Bertram Brockhouse was een Canadese natuurkundige die in 1994 de Nobelprijs voor de natuurkunde ontving voor zijn baanbrekende onderzoek en ontwikkeling van de neutronenverstrooiingstechniek. Brockhouse deelde de prijs met Clifford G Shull die vergelijkbaar onderzoek deed, hoewel onafhankelijk van Brockhouse. Brockhouse's periode van natuurkunde begon toen hij op de middelbare school zat. Zijn interesse in het onderwerp werd alleen maar vergroot door de jaren heen toen hij hoger onderwijs volgde aan de University of British Columbia en later aan de University of Toronto. Brockhouse's meest baanbrekende onderzoek kwam met neutronenverstrooiingstechnieken. In tegenstelling tot de algemene techniek waarbij een straal van neutronen gericht op een doelmateriaal dat leidt tot verstrooiing van de neutronen en informatie geeft over de atomaire structuur van dat materiaal, werd in Brockhouse's techniek (inelastische neutronenverstrooiing genoemd) de relatieve energieën van de verspreide neutronen gemeten om extra gegevens opleveren. Hij gebruikte het bij zijn revolutionaire onderzoek van fononen. Hij ontwikkelde ook de neutronenspectrometer en was een van de eersten die de fonondispersiecurve van een vaste stof meette.
Kindertijd en vroege leven
Bertram Neville Brockhouse werd geboren op 15 juli 1918 in Lethbridge, Alberta, Canada, naar Israël Bertram Brockhouse en Mable Emily Brockhouse. Hij had een zus Alice Evelyn en een broer Gordon Edgar die uiteindelijk spoorwegingenieur werd.
De familie Brockhouse verhuisde naar de Verenigde Staten toen de jonge Bertram twee jaar oud was. Maar in de winter van 1926-27 verhuisde het gezin terug naar Vancouver, BC.
Brockhouse heeft zijn vroege opleiding genoten aan een reeks scholen, beginnend bij de centrale en vervolgens de basisschool van Lord Roberts, uiteindelijk inschrijvend op de King George High School en uiteindelijk de Sunday School of St John’s United Church.
Tijdens de Grote Depressie daalde de familie Brockhouse, die al leed aan een lage financiële status, verder naar beneden en hoopte op betere kansen en verhuisde naar Chicago, waar Brockhouse zich inschreef aan het Central YMCA College voor een avondcursus.
Zijn liefde voor radio's werd geïnitieerd door zijn neef Wilbert B Smith. Verdergaand, leerde hij bij YMCA de technische aspecten van radiotechnologie, ontwerpen, bouwen en repareren. Ondertussen werkte hij voor zijn levensonderhoud als laboratoriumassistent bij Aubert Controls Corporation, een klein elektronisch bedrijf.Hij startte ook een kleine onderneming voor het repareren van radiosets.
In 1938 keerde de familie Brockhouse terug naar Vancouver. Hij ging door met het repareren van radiosets voordat hij in 1939 bij het uitbreken van de Tweede Wereldoorlog bij de Royal Canadian Navy kwam.
In 1944 schreef hij zich in voor een cursus van zes maanden in elektrotechniek aan het Nova Scotia Technical College. Hierna werd hij aangeworven als een elektrische sub-luitenant bij de National Research Council in Ottawa.
In september 1945 werd Brockhouse ontheven van zijn militaire taken. Vervolgens schreef hij zich in aan de University of British Columbia, waar hij natuurkunde en wiskunde studeerde. In 1946 ging hij aan de slag bij het laboratorium van de National Research Council in Ottawa.
Na zijn periode bij het NRC-lab verhuisde hij naar het Low Temperature Laboratory aan de Universiteit van Toronto. Aan de universiteit solliciteerde hij ook voor zijn PhD-programma onder leiding van professor Hugh Grayso Smith en James Reekie. Hij werkte aan de effecten van stress en temperatuur op ferromagnetisme. Ondertussen behaalde hij zijn masterdiploma in 1948. Twee jaar later promoveerde hij aan de Universiteit van Toronto.
