Robert Oppenheimer

Julius Robert Oppenheimer se narodil v New Yorku v rodině zámožného obchodníka. Jeho otec pocházel z Německa, odkud v mládí odešel do Ameriky. Robert dokončil Harvardskou universitu v jedenadvaceti letech a již za rok odjel na další studium do Evropy. Jeho první cesta vedla do Cavendish Laboratory v Cambridge k Ernestu Rutherfordovi. Zde se zabýval teorií molekul a publikoval své první vědecké práce. V tomto středisku experimentální fyziky se dlouho nezdržel a ještě téhož roku odjel na univerzitu v Göttingen (studoval nejen fyziku, ale i literaturu a filozofii). V Göttingen se dostal do okruhu lidí, kteří hráli významnou roli při budování základů kvantové teorie, což znatelně ovlivnilo jeho další vývoj. Pod vedením Davida Hilberta, Jamese Francka, Maxe Borna působil v té době v Göttingen Werner Heisenberg, Enrico Fermi, Paul Dirac, Walfgang Pauli, Georg Gamow a další fyzikové různých národností. V Göttingen se Oppenheimera ujal Max Born, pod jehož vedením pokračovalo Oppenheimerovo bádání v molekulové fyzice.

Robert Oppenheimer.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Public domain.

V květnu 1927 obhájil Oppenheimer v Göttingen disertační práci. V té době měl již na svém kontě devět vědeckých prací, publikovaných během necelých dvou let jeho evropského pobytu. Z tohoto období je i jeho slavná práce o kvantové teorii molekul, napsaná společně s Bornem, ve které je navržena dnes známá Born–Oppenheimerova aproximace. Po ukončení studií v Göttingen se Oppenheimer vrátil do Ameriky. Během roku 1928 publikoval šest prací, z nichž největší význam mělo studium průchodu částic bariérou, které bylo významným krokem k vysvětlení radioaktivního rozpadu alfa. V příštím roce získal mezinárodní stipendium, které mu umožnilo návrat do Evropy. Působil tentokrát na universitách v Leidenu a Curychu, povětšinou ve společnosti Wolfganga Pauliho. Zde se Oppenheimer seznámil s pracemi Heisenberga a Pauliho a začal se zajímat o kvantovou elektrodynamiku. Ještě téhož roku se vrátil do USA, působil střídavě na University of California v Berkeley a na California Institute of Technology v Pasadeně.

Počátkem roku 1931 publikoval Oppenheimer práci, ve které se pokoušel pro fotony vytvořit analogii Diracovy teorie elektronu. Ukázal přitom na charakteristické rysy Diracovy teorie pro částice s polocelým a celým spinem. Tato práce se později stala základem Pauliho objevu vazby mezi spinem a statistikou. Oppenheimerův zájem v té době nebyl omezen jen na fyziku elementárních částic, ale pod vlivem školy Ernesta Lawrence v Berkeley se věnoval i jaderné fyzice. O tom svědčí jeho práce o bombardování lithia protony nebo jeho spolupráce s Paulem Ehrenfestem na problému statistiky jader.

Významným okamžikem v Oppenheimerově životě byl objev pozitronu Carlem Andersonem v roce 1932. Od této chvíle se intenzívně věnoval otázkám kvantové elektrodynamiky. Spolu s Miltonem Plessetem podal roku 1933 jako první správný popis mechanismu tvorby párů elektron–pozitron vlivem paprsků γ a kvantitativně vysvětlil absorpci záření γ v těžkých prvcích. Došel k závěru, že teorie je aplikovatelná jen pro dostatečně nízké energie. Nedůvěra v platnost kvantové elektrodynamiky byla bohužel v Oppenheimerovi zakořeněna příliš silně a zamezila mu cestu k významnějším objevům v tomto odvětví kvantové teorie. V témže roce formuloval společně s Wendellem Furrym Diracovu teorii jako teorii pole. Tato práce obsahuje již většinu prvků současného přístupu k tomuto problému.

