Victor Francis Hess was een Oostenrijks-Amerikaanse natuurkundige die in 1936 de Nobelprijs voor natuurkunde won voor zijn ontdekking van kosmische straling. Geboren in het eind van de negentiende eeuw in Oostenrijk, studeerde hij af aan de Universiteit van Graz en begon zijn carrière bij het Institute of Radium Research van de Weense Academie van Wetenschappen. Tijdens zijn werk daar in 1913 ontdekte hij dat atmosferische ionisatie niet door de aarde werd veroorzaakt, zoals destijds werd aangenomen, maar door een zeer doordringende straal die zijn oorsprong vond in de ruimte. Helaas waren er op dat moment weinig aanhangers van de theorie buiten de Universiteit van Wenen en het duurde tot 1925 voordat zijn theorie werd bevestigd en de straal werd genoemd als 'kosmische straal'. Hij ontving zelfs later de Nobelprijs voor de natuurkunde voor deze uitvinding. Niettemin bleef hij lesgeven aan verschillende Oostenrijkse universiteiten en toen Oostenrijk eenmaal bezet was door Duitsland, vluchtte Hess naar de VS. Ook daar zette hij zijn onderzoekswerk voort en leverde een belangrijke bijdrage op het gebied van radioactiviteit. Hij was sterk gekant tegen kernproeven omdat hij van mening was dat er zeer weinig bekend was over radioactiviteit om zeker te zijn dat dergelijke tests, zelfs als ze ondergronds worden uitgevoerd, geen invloed zouden hebben op het oppervlak.
Kindertijd en vroege leven
Victor Francis Hess werd geboren op 24 juni 1883 in Waldstein Castle, nabij Peggau in Steiermark, Oostenrijk. Zijn vader, Vinzens Hess, was een boswachter in dienst van Prins Louis van Oettingen-Wallerstein. De naam van zijn moeder was Serafine Edle von Grossbauer-Waldstätt.
In 1893 werd de tienjarige Victor naar het gymnasium in Graz gestuurd voor zijn middelbare opleiding. Nadat hij in 1901 flauwviel, ging hij naar de universiteit van Graz met natuurkunde als zijn major. Vervolgens behaalde hij zijn diploma in 1905 en postdoctoraal in 1908 en tenslotte het doctoraat in 1910.
Carrière
Victor Francis Hess begon zijn carrière met een korte periode bij het Physics Institute in Wenen. Hier werkte hij onder leiding van professor Von Schweidler, die als eerste de jonge Hess kennis liet maken met de nieuwe ontdekkingen die werden gedaan op het gebied van radioactiviteit.
In 1911 trad hij toe tot het Institute for Radium Research, een nieuw geopend onderzoeksinstituut onder de Oostenrijkse Academie van Wetenschappen. Daar werkte hij onder Stefan Meyer, een Oostenrijkse wetenschapper die zich bezighoudt met onderzoek naar radioactiviteit en ook onder Franz Exner, een pionier in de studie van straling.
Onder hen begon hij zijn onderzoek naar gammastraling. Destijds werd aangenomen dat lucht een lichte geleider van elektriciteit was vanwege ionisatie van gammastraling. Aangenomen werd dat de aarde de bron was van deze straling. Maar voorlopige bevindingen suggereerden dat de ionisatie toenam met de hoogte en dus de aarde niet de bron kon zijn.
Een aantal gerenommeerde wetenschappers is hierop gaan experimenteren. Hess ontwierp eerst een nieuw apparaat dat veel nauwkeuriger was dan voorheen. Vervolgens ging hij met ballonnen omhoog om de mate van ionisatie te meten, één keer in 1911 en zeven keer in 1912 en één keer in 1913. Elke keer mat hij de straling systematisch.
Hess ontdekte dat het stralingsniveau afnam tot een hoogte van één kilometer en toen begon te stijgen. Bovendien is de straling op een hoogte van 5 km bijna dubbel zo groot als het stralingsniveau op zeeniveau. Daarom kon de aarde niet de bron zijn.
Hess ging zowel overdag als 's nachts de ballon in. Een van deze beklimmingen werd ook ondernomen tijdens de totale zonsverduistering. Hij vond weinig verschil in de metingen. Dus concludeerde hij dat de zon ook niet de bron van de ionisatie kon zijn.
Uiteindelijk concludeerde hij in 1912 dat onbekende straal met een hoog penetratievermogen vanuit de ruimte de atmosfeer van de aarde binnendringt en dat straal de oorzaak is van een dergelijke ionisatie. Hess publiceerde het resultaat van zijn werk in de Proceedings of the Viennese Academy of Sciences.
Zijn bevindingen werden veel later in 1925 bevestigd door de Amerikaanse natuurkundige Robert Andrews Millikan. Het was Millikan, die de straal 'kosmische straal' noemde. Ondertussen bleef Hess lesgeven aan het Instituut voor Radiumonderzoek en zette tegelijkertijd zijn onderzoekswerk voort.
In 1920 werd hij benoemd tot universitair hoofddocent aan de universiteit van Graz. In 1921 nam hij verlof en vertrok naar de Verenigde Staten. Daar werkte hij twee jaar bij Radium Corporation (New Jersey) en US Bureau of Mines (Washington DC).