In 1950 accepteerde Brockhouse het aanbod om te werken in het Chalk River Nuclear Laboratory, een faciliteit beheerd door Atomic Energy of Canada, waar hij werkte in de groep van neutronenfysica van Don Hurst. Dacht oorspronkelijk dat het van plan was om een paar jaar te blijven, maar Brockhouse's samenwerking met het laboratorium werd 12 jaar lang. Daarin voerde hij ook zijn bekroonde onderzoek uit.
In het Chalk River Nuclear Laboratory was het eerste experiment dat Brockhouse bestudeerde het verstrooien van de neutronen door sterk absorberende elementen. Het was het eerste kwantitatieve experiment in langzame neutronenspectroscopie
Een jaar lang werd Brockhouse uitgenodigd in het Brookhaven National Laboratory, waar hij aan verschillende experimenten werkte, hoewel hij zich niet overgaf aan enig spectroscopisch werk. Hij ontmoette ook verschillende andere natuurkundigen die hem hielpen kennis te maken met nieuwe methoden en nieuwe gegeneraliseerde correlaties over inelastische verstrooiing.
Brockhouse keerde in februari 1954 terug naar NRX en hervatte zijn experimentele taken. Volgend jaar presenteerde hij een paper met substantiële resultaten die het functioneren van de drieassige spectrometer liet zien tijdens de bijeenkomst van de American Physical Society in New York.
In 1956 voltooide Brockhouse de eerste echte drievoudige as-kristalspectrometer, hoewel alleen voor gebruik bij constante binnenkomende energie. De flexibiliteit van de bediening en de nauwkeurigheid van het resultaat zijn sterk verbeterd.
In 1958 vond hij de Constant Q-methode uit. In hetzelfde jaar werd in de nieuwe hoge-fluxreactor NRU een nieuw apparaat geïnstalleerd dat gebruik met variabele inkomende energie mogelijk maakte. In 1959 bereikte de drieassige spectrometer zijn volledige ontwikkeling. Hij werd vergezeld door bekende natuurkundigen uit verschillende landen.
In 1956 voltooide Alex Stewart het Filter-Chopper-apparaat dat werd gebruikt in experimenten met aluminium en vanadium. Bij gebrek aan Stewart heeft Brockhouse het instrument echter omgebouwd tot Rotating Crystal Spectrometer. Het werd voornamelijk gebruikt om vloeistoffen en polykristallen te bestuderen.
Naast het voltooien van de Triple Axis-spectrometer of het uitvinden van de Constant Q-methode, nam Brockhouse nog drie technologische initiatieven. Hij koelde filters van grote enkelkristallen die een grote verbetering mogelijk maakten in de verhouding van langzame neutronen tot snel in de primaire bundel en dus in de signaal / achtergrondverhouding.
Brockhouse ontwikkelde de 'Berylllium Detector' methode waarmee hij de Triple-Axis spectrometer in staat stelde Beryllium polykristallijne filters in de verstrooide straal te accepteren. De methode liet binnenkomende neutronen met variabele energie toe om energieverdelingen op een andere en soms voordelige manier te krijgen. De methode was een inverse van de Filter-Chopper-methode. Hij ontwikkelde ook toepassingen van het nieuwe materiaal, pyrolitisch grafiet
In 1958 maakte Brockhouse zijn eerste reis naar Engeland en Europa. Daarin woonde hij verschillende conferenties, colloquia, vergaderingen en seminars bij en presenteerde hij zijn paper over zijn onderzoek en vondsten. Zijn reis was grotendeels inspirerend en bleek een geweldige leerervaring.
In 1962 realiseerde Brockhouse zijn al lang bestaande droom om een universitaire carrière na te streven door de functie van hoogleraar natuurkunde aan de McMaster University te aanvaarden. Dankzij de universiteit kon hij gemakkelijk overstappen van academici naar onderzoek en terug naar academici. Het stelde hem ook in staat om een onderzoeksprogramma te starten op basis van zijn bevindingen op het gebied van neutronenverstrooiing. Hij bleef daar tot aan zijn pensionering in 1984.
In de jaren zeventig verlegde Brockhouse zijn interesse naar de filosofie van natuurkunde en energievoorziening en de economie en ethiek. Hij verliet de neutronenverstrooiing in 1979 volledig.