Do třicátých let spadá začátek významné kapitoly Oppenheimerova života – začátek jeho pedagogické činnosti. V roce 1934 začal přednášet kvantovou mechaniku v Berkeley a později i v Pasadeně. Na základě Pauliho článku vybudoval strhující přednášku, která přilákala do Berkeley celou řadu studentů a stipendistů. K úspěchu přednášky nemalou měrou přispěla i osobnost přednášejícího, která sama o sobě již dokázala studenty nadchnout, třebaže Oppenheimerův vztah ke studentům byl zpočátku velmi příkrý. Nebylo lehké splnit všechny, mnohdy přemrštěné požadavky třicetiletého profesora. Rostla i jeho popularita mezi studenty, k čemuž přispěl i jeho staromládenecký způsob života, který trval až do roku 1940, kdy se oženil s Katherine Puening Harrison. Jejich krátké známosti předcházel tříletý vztah s komunistkou Jean Tatlockovou. Považoval ji za snoubenku a pod vlivem politických událostí v Německu byl členem a finančním podporovatelem komunistické strany. Po náhlém vzplanutí k bioložce Katherin komunistickou stranu opustil a ukončil tak další životní etapu.

V letech 1934 – 1935 pracoval Oppenheimer v jaderné fyzice, kde studoval deuteronové reakce. Později se jeho zájem obrátil na kosmické záření. Velmi úspěšná byla jeho teorie elektron–pozitronových spršek, na které pracoval roku 1936. Tehdy se Oppenheimer domníval, že v kosmickém záření musí existovat částice nového typu. Dlouho netrvalo a v kosmickém záření byly objeveny nové částice (nazvané mezony π) a Oppenheimer byl první, kdo upozornil na možnou souvislost této částice s částicí teoreticky navrženou Hideki Yukawou (tato domněnka byla později zavržena). Mezonové teorii zůstal Oppenheimer dlouho věrný.

Robert Oppenheimer a Albert Einstein.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Public domain.

Oppenheimer v roce 1939 uvažoval o možnosti vyrobit jadernou zbraň. V roce 1941 byl přizván na jednání zvláštní komise, která posuzovala použití jaderné energie pro vojenské účely. Z vlastní iniciativy provedl vlastní pokusy se štěpením uranu a výsledky byly natolik slibné, že byl pověřen vedením výzkumného týmu a později i vedením výzkumného střediska. Shromáždil na jednom místě vědecké kapacity z různých oborů. Po řadě přípravných kroků byl v roce 1942 zahájen projekt Manhattan. Zásluhou Oppenheimera byl sem povolen i vstup vědcům, kteří uprchli před nacismem z Německa. V létě 1943 uvízl Oppenheimer v síti agentů bezpečnostního oddělení, když po schůzce s J. Tatlockovou byl obviněn ze špionáže a předávání informací. Vedení armády si uvědomilo Oppenheimerovu nepostradatelnost pro projekt Manhattan, a proto bylo veškeré obvinění proti němu staženo. Nedaleko Alamogorda se 16. července 1945 uskutečnil první výbuch atomové bomby. V kritické chvíli Oppenheimer citoval epos starých indů: „Žár všemocného, bez hranic a konce – to tisíc sluncí, naráz vyšlehnutých …“

V srpnu 1945 oznámil tisk ve Spojených státech Oppenheimerovo jméno jako jméno fyzika, který byl vedoucím projektu atomové bomby v Los Alamos. V říjnu 1945 podal v Los Alamos demisi. Následky válečného období provázely Oppenheimera po celý život. Po válce jeho udivující produktivita rychle klesala. Po odchodu z Los Alamos se vrátil ke svému starému tématu: mezonům.

Členové Institute of Advanced Study v roce 1947 (zleva doprava): Robert Oppenheimer, Paul Dirac a Abraham Pais.
Zdroj: LIFE photo archive hosted by Google [images.google.com/hosted/life].