Hess kwam in 1923 weer bij de universiteit van Graz en diende daar tot 1931. In 1925 werd hij de gewone hoogleraar experimentele fysica aan de universiteit.
Van 1931 tot 1937 was hij hoogleraar aan het Instituut voor Radiologie van de Universiteit van Innsbruck.
Hess was toen getrouwd en zijn vrouw was een jood.Hij was ook een vertegenwoordiger van de wetenschappen in de onafhankelijke regering van kanselier Kurt von Schuschnigg. Daarom werd hij in 1937, toen Duitsland Oostenrijk bezette, gewaarschuwd dat hij, als hij in Oostenrijk bleef, zou worden gearresteerd en naar het concentratiekamp zou worden gestuurd.
Om vervolging door de nazi's te voorkomen, ging hij eerst naar Zwitserland. Binnen een maand werd zijn arrestatiebevel in Oostenrijk uitgevaardigd. Daarom besloot hij te verhuizen naar de VS, waar de zoon van zijn vrouw uit haar eerste huwelijk woonde.
Uiteindelijk emigreerde hij in 1938 met zijn vrouw naar de VS. In hetzelfde jaar trad hij toe tot de Fordham University als hoogleraar natuurkunde en vervolgde zijn onderzoek.
In 1946 voerde hij samen met Paul Luger van de Seattle University de eerste tests uit voor radioactieve neerslag van bombardementen op Hiroshima in de Verenigde Staten.
In 1947 werkte Hess "een integrerende gammastraalmethode" uit waarmee kleine hoeveelheden radium in het menselijk lichaam konden worden gedetecteerd. Hierdoor werd detectie van radiumvergiftiging in een vroeg stadium haalbaar.
In 1955 werd hij door de Amerikaanse luchtmacht gevraagd om het effect van kernproeven in termen van radioactiviteit te bestuderen. Hess maakte onderscheid tussen natuurlijke en kunstmatige straling en stelde vast dat sporen van kunstmatige straling in de atmosfeer kunnen worden bepaald.
Hij doceerde twintig jaar aan de Fordham University. Daar ging hij in 1958 met pensioen, maar ging verder met zijn onderzoekswerk. Gedurende zijn carrière publiceerde hij zestig artikelen en nogal wat boeken. ‘Die Wärmeproduktion des Radiums’ (De warmteproductie van radium), geschreven in 1912, was zijn eerste gepubliceerde boek.
Grote werken
Hoewel Hess zijn hele leven onderzoekswerk had verricht en belangrijke bijdragen had geleverd aan het begrip van straling en de effecten ervan op het menselijk lichaam, is de ontdekking van de kosmische straling zijn belangrijkste werk. Het opende de deur naar vele nieuwe ontdekkingen op het gebied van de kernfysica en de deeltjes- of hoge-energiefysica.
Awards en prestaties
In 1919 ontving hij de Ignaz Lieben-prijs van de Oostenrijkse Academie van Wetenschappen voor de ontdekking van kosmische straling.
In 1936 ontving Victor Francis Hess gezamenlijk de Nobelprijs voor de natuurkunde voor zijn ontdekking van kosmische straling.
In 1932 ontving Hess de Abbe Memorial Prize en de Abbe Medal van het Carl Zeiss Institute in Jena.
In 1959 werd hij door de Oostenrijkse regering onderscheiden met de Oostenrijkse onderscheiding voor wetenschap en kunst.
Persoonlijk leven en erfenis
In 1920 trouwde Victor Francis Hess met Marie Bertha Warner Breisk. Omdat ze een jood was, moest Hess na de vervolging door de nazi's in 1938 naar de Verenigde Staten verhuizen. Hij woonde daar tot het einde van zijn leven.
In 1944 werd Hess een genaturaliseerde burger van de VS. Marie Bertha stierf aan kanker in 1955. In hetzelfde jaar trouwde hij met Bertha's verpleegster Elizabeth M. Hoenke. Het echtpaar bleef getrouwd tot aan zijn dood in 1964. Hij had geen kinderen.
Tegen het einde van zijn leven leed Hess aan de ziekte van Parkinson. Hij stierf eraan op 17 december 1964 in Mount Vernon, New York.
Trivia
Domenico Pacini, een tijdgenoot van Hess, ondernam ook een uitgebreid experiment met kosmische straling. Maar in plaats van met een ballon omhoog te gaan, ging hij onder zee. Hij stopte zijn instrument in een koperen doos en plaatste het vervolgens in de baai van Livorno.
De straling gemeten op de bodem van de zee was veel minder dan op het oppervlak. Dus concludeerde hij dat de aardkorst niet de bron van de kosmische straling kon zijn. Omdat beide wetenschappers van elkaars werk wisten, werd aangevoerd dat Hess niet de enige eer mocht krijgen om de kosmische straal te ontdekken.
Helaas stierf Pacini in 1934, het jaar waarin werd besloten dat de Nobelprijs de ontdekker van de kosmische straling zou eren. Aangezien deze prijs niet postuum kan worden uitgereikt, werd alleen Hess geëerd voor de ontdekking van kosmische straling.
Snelle feiten
Verjaardag 24 juni 1883
Nationaliteit Amerikaans
Beroemd: natuurkundigen Amerikaanse mannen
Overleden op 81-jarige leeftijd
Zonneteken: Kanker
Geboren in: Peggau
Beroemd als Ontdekker van kosmische stralen