Grote werken
De meest spectaculaire prestatie van Brockhouse kwam tijdens zijn onderzoek aan de Atomic Energy of Canada's Chalk River Nuclear Laboratory. Hij leverde een baanbrekende bijdrage aan de ontwikkeling van neutronenverstrooiingstechnieken en ook aan de ontwikkeling van neutronenspectroscopie. Over het algemeen is bij neutronenverstrooiingstechniek een bundel neutronen gericht op een doelmateriaal, en de resulterende verstrooiing van de neutronen levert informatie op over de atomaire structuur van dat materiaal. Brockhouse ontwikkelde een andere techniek waarbij de relatieve energieën van de verstrooide neutronen werden gemeten om aanvullende gegevens op te leveren. Deze methode werd inelastische neutronenverstrooiing genoemd. Hij gebruikte het bij zijn baanbrekende onderzoek naar fononen. Hij ontwikkelde ook de neutronenspectrometer en was een van de eersten die de fonondispersiecurve van een vaste stof meette.
Awards en prestaties
In 1962 werd Brockhouse gefeliciteerd met de Oliver E Buckley Condensed Matter Prize. Volgend jaar ontving hij de Duddell-medaille en prijs.
In 1965 werd Brockhouse verkozen tot Fellow van de Royal Society (FRS).
In 1973 won Brockhouse de Henry Marshall Tory-medaille.
In 1982 werd Brockhouse benoemd tot Officier in de Orde van Canada en in 1995 werd hij bevorderd tot Companion.
In 1994 ontving Brockhouse de prestigieuze Nobelprijs voor natuurkunde voor het ontwikkelen van neutronenverstrooiingstechnieken voor het bestuderen van gecondenseerde materie. Hij deelde de prijs met de Amerikaanse natuurkundige Clifford Shull, die onafhankelijk van elkaar soortgelijke werkzaamheden tegelijkertijd uitvoerde.
Persoonlijk leven en erfenis
Brockhouse ontmoette Doris Miller voor het eerst bij de National Research Council in Ottawa. De twee trouwden uiteindelijk in mei 1947. Dorie, zoals ze liefkozend werd genoemd, schonk hem zes kinderen. Ze steunde en moedigde Brockhouse aan gedurende zijn onderzoeksjaren.
Brockhouse leed vanaf 1960 aan ernstige medische aandoeningen. Zijn medische problemen veroorzaakten hem ongemak in zijn latere leven.
Brockhouse ademde zijn laatste op 13 oktober 2003 in Hamilton Ontario. Hij was 85.
Gecombineerde inspanningen van de Division of Condensed Matter and Materials Physics (DCMMP) en de Canadian Association of Physicists (CAP) leidden in 1999 tot de oprichting van een medaille ter ere van Brockhouse. De medaille, in de volksmond bekend als Brockhouse Medal, wordt toegekend om te erkennen en moedig uitstekende experimentele of theoretische bijdragen aan gecondenseerde materie en materiaalfysica aan. Het wordt jaarlijks uitgereikt aan een wetenschapper die het onderzoek uitvoert bij een Canadese instelling.
Ter ere van zijn nalatenschap werd in 2005, als onderdeel van McMaster University's 75-jarig jubileumfeest, een straat op de universiteitscampus (University Avenue) in Hamilton, Ontario omgedoopt tot Brockhouse Way om zijn bijdrage op het gebied van natuurkunde te eren. Bovendien noemde de stad Deep River, Ontario ook een straat ter ere van hem.
Snelle feiten
Verjaardag 15 juli 1918
Nationaliteit Canadees
Beroemd: natuurkundigen Canadese mannen
Overleden op 85-jarige leeftijd
Zonneteken: Kanker
Ook bekend als: Bertram Neville Brockhouse
Geboren in: Lethbridge, Alberta, Canada
Beroemd als Natuurkundige
Familie: Echtgeno (o) t (en): Doris Miller Vader: Israël Bertram Brockhouse Moeder: Mable Emily Brockhouse Overleden op: 13 oktober 2003 Sterfplaats: Hamilton, Ontario, Canada Meer feiten: Oliver E. Buckley Condensed Matter Prize (1962) Duddell Medal and Prize (1963) FRS (1965) Henry Marshall Tory Medal (1973) Nobelprijs voor natuurkunde (1994)
