Maria Goeppert Mayer (d. 28 Haziran
1906 - ö. 20 Şubat
1972) Alman-ABD'li Fizikçidir ve Fizik
dalında atom çekirdeğinin nükleer kabuk modeli ile Nobel ödülüne layık
görülmüştür. Marie Curie’den sonra Nobel’e layık görülen ikinci kadındır.
Göttigen Üniversitesi’nden mezun olan Maria
Goeppert-Mayer, doktorasını atomlar tarafında soğurulan iki olası foton teorisi
üzerine yazmıştır. Hazırladığı tezinin deneysel doğrulaması, o yıllarda uzak
bir ihtimalken, lazerin geliştirilmesi bunu mümkün kılmıştır. Bugün iki foton
soğurumu en-kesit ölçüm birimi, Goeppert-Mayer (GM) birimi ile
tanımlanmaktadır. Maria Goeppert-Mayer, o sırada Johns Hopkins Üniversitesinde
doçent olan Joseph Edward Mayer ile evlenmiş ve Amerika Birleşik Devletlerine
yerleşmişlerdir. Johns Hopkins Üniversitesi, o sırlarda çok katı olarak
uygulanan “adam/eş kayırma” (nepotism) kuralları nedeni ile Maria Goeppert-Mayer’i
akademisyen olarak işe almamış ancak asistan olarak bir iş vermiştir. Maria
Goeppert-Mayer, Konusunun en özgün makalesi olarak Kabul edilen “çift beta
bozunması” (double beta decay) makalesini 1935 yılında asistanken yazmıştır.
1937 yılında Columbia Üniversitesi’nde, ücretsiz bir pozisyonu kabul etmiştir.
Columbia’da iken, 2. Dünya Savaşı sırasında Manhattan Projesi’nde, Edward
Teller ile birlikte Los Alamos Laboratuvarları’nda süper bombanın
geliştirilmesinde izotop ayrıştırma üzerine çalışmıştır. Savaştan sonra Şikago
Üniversitesi’nde gönüllü docent olarak çalışmaya başlayan Maria Goeppert-Mayer,
üniversite yakınlarındaki Argonne Ulusal Laboratuvarları’nda da uzman fizikçi
olarak görev almıştır. 1960 yılında Kaliforniya Üniversitesi (San Diego) Fizik
bölümünde profesör olan Maria, nükleer kabukların yapısına yönelik bir
matematiksel modeli konusundaki çalışması ile 1963 yılında Fizik dalında, J.
Hans D. Jensen ve Eugu-ene Wigner ile birlikte Nobel’e layık görülmüştür.
İlk Yılları
Maria Goeppert 28 Haziran 1906 yılında Prusya’nın
Kattowitz şehrinde Friederich Goeppert ve karısı Maria nee Wolf’un tek çocuğu
olarak doğmuştur. 1910 yılında, ailesi altı nesildir profesör olan
babası, Göttingen Üniversitesi’nden pediatrik profesörlük teklifi alınca
ailesi ile birlikte Göttingen şehrine taşınmıştır. Babasına annesinden daha
yakın olan Goeppert, bunu “Babam daha ilgi çekiciydi, her şey bir tarafa o bir
bilim adamıydı” diye açıklamıştır. Maria Goeppert, eğitimini Göttingen’de
bulunan, orta sınıf ailelerin kız çocuklarının devam ettiği Höhere Technische
okulunda almıştır. Bu okul yükseköğrenimi teşvik etmesi ile
ünlüdür.Maria Goeppert 1921 yılında, Suffragettes tarafından işletilen
ve kız çocukları üniversiteye hazırlayan Frauenstudium devam etmiştir. 17
yaşında, normal süresinden bir yıl önce 3-4 kız ve otuz kadar erkek öğrenci ile
birlikte, abitur olarak bilinen üniversiteye giriş sınavına girmiştir. Bu
sınavı bütün kız öğrenciler ve sadece bir tek erkek öğrenci kazanmıştır.
