Hans Bethe, Alman-Amerikalı teorik fizikçidir. Nükleer fizik, astrofizik, atom fiziği ve kuantum elektrodinamiği alanlarında çalıştı. Yıldızlarda enerji üretimini açıklayan nükleer tepkimeler üzerine araştırmaları nedeniyle 1967 yılında Nobel Fizik Ödülü'nü aldı. İkinci Dünya Savaşı sırasında Manhattan Projesi'nde Los Alamos Laboratuvarı Teorik Bölümü'nün başkanlığını yaptı.

Hans Bethe, 2 Temmuz 1906 tarihinde o dönemde Almanya sınırları içinde bulunan, günümüzde Fransa'ya bağlı Strazburg'da doğdu. Tam adı Hans Albrecht Bethe'dir. Babası fizyolog Albrecht Bethe, annesi Anna Kuhn'du. Babasının akademik görevleri nedeniyle çocukluğunun bir bölümünü Kiel ve Frankfurt'ta geçirdi.

Ortaöğrenimini Frankfurt'ta tamamladı. 1924 yılında Frankfurt Üniversitesinde fizik öğrenimine başladı. 1926 yılında Münih Üniversitesi'ne geçerek teorik fizikçi Arnold Sommerfeld'in öğrencisi oldu. Kuantum mekaniğinin hızla geliştiği bu dönemde atom fiziği, katı hâl fiziği ve elektronların davranışları üzerine çalıştı. 1928 yılında Münih Üniversitesinde doktorasını tamamladı.

Akademik Kariyeri

Hans Bethe, doktorasının ardından Frankfurt, Stuttgart ve Münih'te akademik görevlerde bulundu. 1930 yılında araştırma bursuyla İngiltere'ye giderek Cambridge Üniversitesi'nde çalıştı. Daha sonra Roma'da Enrico Fermi'nin araştırma grubuna katıldı. 1932 yılında Tübingen Üniversitesinde görev aldı.

1933 yılında Nazi yönetiminin kamu görevlerine ilişkin ırkçı düzenlemeleri nedeniyle annesinin Yahudi kökenli olması gerekçe gösterilerek Tübingen Üniversitesindeki görevinden çıkarıldı. Almanya'dan ayrılarak önce İngiltere'ye gitti; Manchester ve Bristol'de akademik çalışmalar yaptı.

1935 yılında Amerika Birleşik Devletleri'ne taşındı ve Cornell Üniversitesi Fizik Bölümüne katıldı. 1937 yılında profesör oldu. Akademik kariyerinin büyük bölümünü Cornell Üniversitesinde geçirdi ve üniversitenin teorik fizik çalışmalarının gelişmesinde önemli rol oynadı.

Yıldızlarda Enerji Üretimi Üzerine Çalışmaları

1930'ların sonunda yıldızların enerjilerini hangi nükleer süreçlerle ürettiği problemi üzerinde çalışan Hans Bethe, hidrojen çekirdeklerinin helyuma dönüşmesi sırasında açığa çıkan enerjiyi açıklayan tepkimeleri inceledi.

Özellikle karbon, azot ve oksijen çekirdeklerinin katalizör görevi gördüğü karbon-azot-oksijen döngüsünü, yani CNO döngüsünü ayrıntılı biçimde hesapladı. Bu mekanizma özellikle Güneş'ten daha büyük ve daha sıcak yıldızlarda hidrojenin helyuma dönüşmesinde önemli bir enerji kaynağıdır.

1939 yılında Physical Review'da yayımlanan Energy Production in Stars adlı makalesi, yıldızların termonükleer enerji üretiminin anlaşılmasında temel çalışmalardan biri oldu. Hans Bethe, nükleer tepkimeler teorisine yaptığı katkılar ve özellikle yıldızlarda enerji üretimine ilişkin keşifleri nedeniyle 1967 yılında Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü.

Manhattan Projesi

Hans Bethe, Mart 1941 tarihinde Amerika Birleşik Devletleri vatandaşı oldu. İkinci Dünya Savaşı sırasında önce Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'ndeki Radiation Laboratory'de radar teknolojisine ilişkin askerî araştırmalarda çalıştı.

Daha sonra Robert Oppenheimer tarafından Atom Bombası geliştirmek amacıyla yürütülen Manhattan Projesi'ne davet edildi. 1943 yılında New Mexico'daki Los Alamos Laboratuvarında Teorik Bölüm'ün başına geçti.

Bethe'nin yönettiği bölüm, zincirleme nükleer tepkimelerden kritik kütle hesaplarına, patlamanın veriminden içe doğru patlama yönteminin fiziksel özelliklerine kadar Atom Bombası tasarımı için gerekli teorik hesaplamaları yürüttü. Teorik Bölüm bünyesinde Richard Feynman, Edward Teller ve dönemin başka önemli fizikçileri de çalıştı.

Bethe özellikle plütonyum bombasının içe doğru patlama yönteminin teorik hesaplamaları, hidrodinamik süreçler, nötron davranışları ve nükleer patlamanın fiziksel sonuçları üzerinde çalıştı. Bu hesaplamalar, 16 Temmuz 1945 tarihinde gerçekleştirilen Trinity nükleer denemesi ve daha sonra Nagasaki'de kullanılan plütonyum bombasının geliştirilmesinde rol oynadı.

Savaş Sonrası Bilimsel Çalışmaları

İkinci Dünya Savaşı'nın ardından Cornell Üniversitesi'ne dönen Hans Bethe, nükleer fizik ve kuantum elektrodinamiği çalışmalarını sürdürdü. Los Alamos'ta birlikte çalıştığı bazı bilim insanlarının Cornell'e gelmesine katkıda bulundu.

