Referat wygloszony na Posiedzeniu Naukowym Polskiej Akademii Umiejetnosci w dniu 17 listopada 2000 r.




HENRYK NIEWODNICZANSKI   I   ERNEST RUTHERFORD





ADAM   STRZALKOWSKI



W polowie lat trzydziestych Henryk Niewodniczanski ma juz za soba odkrycie swego zycia, dipolowych magnetycznych przejsc wzbronionych w widmach atomowych, jest juz po stazu zagranicznym w Tybindze, po habilitacji, po malzenstwie, urodzil sie juz Tomek. Postanawia rozszerzyc swe zainteresowania naukowe, koncentrujace sie dotychczas na zagadnieniach spektroskopii atomowej, przez kolejny pobyt zagranica. Wybiera Cambridge Rutherforda.

To naprawde zdumiewajace jak wielki to byl, nawet nie tylko na owczesne czasy, ale i w skali obecnej, osrodek naukowy [1]. Na fotografii (Fot. 1) z roku 1935 przedstawiajacej wspolpracownikow naukowych Cavendish Laboratory, zebranych wokol J.J. Thomsona i Rutherforda, jest ich 38. A nie sa to jeszcze wszyscy. Sam znalem trzech Rutherfordczykow, ktorych nie ma z jakichs powodow na tym zdjeciu, a wiem, ze byli wtedy w Cavendish. A przeciez bylo jeszcze Mond Laboratory ! Na zdjeciu tym obok Thomsona i Rutherforda jest jeszcze trzech innych laureatow Nobla.




Fot. 1.   Pracownicy naukowi Cavendish Laboratory zgromadzeni wokol Rutherforda i J.J. Thomsona, czerwiec 1935.


Niewodniczanski stoi na tym zdjeciu w trzecim rzedzie od dolu, pierwszy z lewej strony. Przybyl do Cambridge jako stypendysta Fundacji Rockefellera poprzedniego 1934 roku, we wrzesniu, z zona i liczacym dokladnie jeden rok synem, Tomkiem.

Rutherford zasugerowal Niewodniczanskiemu prace w Mond Laboratory. Bylo to nowe laboratorium zbudowane tuz kolo Cavendish Laboratory dzieki srodkom oddanym do dyspozycji Royal Society przez bogatego brytyjskiego przedsiebiorce, chemika L. Monda. Bylo to krolestwo Piotra Kapicy. Kapica od roku 1921, kiedy to przyjechal do Anglii w celu dokonania zakupu dla Zwiazku Sowieckiego aparatury naukowej, byl bliskim wspol- pracownikiem Rutherforda. W roku 1933 otrzymal profesure Royal Society z zadaniem zbudowania dla swych prac laboratorium ze srodkow pochodzacych od Monda. Niestety, gdy w sierpniu 1934 roku wyjechal do Rosji na konferencje ku czci Mendelejewa, zostal tam przez wladze sowieckie zatrzymany. Niewodniczanski nie zastal juz zatem w Cambridge Kapicy, z ktorym w latach pozniejszych byl blisko zaprzyjazniony. Rutherford po wyjezdzie Kapicy zostal dyrektorem Mond Laboratory i zlecil opieke nad tym laboratorium J.D. Cockcroftowi, ktory budowal je razem z Kapica. Cockcroft zasugerowal, aby dwu Henrykow: Niewodniczanski i mlody Amerykanin Henry A. Boorse wspolnie zajeli sie pomiarami opornosci metali w bardzo niskich temperaturach.

Na fotografii (Fot. 2), ktora uprzejmie udostepnil mi ze swych zbiorow Profesor David Shoenberg, Niewodniczanski siedzi z Boorse'm i C.J. Milnerem. To jest cale Mond Lab., bo jest jeszcze David Shoenberg, ale on wlasnie robi zdjecie.




Fot. 2.   H. Niewodniczanski, H.A. Boorse i C.J. Milner przed Mond Laboratory.   Fot. D. Shoenberg.


