Martin Lewis Perl was een bekende Amerikaanse natuurkundige die het subatomaire deeltje, tau lepton, ontdekte, waardoor hij de elementaire fysica beter begreep. Voor zijn baanbrekende werk in de deeltjesfysica werd hij in 1995 bekroond met de Nobelprijs voor de natuurkunde. Interessant genoeg, tegenwoordig bekend als het wonderbaarlijke kind van de natuurkunde, was Perl in eerste instantie niet geïnteresseerd in onderzoek als zijn beroep. Hoewel hij een slimme student was, vreesde hij of hij de kost zou kunnen verdienen met natuurkundig onderzoek en in plaats daarvan koos hij voor chemische technologie voor een 'helderder' vooruitzicht. Het lot had echter nog iets anders in petto voor dit geboren genie dat natuurkunde ging studeren terwijl hij als chemisch ingenieur werkte. Al snel promoveerde hij op het onderwerp. Voordat Perl onderzoekswerk begon aan het Stanford Linear Accelerator Center (SLAC), verbleef hij acht jaar aan de University of Michigan. Zijn beste deel kwam echter bij SLAC, waar hij tau-deeltje ontdekte. Het duurde jaren van experimenteren om het bestaan van een nieuw deeltje vast te stellen. Zijn werk, dat eerder door de wetenschappelijke samenleving werd gepand, werd later geaccepteerd en werd uiteindelijk bekroond met een Nobelprijs.
Kindertijd en vroege leven
Martin Lewis Perl werd op 24 juni 1927 geboren in New York City, New York als zoon van Fay en Oscar Perl. Zijn ouders waren joods die vanuit het door Polen bezette Rusland naar de VS waren geëmigreerd. Zijn moeder werkte als secretaresse en boekhouder voor een textielbedrijf, terwijl zijn vader werkte als papierhandelaar voordat hij zijn eigen drukkerij en reclamebedrijf oprichtte.
Perl was academisch een slimme student. Na het afronden van zijn vroege opleiding schreef hij zich in 1942 in aan de James Madison High School.Ondanks dat hij een goede student was en een natuurkundeprijs won, wilde hij geen wetenschapper worden, omdat hij niet zeker wist of hij van het beroep kon leven. Als zodanig koos hij voor chemische technologie boven natuurkundig onderzoek.
Na de middelbare school schreef hij zich in aan het Polytechnic Institute of Brooklyn voor een cursus chemische technologie. Met het begin van de Tweede Wereldoorlog verliet hij echter zijn studie om een cursus te volgen aan de Merchant Marine Academy in de Verenigde Staten. Een jaar lang werd hij opgeroepen voor het leger. Na de oorlog hervatte hij zijn studie en studeerde in 1948 af aan het instituut.
Carrière
Na zijn afstuderen ging Perl aan de slag als chemisch ingenieur voor de General Electric Company en produceerde elektronenvacuümbuizen. Zijn interesse in de werking van televisiebuizen bracht hem ertoe zich in te schrijven voor een cursus atoomfysica en geavanceerde calculus aan Union College, Schenectady, New York.
Perls cursus natuurkunde wakkerde zijn interesse in het onderwerp zo sterk aan dat hij besloot het onderwerp formeel te bestuderen. Hij studeerde af als natuurkundestudent in 1950. Hierna schreef Perl zich in aan de Columbia University voor een doctoraat. Onder leiding van Isidor Isaac Rabi voltooide hij zijn proefschrift over metingen van het nucleaire quadrupoolmoment van natrium, met behulp van de atoombundelresonantiemethode. Hij promoveerde in 1955.
Na zijn doctoraat werkte hij acht jaar aan de Universiteit van Michigan. Hij onderzocht de verstrooiing van pionen en later neutronen op protonen met behulp van bellenkamers en vonkenkamers. Hoewel hij werkte aan de fysica van sterke interacties, zocht hij naar een eenvoudiger interactiemechanisme om te bestuderen. Hij besteedde veel aandacht aan de interacties tussen elektronen en muon.
In 1963 verhuisde hij naar Stanford Linear Accelerator Center (SLAC), Californië. Op Stanford wilde Perl zijn nieuwsgierigheid naar het begrip van muon stillen. Hij vroeg zich af waarom muon precies zo reageerde als het elektron, ondanks dat hij 206,8 keer zwaarder was en waarom het verviel via de route die het doet.
Zijn zoektocht naar begrip van muon bracht hem tot een reeks experimenten. Hij wilde weten waarom er een enkele muon was en dat er een mogelijkheid was dat er meer muonen bestonden?
Samen met zijn groep wilde hij een nog zwaarder elektron dan muon vinden dat de rol van muon in het grote geheel zou kunnen verklaren. Hiervoor realiseerde hij zich dat dergelijke deeltjes alleen konden worden achterhaald door de nieuwe collider, Stanford Positron Accelerating Ring. De methode zou leiden tot het radioactief verval van deeltjes, waardoor een duidelijk spoor van subatomair puin achterblijft.