1947 yılında hidrojen atomundaki enerji düzeyleri arasındaki küçük fark olarak gözlenen Lamb kaymasını hesapladı. Göreli olmayan bir yaklaşımla gerçekleştirdiği bu hesap, deneysel olarak saptanan Lamb kaymasının teorik biçimde açıklanabileceğini gösterdi ve modern kuantum elektrodinamiğinin gelişmesinde önemli çalışmalardan biri oldu.

Bilimsel çalışmaları nükleer fizik, atom fiziği, katı hâl fiziği, parçacık fiziği ve astrofizik gibi geniş bir alanı kapsadı. Nükleer fiziğin gelişme döneminde hazırladığı kapsamlı inceleme yazıları fizikçiler arasında uzun yıllar temel başvuru kaynakları olarak kullanıldı.

1975 yılında Cornell Üniversitesindeki aktif öğretim görevinden emekliye ayrılarak emeritus profesör oldu ancak bilimsel çalışmalarını bırakmadı. Özellikle fizikçi Gerald E. Brown ile süpernovalar, nötron yıldızları, yoğun nükleer madde ve nötrino süreçleri üzerine araştırmalar yaptı. Bilimsel yayınları 1920'lerden 2000'li yıllara kadar uzanan olağanüstü uzun bir döneme yayıldı.

Nükleer Silahlar ve Silahların Kontrolü

Hans Bethe, Atom Bombasının geliştirilmesindeki rolünün ardından nükleer silahların denetlenmesi, nükleer denemelerin sınırlandırılması ve silahların kontrol altına alınması konularında etkinlik gösterdi.

Hidrojen Bombası geliştirilmesi fikrine başlangıçta karşı çıkmasına rağmen daha sonra Amerika Birleşik Devletleri'nin termonükleer silah programındaki bazı teorik çalışmalara katıldı. İlerleyen yıllarda ise nükleer silahlanmanın sınırlandırılması ve nükleer savaş riskinin azaltılması için kamuoyu önünde görüş bildirdi.

1956-1964 yılları arasında ABD Başkanı'nın Bilim Danışma Komitesinde görev yaptı. Başkan Dwight David Eisenhower, John F. Kennedy ve Lyndon B. Johnson dönemlerinde bilim ve savunma politikaları konusunda danışmanlık yaptı.

Atmosferde gerçekleştirilen nükleer denemelerin sınırlandırılmasını destekledi ve 1963 tarihli Kısmi Nükleer Deneme Yasağı Antlaşması'na giden diplomatik ve bilimsel çalışmalara katkıda bulundu. 1980'li yıllarda Başkan Ronald Reagan yönetiminin Stratejik Savunma Girişimi'ne karşı çıkarak bu sistemin yeni bir silahlanma yarışını teşvik edebileceğini savundu.

Ailesi ve Özel Hayatı

Hans Bethe, 13 Eylül 1939 tarihinde fizikçi Paul Peter Ewald'ın kızı Rose Ewald ile evlendi. Çiftin Henry ve Monica adlarında iki çocuğu oldu.

Bilimsel çalışmalarının dışında dağ yürüyüşleri ve pul koleksiyonculuğuyla ilgilendi. Özellikle İsviçre Alpleri ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Rocky Dağları'nda yürüyüşler yaptı.

Ölümü

Hans Bethe, 6 Mart 2005 tarihinde New York eyaletinin Ithaca kentindeki evinde 98 yaşında öldü. Ölümüne kadar Cornell Üniversitesi'nde emeritus fizik profesörü olarak bilimsel çalışmalarını sürdürdü.

Ölümünün ardından fizikçi Steven Weinberg, Bethe'nin süpernova fiziğine yaptığı katkılara atfen süpernova patlamalarının enerjisini ifade etmek için 10⁵¹ erg, yani 10⁴⁴ joule değerine eşit enerji birimine “bethe” adının verilmesini önerdi. “B” simgesiyle kullanılan birim, bazı astrofizik çalışmalarında süpernova patlama enerjilerini belirtmek için kullanılmaktadır.

Ödülleri

1947 - Henry Draper Madalyası - National Academy of Sciences
1955 - Max Planck Madalyası - Alman Fizik Derneği
1959 - Franklin Madalyası - Franklin Institute
1961 - Eddington Madalyası - Royal Astronomical Society
1961 - Enrico Fermi Ödülü - U.S. Atomic Energy Commission
1963 - Rumford Ödülü - American Academy of Arts and Sciences
1967 - Nobel Fizik Ödülü - Nükleer tepkimeler teorisine yaptığı katkılar ve özellikle yıldızlardaki enerji üretimine ilişkin keşifleri nedeniyle
1975 - National Medal of Science - Nükleer fizik ve yıldızlarda enerji üretimi alanındaki çalışmaları nedeniyle
1981 - Leo Szilard Lectureship Award - American Physical Society
1989 - Lomonosov Altın Madalyası - Fizik alanındaki çalışmaları nedeniyle
1993 - Oersted Madalyası - American Association of Physics Teachers
2001 - Bruce Madalyası - Astronomical Society of the Pacific

Seçme Eserleri ve Bilimsel Çalışmaları

1933 - Quantenmechanik der Ein- und Zwei-Elektronenprobleme - Bir ve iki elektronlu sistemlerin kuantum mekaniği üzerine çalışma
1933 - Elektronentheorie der Metalle - Arnold Sommerfeld ile; metallerin elektron teorisi üzerine çalışma
1939 - Energy Production in Stars - Yıldızlardaki nükleer enerji üretimi üzerine makale
1956 - Nuclear Many-Body Problem - Nükleer çok-cisim problemi üzerine makale
1991 - The Road from Los Alamos - Bilim, nükleer silahlar ve silahların kontrolü üzerine yazılar
1997 - Selected Works of Hans A. Bethe - Seçilmiş bilimsel çalışmalar