Fotografowal tez Niewodniczanski (Fot. 3), ale te zdjecia splonely w czasie wojny w Wilnie.




Fot. 3.   H. Niewodniczanski.   fot. D. Shoenberg.


Na trzeciej fotografii [od Shoenberga] (Fot. 4), Pani Irena, the charming wife of Niewodniczanski jak napisal Shoenberg, siedzi z malutkim Tomaszem w lodce w czasie przejazdzki z Shoenbergiem po rzece Cam.




Fot. 4.   Irena Niewodniczanska z synem Tomkiem podczas przejazdzki na rzece Cam.
Fot. D. Shoenberg.



Udalo mi sie nawiazac kontakt z wszystkimi niemal zyjacymi kolegami Profesora Niewodniczanskiego z Cambridge w tym czasie: z Profesorami Davidem Shoenbergiem w Cambridge, Billem Burchamem w Birmingham, Maurycym Goldhaberem w Brookhaven, NY, [2] i Henrym Boorse'm w Houston, TX. Shoenberg przypomina sobie, ze Niewodniczanski mial opinie a talkative gentelman i pamieta, ze plotkowanie Niewodniczanskiego, irytowalo Boorse'a, gdy tymczasem ciekly hel uzywany w ich pomiarach wyparowywal. A byl ciekly hel nowoscia w tych czasach, zbyt cenna, aby go tracic!

Rutherford nie zagladal czesto do Mond Laboratory, jednak Boorse przypomina sobie jedna taka okazje. Gdy pewnego ranka wielki Lord Rutherford wpadl do Mond Lab, Boorse i Niewodniczanski oczekiwali z przejeciem, ze bedzie ich wypytywal o wyniki pracy i czy zauwazyli jakies nieoczekiwane efekty. Tymczasem zainteresowanie Rutherforda koncentrowalo sie na aparaturze pomiarowej, a zwlaszcza na dzialaniu pompy cieklego helu, ktorej dzialanie bylo sterowane solenoidem podlaczonym do czasowego ukladu elektrycznego. Rutherford cale zycie byl rasowym eksperymentatorem!

Co robili Niewodniczanski z Boorse'm? Krolestwo Kapicy, Mond Laboratory, bylo oczywiscie krolestwem niskich temperatur. W Laboratorium Kamerlingh-Onnesa w Lejdzie, owczesnej Mekce kriogeniki, zauwazono pewne anomalie w zachowaniu opornosci pewnych metali w niskich temperaturach. Dla aluminium nastepowal nieoczekiwany wzrost tej opornosci z temperatura malejaca ponizej 4.2 K [3], a w opornosci zlota pojawialo sie wyrazne minimum przy temperaturze 3.7 K [4]. Poniewaz istnialo podejrzenie, ze te nieoczekiwane wyniki moga byc zwiazane z zanieczyszczeniami probek uzywanych w tych pomiarach, Niewodniczanski i Boorse wykonali swe pomiary dla drutow z polikrystalicznego aluminium o niezwyklej czystosci 99.995 %, ktora byla jeszcze kontrolowana metodami spektroskopowymi. Pomiary wykonano dla temperatury 0o C oraz dla temperatur cieklego azotu, cieklego wodoru i cieklego helu. Stwierdzono, ze w obszarze pomiedzy 4.2 K i 2.2 K, gdzie w pomiarach lejdejskich wystepowala anomalia, opornosc aluminium jest stala w granicach bledu eksperymentalnego, ktory mial rekordowo niska w owczesnych czasach wartosc, 2.10-5 wartosci oporu w temperaturze 273.16 K.

Praca ta przedstawiona zostala przez Lorda Rutherforda w Towarzystwie Krolewskim i opublikowana w Proceedings of the Royal Society [5] (Fot. 5) i w Nature [6]. .