1924 yılının baharında Göttingen Üniversitesi’ne
giren Maria Goeppert, üniversitede matematik çalışmıştır. Yüksek bir
işsizlik sorunu yaşanan o dönemde, kız öğrenciler Göttingen üniversitesinde bir
tane Emmy Noether isimli kadın matematik profesörü olmasına ragmen, sözde bir
eksilik nedeni ile matematik öğretmenliğine yönlendirilmekte idi, ayrıca
öğrencilerin pek çoğu alacağı öğretmenlik sertifikası ile ilgileniyordu.
Matematik öğretmenliği sertifikası yerine fizikle ilgilenmeye başlayan Maria
Goeppert, bu konuda doktora yapmaya karar Verdi. 1930’da tamamladığı doktora
tezinde “atomların iki foton soğurulması olasılığı” teorisi üzerine tamamladı.
Eugene Wigner daha sonra bu tezi, konuya yoğunlaşma ve netliğin mükemmel bir
örneği olarak tanımlamıştır. Tez tamamlandığı sırada, deneysel olarak
doğrulanması çok uzak bir ihtimal gibi görünmesine rağmen, lazerin geliştirilmesi
ile1961 yılında ilk doğrulama deneylerine yuropyum yüklü bir kristalde iki
fotonlu uyarılan floresans ölçülmesi ile imkan sağlamıştır. Maria Goeppert’in
bu alandaki temel katkılarını onore etmek için iki foton emilim kesit alanının
ölçü birimine Goepper-Mayer (GM) birimi adı verilmiştir. Bir GM 1x10-50 cm4 s
foton-1’dir. Maria Goeppert’in doktora sınav jürisi, daha sonra üçü de Nobel
alacak olan Max Born, James Franck ve Adolf Otto Reinhold
Windaus’den oluşuyordu. Maria Goeppert, 19 Ocak 1930 yılında James
Franck’ın asistanlarından, evlerinde kiracı olarak kalan Joseph Edward Mayer
ile evlendi ve Johns Hopkins Üniversitesinde kimya docenti olarak görev yap
J.E. Mayer’in işi gereği Amerika Birleşik Devletlerine yerleştiler. Çiftin
Maria Ann ve Peter Conrad isimli iki çocuğu oldu.
Amerika Birleşik Devlerindeki Yaşamı
O yıllarda Amerika Birleşik Devletlerinde çok
sıkı uygulanan “adam kayırma” kuralları gereği Maria Goeppert-Mayer’e Johns
Hopkins Üniversitesi’nde öğretim üyeliği için bir pozisyon verilmedi[17]; ancak
fizik bölümünde Alman bilim adamları ile çalışmalara destek vermesi için bir
asistanlık görevi verildi. Bu sayede çok az bir maaş, bir çalışma mekanı ve
araştırma imkanlarına erişimi sağlanmış oldu. Bu sırda bazı dersler verdi ve 1935 yılında çift beta bozunumu başlıklı çok önemli bir makale
yayınladı. Bazı okullar Maria Goeppert’e, pek çoğu “renklerin nedeni… gibi”
“kadınsı” konuları içeren iş teklif ederken hem para vermeyi kabul etmemiş hem
de tekliflerini bir lütufmuş gibi iletmişleridir. Sonunda Şikago Üniversitesi,
ücret vermemesine rağmen, Maria Goeppert’e fizik bölümünde profesörlük kadrosu
verecek kadar ciddiye almıştır. Kendisine oda verilmesine rağmen maaş
ödenmemiştir. 1963 yılında İsviçre Akademisi kendisinini profesyonel olarak
alınabilecek en büyük ödüle layık görüldüğünü duyurduğunda San Diego gazetesi
bunu San Diegolu anne Nobel Ödülü’nü kazandı Johns Hopkins Üniversitesi’nde
Kuantum Fiziğine çok az ilgi vardı, yine de Maria Goeppert Karl Herzfeld ile
çalışma imkanı buldu ve birlikte birkaç makale yazdılar. Ayrıca 1931, 1932 ve
1933 yaz aylarında Göttingen’e dönen Goepprt, Drf. Born ile çalışıp Handbuch
der Physik kitabı için makale yazmıştır. Bu süreç NSDAP’nin iktidara gelmesi ve
aralarında Born ve Franck’in bulunduğu akademisyenlerin işlerini kaybetmeleri
ile sona ermiştir. Goeppert-Mayer ve Herzfeld sığınmacı yardım etkinliklerine
katılmıştır. Joe Mayer 1937 yılında işinden atıldı. Joe Mayer bunu
Fizik Bilimleri Dekanının Goeppert-Mayer’in laboratuvarda olmasının
tetiklediği, kadınlar olan nefretinin bir sonucu olduğuna yormuştur.