Počátkem roku 1947 Oppenheimer přijal místo ředitele v Institute for Advanced Study v Princetonu. Za Oppenheimera se stal institut významným fyzikálním centrem. V Princetonu, stejně jako předtím v Berkeley a v Los Alamos, dokázal Oppenheimer shromáždit kolem sebe talentované lidi. Sám se věnoval hlavně řízení Institutu. Kromě svého místa v Princetonu zastával řadu vysokých funkcí: od roku 1946 byl předsedou poradního výboru Atomové komise Spojených států, roku 1948 byl zvolen presidentem Americké fyzikální společnosti a byl členem řady dalších institucí. V poradním výboru Atomové komise prosadil Oppenheimer řadu progresivních myšlenek. Navrhl volnou výměnu vědeckých informací, snažil se prosadit poskytování jaderných materiálů zahraničním vědeckým institucím pro lékařské účely a základní výzkum a konečně měl hlavní účast při formulaci návrhu na zřízení mezinárodního kontrolního střediska pro atomovou energii, který byl přednesen na zasedání OSN.

Oppenheimerovy názory však nebyly přijímány na všech stranách s porozuměním. K útoku na jeho osobu došlo na jaře 1954 v souvislosti se zpožděním, které měly Spojené státy ve vývoji vodíkové bomby za Sovětským svazem. Kladlo se mu za vinu, že se po zničení Hirošimy zasadil o zastavení výzkumu vodíkové bomby. Následovalo vleklé jednání bezpečnostního výboru (bylo vyslechnuto 40 svědků, protokol má 3000 stran), které uzavřelo Oppenheimerovi přístup k vojenským materiálům souvisejícím s jaderným výzkumem. Většina fyzikální veřejnosti, jak se již ukázalo během procesu, se postavila za Oppenheimera, což se projevilo např. tím, že byl Americkou fyzikální společností opět zvolen ředitelem Institutu for Advanced Study. Politické rehabilitace se Oppenheimer dočkal až po nástupu J. F. Kennedyho do presidentského úřadu. Ten mu prokázal nejprve poctu pozváním na společnou večeři laureátů Nobelovy ceny v Bílém Domě a později rozhodl, aby mu byla udělena Fermiho cena.

Po roce 1954 se Oppenheimer plně věnoval své funkci v Princetonu. Jeho magnetická osobnost sem přitáhla přední fyziky. Během jeho vedení zde pracoval Paul Dirac, Wolfgang Pauli, Murray Gell–Mann, a další. Princeton se stal skutečným střediskem teoretické fyziky a mnozí ho přirovnávali ke Kodani třicátých let. Roku 1966 bylo zřejmé, že Oppenheimer je vážně nemocen, přesto jeho zájem o život v Princetonu neustával. 18. února 1967 Oppenhmeimer v Princetonu zemřel.

Zdroj: commons.wikimedia.org. Public domain.

Použité zdroje

[1] JEDINÁK, D. J. R. Oppenheimer – svedomie a zodpovědnost vedca. Matematika Fyzika Informatika: časopis pro výuku na základních a středních školách, duben 1997, roč. 6, č. 8, s. 346. ISSN 1210–1761.

[2] KOLÁŘ, P. J. R. Oppenheimer (K 70. výročí narození). Pokroky matematiky fyziky & astronomie, roč. 19/1974, č. 4, s. 181–184. CS–ISSN 0032–2423.

[3] RŮŽEK, J. Jacob Robert Oppenheimer. Přemožitelé času 5.

[4] TESAŘÍK, B. Výročí otce atomové bomby. Matematika Fyzika Informatika: časopis pro výuku na základních a středních školách, duben 2004, roč. 13, č. 8, s. 509–510. ISSN 1210–1761.

[5] Dějiny matematiky a fyziky v obrazech, osmý soubor. Redigoval Jaroslav Folta. 1. vydání. Praha: Jednota československých matematiků a fyziků, 1989. ISBN 80–7015–012–2.