Fot. 5.   Strona tytulowa pracy H.A. Boorse'a i H. Niewodniczanskiego o pomiarach oporu elektrycznego aluminium w niskich temperaturach.


Z Davidem Shoenbergiem Niewodniczanski wzial tez udzial w 1935 roku w konferencji poswieconej fizyce metali zorganizowanej przez N. F. Motta w Bristolu referujac te wyniki.

Rutherford zaproponowal Niewodniczanskiemu przeniesienie jego naukowej dzialalnosci do Cavendish Laboratory. Jest to czas niedlugo po odkryciu w roku 1932 przez Chadwicka w Cavendish Laboratory neutronu [7]. Neutrony, pozbawione ladunku elektrycznego sa doskonalym pociskiem dla wywolywania przemian jadrowych. Enrico Fermi ze swymi ragazzi di Via Panisperna w Rzymie, Amaldim, d’Agostino, Pontecorvo, Rasetti i Segré, stwierdzaja w swej slynnej dzisiaj pracy [8], ze wydajnosc wywolywania przemian jadrowych przez neutrony wzrasta w obecnosci duzych ilosci parafiny lub wody. Przypisuja to obnizeniu energii neutronow w wyniku wielokrotnych zderzen neutronow z protonami, jadrami atomow wodoru. Jakkolwiek liczba takich zderzen nie byla wtedy znana, T. Bjerge i C. H. Westcott [9] wysuwaja przypuszczenie, ze zderzenia te moga redukowac predkosci neutronow do wartosci kinetycznych predkosci gazu odpowiadajacych temperaturze spowalniajacego osrodka zawierajacego wodor. Stad pomysl zbadania efektow wywolywanych przez neutrony w funkcji temperatury spowalniacza. Co prawda Fermi nie stwierdzal zadnych zmian miedzy temperatura pokojowa a 200 oC, ale nalezalo oczekiwac, ze efekty takie pojawia sie raczej przy obnizaniu temperatury. Westcott z Niewodniczanskim postanawiaja wykonac pomiary w temperaturach cieklego azotu (77 K) i cieklego wodoru (20 K). Uzywajac promieniotworczosci wzbudzonej przez te neutrony w szeregu substancji (miedz, srebro, rod) jako detektora, a takze badajac wspolczynnik absorpcji tych neutronow w tych samych substancjach (miedz, srebro) zmierzono wplyw na te efekty temperatury bloku parafiny spowalniajacej neutrony. Dla temperatury cieklego wodoru stwierdzono znaczne powiekszenie wspolczynnika absorpcji w porownaniu z temperatura cieklego azotu. Efekt we wzbudzanej promieniotworczosci nie byl tak wyrazny ze wzgledu na wplyw absorpcji neutronow w bloku parafiny. Wykonano rowniez pomiary uzywajac komory borowej dla detekcji neutronow oraz zastepujac parafine jako spowalniacz cieklym wodorem. Wyniki tej pracy zostaly przedstawione przez M.L. Oliphanta, bezposrednio opiekujacego sie jej przebiegiem, i opublikowane w Proceedings of the Cambridge Philosophical Society [10] (Fot. 6).




Fot. 6.   Strona tytulowa pracy C.H. Westcotta i H. Niewodniczanskiego o oddzialywaniu neutronow
spowolnionych do predkosci odpowiadajacych niskim temperaturom.


Pobyt w Cambridge u Rutherforda i wykonane tam prace stanowily przelom w dzialalnosci naukowej Henryka Niewodniczanskiego. Przede wszystkim otworzyly przed nim perspektywe na nowa, dynamicznie sie rozwijajaca w nastepnych latach dziedzine fizyki, fizyke jadrowa. Zaraz po powrocie do Wilna i po uzyskaniu zasilku z Funduszy Kultury Narodowej przystepuje Niewodniczanski do zorganizowania laboratorium fizyki jadrowej. Po wojnie, juz w Krakowie, poswieca tej dziedzinie najwiecej uwagi. Zaczyna od budowy na duza skale narzedzi do takich badan, spektrometrow i akceleratorow, tworzy szkole gromadzaca dokola Niego mlodych, pelnych zapalu wspolpracownikow, tworzy nowe placowki badawcze.