Herzfeld bu görüşü doğrulamaktadır ve Goeppert-Mayer, Franck ve Herzfeld’in
Johns Hopkins Üniversitesi’nde oluşunun, üniversitede “çok fazla” Alman bilim
adamının oluğu gibi bir fikir oluşturduğunu eklemektedir. Ayrıca öğrenciler Joe
Mayer’in çok fazla modern fizik öğrettiği için kendisinden şikayetçi olmuşlardır.
Joe Mayer, Fizik Bölüm başkanı George Pegram’ın Maria Goeppert’in ücret
ödemenden sadece bir ofis verdiği Columbia Üniversitesi’nde bir pozisyon buldu.
Maria daha sonra 1939 yılında Columbia Üniversitesi’ne gelen gelen Harold
Urey ve Enrico Fermi ile çok iyi arkadaşlıklar kurdu. Fermi,
Maria’dan daha önce araştırılmamış olan transuranik elementlerin değerlilik
kabuklarını araştırmasını istedi. Thomas-Fermi modelini kullanarak, bu
maddelerin de eser elementler gibi bir seri oluşturacağını ortaya koydu ve bu
daha sonra doğrulandı.
Manhattan Projesi
Maria Goeppert,1941 yılının Aralık ayında ücret
ödenerek yaptığı ilk profesyonel işine; Sarah Lawrence Koleji’nde bilim
eğitmenliğine başladı. 1942 yılında Amerika Birleşik Devletleri 2.Dünya
Savaşı’na katılınca Maria Manhattan Projesi’nde göreve aldı. Columbia
Üniversitesi’nin Alışım Malzemeleri Geliştirme laboratuvarında, Harold C.
Urey’in araştırma grubunda yarı zamanlı araştırmacı olarak çalıştı. Üzerinde
çalıştığı proje Uranyum 235’I doğal uranyumdan ayırmak için metot
geliştirmekti. Bu sırada uranyum hekzaflorid’in kimyasal ve fiziksel
özelliklerini araştırdı ve ayrıştırmayı fotokimyasal olarak yapmanın
yöntemlerini inceledi. O dönemde yapılamaz olarak görülen bu yöntem daha sonra
lazerin geliştirilmesi ile lazerle uyararak ayrıştırma yöntemi olarak
kullanılmıştır. Arkadaşı Edward Teller sayesinde Opaklık Projesi’nde
göreve alan Maria, savaş dönemi programlarından biri olan termonükleer silahlar
kapsamında, Teller’in “süper bombası”nın geliştirilmesine destek veren yüksek
sıcaklıklarda maddenin özellikleri ve radyasyon özelliklerini araştırdı. 1945
yılının Şubat ayında kocası Joe Mayer Pasifik Savaşı’na yollanınca, Maria
çocuklarını New York’ta bırakarak Teller’in Los Alamostaki Laboratuvarı’na
katıldı. Joe Mayer Haziran 2945’te Pasifik’ten beklenenden önce dönünce
birlikte New York’a döndüler. Joe Mayer Şubat 1946 yılında Şikago Üniversitesi
kimya bölümünde ve yeni kurulan Nükleer Çalışmalar Enstitüsü’nde profesör
olarak görev aldı. Maria ise Fizik Bölümü’nde gönüllü doçent olarak çalışma
imkanı bulmuştu. Dr. Teller’in üniversitede bir pozisyon kabul etmesi ile
birlikte Opaklık Projesi’ndeki görevine devam etme imkanı bulmuştu.1 Temmuz
1946 yılında Argonne Laboratuvarları kurulunca kendisine kuramsal fizik
biriminde uzman fizikçi olarak yarı zamanlı görev alması teklif edildiğinde
“Nükleer fizik konusunda hiçbir şey bilmiyorum.” demiştir. Aberdeen Maryland’de
kurulmuş olan Aberdeen Proving Ground's araştırma merkezinin
ENIAC bilgisayarını sıvı metal soğutmalı reaktörünün kritik problemlerini
monte karlo metodu kullanarak çözmek için programlamıştır.
