezeichnet Auszeichnungen Bearbeiten1955 56 war er Guggenheim Fellow und Fulbright Lecturer in Paris und Tokio 1956 Mitglied der National Academy of Sciences 1957 Mitglied der American Academy of Arts and Sciences 1958 Comstock Preis fur Physik 1960 Mitglied der American Philosophical Society 3 1961 John J Carty Award 1961 Rumford Preis 1963 Young Medaille 1964 Nobelpreis fur Physik 1970 Wilhelm Exner Medaille 1972 Remsen Award 1982 National Medal of Science 1985 Petrie Prize Lecture 1996 Frederic Ives Medal 1998 Henry Norris Russell Lectureship 1999 Mitglied der Academia Europaea 4 2000 Science Writing Award des American Institute of Physics fur sein Buch How the Laser Happened 2000 Lomonossow Goldmedaille der Russischen Akademie der Wissenschaften 2002 Karl Schwarzschild Medaille Astronomische Gesellschaft 2005 Templeton PreisIhm zu Ehren ist der Charles Hard Townes Award der Optical Society of America benannt Schriften BearbeitenMaking Waves AIP Press 1995 How the Laser Happened Adventures of a Scientist Oxford University Press 2000 mit A L Schawlow Microwave Spectroscopy McGraw Hill 1955 mit A L Schawlow 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