Nie tylko jednak w rozwoju w Krakowie fizyki jadrowej zaowocowal pobyt Niewodniczanskiego u Rutherforda. Prowadzac tam pionierskie badania z zimnymi neutronami rozumial dobrze ich znaczenie i to nie tylko w fizyce jadrowej. Inicjujac w Krakowie nowe kierunki badan zwrocil Jerzemu Janikowi uwage na mozliwosc i znaczenie wykorzystania oddzialywania zimnych neutronow z materia dla badan w fizyce ciala stalego. W ten sposob narodzil sie caly ogromny obszar prac i powstala juz wokol ucznia Niewodniczanskiego, Jerzego Janika, cala szkola badan fazy skondensowanej metodami oddzialywania z zimnymi neutronami.

Wplyw Rutherforda na Henryka Niewodniczanskiego nie ograniczal sie tylko do zainicjowania nowej tematyki badawczej. Przede wszystkim byl Profesor Niewodniczanski zafascynowany osobowoscia Rutherforda i uwazal go za jednego ze swych Mistrzow. W laboratoriach Rutherforda panowala niezwykla atmosfera. Atmosfera pracy, oddania sprawom fizyki, ale i znakomitych, przyjacielskich stosunkow miedzyludzkich. Jeszcze my, uczniowie Profesora Niewodniczanskiego mielismy okazje odczuc to w ciagu naszej kariery naukowej. W moim zyciu zetknalem sie z dziewieciu Rutherfordczykami, kolegami Profesora z Cambridge. Zawsze bylem przyjmowany i traktowany przez nich jako ktos wlasciwie nalezacy do rodziny. Dzieki swym przyjazniom w licznym gronie uczniow Rutherforda, ktorzy pozniej zajeli czolowe miejsca w nauce swiatowej, Profesor Niewodniczanski nie mial trudnosci w lokowaniu nas, swoich z kolei uczniow w najlepszych osrodkach fizyki zagranica na stazach i w ulatwieniu nawiazywania licznych kontaktow i wspolpracy miedzynarodowej, co owocuje do dnia dzisiejszego.




Profesor Henryk Niewodniczanski w swoim gabinecie
w Instytucie Fizyki Jadrowej w Krakowie, lata 1960.
Fot. z Archiwum Instytutu Fizyki Jadrowej im. Henryka Niewodniczanskiego w Krakowie.


Te znakomita atmosfere pracy i przyjazni przeszczepil Profesor do wszystkich kierowanych przez siebie placowek naukowych. Z tej atmosfery Krakow stal sie slynny w calym polskim srodowisku naukowym. Ta atmosfera trwa ciagle i teraz w 34 juz lata po smierci Profesora.

I byl Profesor Niewodniczanski uderzajaco, wprost niezwykle podobny do Rutherforda (Fot. 8).




Fot. 8.   Henryk Niewodniczanski i Sir Ernest Rutherford Lord Nelson.


Podkreslal to jeszcze sposobem uczesania, strzyzenia wasow, ubiorem w tweedowe marynarki... Na jubileuszowej konferencji w roku 1960 w Manchesterze dla uczczenia 100-lecia odkrycia jadra atomowego przez Rutherforda, siedzialem na uroczystym zorganizowanym z tej okazji koncercie z Profesorem, a kilka rzedow nizej siedzial tez jeden z Rutherfordczykow, Profesor Rudi Peierls z zona. Wiele lat pozniej, juz po smierci Profesora, opowiadala mi Pani Peierlsowa, ze najbardziej wstrzasajace dla niej w czasie tych rutherfordowskich uroczystosci bylo, gdy odwrocila sie w pewnym momencie na tym koncercie do tylu i zobaczyla siedzacego powyzej .... Rutherforda.