Nükleer kabuk modeli
Maria, 1940’lı yılların sonlarına doğru Şikago’da
ve Argonne Laboratuvarları’nda çalışırken nükleer kabuk yapısının matematiksel
modelini geliştirmiş ve 1950 yılında yayımlamıştır. Geliştirdiği model
neden belli sayıdaki nükleonların özellikle dengeli yapılanmalar oluşturduğunu
açıklamıştır. Eugene Wagner’in büyülü rakamlar olarak tanımladığı bu sayılar:
2, 8, 20, 28, 50 82 ve 126. Enrico Fermi’nin sorduğu “Eksenel döngü eşleşmesi
olduğunu gösteren bir belirti var mı?” sorusu çalışmalara başlaması için
kritik bir bakış açısı sunmuştur. Maria bunun gerçek olduğunu anlamış ve
çekirdeğin kapalı kabuklardan ve birbiri ile eşleşen nötron ve protonlardan
oluştunu geliştirmiştir. Geliştirdiği fikrini aşağıdaki gibi
açıklamıştır: Vals yapan dansçılarla dolu bir oda düşünün, bütün dansçıların
etrafında daireler çizerek hareket etmektedirler ve her daire kendi içinde
sınırlıdır. Bu dairesel döngü içine bir saat yönünde diğeri saat yönünün
tersine hareket eden iki çift dansçı yerleştirebilirsiniz. Şimdi bir varyasyon
daha ekleyelim; bu dansçıların dairesel yörüngeleri üzerinde hareket ederken,
kendi etraflarında da döndüklerini ve salındıklarını düşünün, ancak bu dönme
işlemini saat yönünde hareket edenlerin bazıları saat yönünün tersine diğerleri
tersine yaparken; saat yönünün tersine hareket edenlerin bazıları saat yönünde
diğerleri aynı hareketi tersine yapmaktadır.
Ölümü ve
Anısı
Maria Goeppert-Mayer 1960 yılında Kaliforniya
Üniversitesi’nde (San Diego) Fizik Bölümü’ne profesör olarak atanmıştır. San
Diego’ya gelişinden hemen sonra bir kalp krizi geçirmesine rağmen uzun yıllar
ders vermeye devam etmiştir.[39][40] Bir yıl önce kendisini komaya sokan bir
kalp krizini takiben 20 Şubat 1972 yılında San Diego’da ölmüştür. Mezarı San
Diego’daki El Camino Anıt Parkı’ndadır. Ölümünden sonra Amerikan
Fizikçiler Topluluğu tarafından kariyerlerinin başlangıcında olan genç kadın
araştırmacılara Maria Goeppert Mayer Ödülü verilmeye başlandı. Bu ödül,
kazanan, doktorasını almış kariyerlerinin başlangıcında olan kadın
araştırmacıya para ödülü ve çalışmasını dört saygın kuruluşta konuşmacı olarak
anlatmak için olanak, sağlamaktadır. Geçmişte çalıştığı iki
üniversite de Maria Goeppert’i onurlandırmaktadır. Argonne Ulusal Laboratuvarı,
Maria Goeppert anısına her yıl başarılı genç kadın bilim insanına veya
mühendise ödül verirken, Kaliforniya Üniversitesi (San Diego) her
yıl yapılan Maria Goeppert-Mayer Sempozyumunda kadın araştırmacıları bir araya
getirip güncel bilim konularını tartışmaktadır. .Venüs gezeni üzerinde 32
kilometre çaplı bir kratere Goeppert-Mayer krateri denmiştir. 2011 yılında
Amerika Birleşik Devletleri posta pullarının 3. Amerikan Bilim Adamları
serisinde Melvin Calvin, Asa Gray, ve Severo Ochoa ile birlikte yer
almıştır. Makaleleleri San Diego’daki Geisel Kütüphanesi’nde yer
almaktadır.
1. http://tr.wikipedia.org/wiki/Maria_Goeppert-Mayer