In 1973 begon Perl aan het magnum opus van zijn carrière. De Spear-machine werd operationeel en botste elektronen en positronen in hogere energie om kleine vuurballen te produceren. Hoewel de botsing leidde tot de productie van een deeltje, was de levensduur van het onbekende deeltje slechts 2,9 x 10-13 seconden lang, wat leidde tot het verval binnen een paar millimeter van de botsing.
In 1975 was het duidelijk dat er iets bestond dat zwaarder was in massa dan een elektron. Perl was enthousiast over het nieuwe onderzoek, hield een conferentie en maakte zijn bevinding van een nieuw deeltje openbaar.
Perls ontdekking van het nieuwe deeltje kreeg al vroeg veel kritiek. Hij werd ernstig geplaagd omdat er geen logische verklaring was voor zijn bevinding. Perl en zijn groep hadden meer dan twee jaar nodig om gegevens te verzamelen en het bestaan van ‘tau’ vast te stellen, het elementaire deeltje vergelijkbaar met elektron. Samen met elektron en muon vormde het een triade.
‘Tau’, wat betekent dat ‘derde’ in het Grieks 3500 keer zo massief was als een elektron. Ondanks zijn enorme omvang leefde hij slechts een derde van de biljoenste seconde voordat hij verviel in een straal van zijn lichtere broeders, nuetrinos. Tau is de zwaarste van de elektronenbroers. Volgens de regels die in de fysieke wereld zijn vastgelegd, is materie in het universum verdeeld in twee sets van elk zes deeltjes - zes leptonen bestaande uit drie elektronenbroers en drie nuetrino's en zes quarks die de ingewanden van protonen en nuetrons van deeltjes goedmaken.
Perl gaf zijn onderzoekscarrière niet op na zijn opmerkelijke ontdekking van het tau-lepton. Hij bleef de aard van quarks onderzoeken. Ook na zijn pensionering zette Perl zijn onderzoek voort en werkte hij samen met wetenschappers van SLAC aan tal van projecten, waaronder een onderzoek naar donkere energie.
Naast zijn onderzoek nam Perl ook wetenschappelijke posities in. Van 1955 tot 1963 was hij instructeur en later universitair hoofddocent aan de Universiteit van Michigan. In 1963 trad hij toe tot de faculteit van Stanford University en werd hij emeritus hoogleraar in 2004. Hij trad zelfs toe tot University of Liverpool als gasthoogleraar.
Grote werken
Perl's meest opmerkelijke prestatie kwam in de tweede helft van de jaren zeventig. Samen met zijn groep collega-fysici voerde hij tussen 1974 en 1977 verschillende experimenten uit. Met behulp van de nieuwe machine Spear registreerde hij de botsing van elektronen en positronen met hoge energie. Hoewel de botsing leidde tot de productie van een deeltje, was de levensduur van het onbekende deeltje slechts 2,9 x 10-13 seconden lang, wat leidde tot het verval binnen een paar millimeter van de botsing. Pas na een paar jaar en nog een aantal experimenten maakte Perl tau-lepton bekend aan de wereld. Tau-lepton waren zwaarder dan elektronen en werden beschouwd als de derde broer van elektronen, andere waren muon.
Awards en prestaties
In 1995 ontving Perl de Nobelprijs voor de natuurkunde voor zijn ontdekking van tau lepton. De ontdekking stelde vast dat er naast twee eerder bekende families een extra familie van deeltjes was. Hij deelde de prijs met natuurkundige Frederick Reines, die in de jaren vijftig een ander subatomair deeltje ontdekte, de neutrino.
Hij was lid van de raad van adviseurs van Scientists and Engineers for America, een organisatie die zich richt op het bevorderen van degelijke wetenschap bij de Amerikaanse regering.
In 2009 ontving Perl een eredoctoraat van de Universiteit van Belgrado.
Persoonlijk leven en erfenis
Martin Lewis Perl was getrouwd met Teri Hoch Perl. Het echtpaar werd gezegend met drie zonen en een dochter.
Perl ademde zijn laatste op 30 september 2014 in het Stanford University Hospital vanwege een hartaanval. Hij was 87 jaar oud.
Trivia
Interessant genoeg leefde hij zijn jeugddroom om constructiespeelgoed te hebben door er later in zijn leven een grote verzameling van te verzamelen. Hij was van mening dat dit speelgoed de experimentele creativiteit van mensen zou kunnen ontkiemen.
Snelle feiten
Verjaardag 24 juni 1927
Nationaliteit Amerikaans
Beroemd: natuurkundigen Amerikaanse mannen
Overleden op 87-jarige leeftijd
Zonneteken: Kanker
Geboren in: New York City, New York
Beroemd als Natuurkundige
Familie: Echtgenote / Ex-: Teri Hoch Perl vader: Fay Perl moeder: Oscar Perl Overleden op: 30 september 2014 plaats van overlijden: Palo Alto, Californië Stad: New York City Amerikaanse staat: New Yorkers Meer feiten opleiding: NYU-Poly en Columbia University awards: Nobelprijs voor natuurkunde in 1995