Rowniez koniec zycia Profesora i Rutherforda byl zdumiewajaco podobny. Obaj zachorowali na przepukline, obaj w pewnym momencie zdecydowali sie na operacje. Tuz przed udaniem sie do szpitala Profesor zaszedl do naszego – Budzanowskiego, Grotowskiego i mojego – pokoju w Instytucie Fizyki Jadrowej na Bronowicach. Powiedzial nam, ze idzie do szpitala, opowiedzial o analogii z choroba Rutherforda i oswiadczyl:

- I jak Rutherford ja tej operacji nie przezyje.
Oczywiscie zlekcewazylismy ten pesymizm profesora.

Mark Oliphant w swych wspomnieniach o Rutherfordzie [11] pisze, ze po jego udanej operacji wyjechal uspokojony wraz z Johnem Cockcroftem do Bolonii na konferencje poswiecona 200 rocznicy urodzin Galvaniego. Tam 20 pazdziernika 1937 dotarla do nich wiadomosc o niespodziewanej smierci ich Mistrza.

20 grudnia 1968 juz w kilka dni po operacji Profesora Niewodniczanskiego odwiedzilem go rano w klinice. Juz wstawal, niepokoila go nieco krew, ktora pokazala sie w plwocinie, ale czul sie wlasciwie zupelnie dobrze. Uspokojeni, co do stanu Jego zdrowia poszlismy wieczorem na wystep "Piwnicy Pod Baranami", ktory odbywal sie w naszym Instytucie. Gdy opuszczalem sale zobaczylem w hallu Pania Irene.

- Panie Adamie, Henio nie zyje! – powiedziala.

W tomie Acta Physica Polonica poswieconym pamieci Profesora Henryka Niewodniczanskiego nasz przyjaciel i partner naukowy z Oxfordu Dr Peter E. Hodgson w swym Personal Appreciation [12]. napisal:
On the wall of his office in Cracow there is a picture of the young Niewodniczanski in the company of Rutherford in Cambridge. We in England who know what he did to establish nuclear physics in Poland naturally think of him as the Rutherford of Poland. His work for nuclear physics was in a heroic scale and will endure into the future, but we will remember him first of all as a kindly and benevolent friend.

Sadze, ze zadne slowa nie moglyby sprawic Profesorowi wiekszej przyjemnosci.


* * *


Pragne podziekowac goraco kolegom Profesora Niewodniczanskiego z okresu Jego pracy w Cavendish Laboratory: Profesorom W.E. Burchamowi, H.A. Boorse'owi, M. Goldhaberowi za podzielenie sie ze mna wspomnieniami z tych czasow, a Profesorowi D. Shoenbergowi rowniez za udostepnienie mi swych fotografii. Szczegolnie goraco dziekuje Dr P.E. Hodgsonowi z Uniwersytetu Oxfordzkiego i Dr G.I. Squiresowi z Cavendish Laboratory za pomoc w skompletowaniu informacji o czasach Rutherforda w Cambridge.


Pierwodruk artykulu "Henryk Niewodniczanski i Ernest Rutherford" w tomie pt. W Sluzbie Nauki (wydawnictwo Polskiej Akademii Umiejetnosci), poswieconym Profesorowi Henrykowi Niewodniczanskiemu w 100. lecie urodzin.




Bibliografia:



  1. J.G. Crowther, The Cavendish Laboratory 1874 – 1974, MacMillan (1975)   (powrot)

  2. M. Goldhaber, Reminiscences from the Cavendish Laboratory in the 1930s, Ann. Rev. Nucl. Part. Sci. 43 (1993) 1   (powrot)

  3. W. Meissner, B. Voigt, Ann. Phys. 7 (1930) 761   (powrot)

  4. W.J. de Haas, J. de Boer, G.J. van den Berg, Physica 1 (1934) 1115   (powrot)

  5. H.A. Boorse, H. Niewodniczanski, Proc. Roy. Soc. A 153 (1936) 463   (powrot)

  6. H.A. Boorse, H. Niewodniczanski, Nature 135 (1935) 827   (powrot)

  7. J. Chadwick, Proc. Roy. Soc. A 136 (1932) 692   (powrot)

  8. E. Amaldi, O. D’Agostino, E. Fermi, B. Pontecorvo, F. Rasetti, E. Segré, Proc. Roy. Soc. A 149 (1935) 522   (powrot)

  9. T. Bjerge, C.H. Westcott, Proc. Roy. Soc. A 150 (1935) 709   (powrot)

  10. C.H. Westcott, H. Niewodniczanski, Proc. Camb. Phil. Soc. 31 (1935) 617   (powrot)

  11. M. Oliphant, Rutherford – Recollections of the Cambridge Days, Elsevier (1972)   (powrot)

  12. P.E. Hodgson, Acta Phys. Pol. A38 (1970) 439   (powrot)




Adam Strzalkowski         (fot. Andrzej Kobos) 		Dr. Adam Strzalkowski (ur.1923), fizyk, jest emerytowanym Profesorem Uniwersytetu Jagiellonskiego.

Kariere naukowa zaczynal jako astronom u Profesora Tadeusza Banachiewicza w Krakowie. Pozniej zajal sie fizyka jadrowa pod kierunkiem Profesora Henryka Niewodniczanskiego. W roku 1957 byl jednym z pierwszych polskich stypendystow, ktorzy wyjechali na staze naukowe na Zachod; on sam do Liverpoolu w Anglii, gdzie zajmowal sie polaryzacja spinowa w reakcjach jadrowych. Po powrocie zainicjowal zarowno w Instytucie Fizyki UJ i w nowopowstalym Instytucie Fizyki Jadrowej w Krakowie badania reakcji jadrowych bezposredniego oddzialywania przy niskich energiach. Bylo to pionierskie stworzenie w Polsce nowego kierunku badan naukowych w fizyce jadrowej. Byl rownoczesnie znakomitym wykladowca (podczas wykladow musial zapisac dosc drobnym, aczkolwiek bardzo czytelnym pismem cztery tablice, z ktorych nic nie wolno bylo zmazac do zakonczenia wykladu). Byl promotorem wielu prac doktorskich (m. in. mojej w r. 1972). W swoim zakladzie naukowym stworzyl swobodna atmosfere naukowo-intelektualna. W pracy naukowej zajmowal sie elastycznym i nieelastycznym rozpraszaniem deuteronow i czastek alfa, strippingiem deuteronow, reakcjami z ciezkimi jonami, reakcjami trzycialowymi, badaniem produkcji mezonow i naruszenia symetrii w procesach jadrowych. Byl wspolodkrywca szeregu efektow w reakcjach jadrowych. Nawiazal partnerska wspolprace naukowa z kilkoma wiodacymi osrodkami badawczymi fizyki jadrowej w swiecie. Obok swoich badan naukowych, w ciagu wielu lat w ramach tej wspolpracy zdolal wyslac wielu mlodych fizykow na Zachod i stworzyc im mozliwosci stalej wspolpracy naukowej ze znakomitymi fizykami w tych osrodkach. Ta droga, w roku 1973, ja znalazlem sie (i dlugo pozostalem) w Nuclear Physics Laboratory, University of Oxford, w Nuclear Theory Group Dr. Petera E. Hodgsona.

Pelen osobistego czaru i rownoczesnie charyzmatyczny, Adam Strzalkowski, bibliofil, jest intektualista o szerokich zainteresowaniach humanistycznych, szczegolnie historia Polski i literatura. Jest nadal aktywny naukowo oraz zajmuje sie historia nauki.

Andrzej Kobos




Teksty o Henryku Niewodniczanskim zamieszczone w Zwojach:




Copyright © 1997-2002 Zwoje