Ako profesor fyziky na londýnskej Kingʼs College sa venoval pokusom s rádiovými vlnami. Jeho práca viedla k vývoju radarovej techniky.
Sir Edward Victor Appleton bol významnou osobnosťou vedy prvej polovice 20. storočia a svojimi objavmi prispel k jej ďalšiemu vývoju. Podľa svedectiev súčasníkov bol neobyčajnou kombináciou intelektuála a športovca. Ilustračný obrázok. Zdroj: Wikimedia Commons
Edward Victor Appleton sa narodil 6. septembra 1892 v anglickom Bradforde ako syn Petra Appletona a jeho ženy Mary. Otec Peter pracoval ako skladník v spoločnosti Charles Semon and Co., Ltd., a jeho mama bola v domácnosti. Starala sa o Edwardovu o dva roky mladšiu sestru Isabel, ktorá bola od narodenia ťažko chorá.
Detstvo a mladosť
Edwardov otec mal vášeň pre hudbu, pôsobil ako zbormajster a spieval v pomerne známom hudobnom kvartete, s ktorým vystupoval na festivaloch na severe Anglicka. K hudbe viedol aj syna. Malý Edward dobre a rád spieval a ovládal hru na klavíri a na organe. Hoci ho hudba bavila a vynikal aj v športoch, bola to nakoniec fyzika, ktorá ho doslova opantala.
Pozrite si
Edward ako 11-ročný získal štipendium na strednú školu v Bradforde. Patril medzi nadaných žiakov a popri štúdiu sa venoval aj športom: hral kriket a futbal a venoval sa plávaniu. Okrem prírodných vied sa zaujímal o literatúru, ku ktorej ho viedla stará mama. Čítal Dickensa aj Scotta, jeho najobľúbenejšou knihou však po dlhé roky bola Cesta okolo sveta za 80 dní Jula Verna.
Bola to však fyzika, ktorá mladého Edwarda uchvátila a doslova pohltila. Za toto nadšenie podľa vlastných slov vďačil svojmu učiteľovi fyziky. Ten mu vraj umožnil využívať fyzikálne laboratórium, od ktorého dostal kľúče, aj po vyučovaní.
Roky v Cambridgei
V roku 1911 nastúpil Edward V. Appleton ako študent na Cambridgeskú univerzitu. Čoskoro sa mu vďaka vynikajúcim študijným výsledkom podarilo získať štipendium. V lete roku 1914 začal pracovať v Cavendishovom laboratóriu ako študent u Williama Henryho Bragga.
Nositelia Nobelovej ceny za fyziku
William Henry Bragg a sir William Lawrence Bragg boli britskí fyzici, ktorí v roku 1913 vyvinuli Braggovu metódu (metódu otočného kryštálu) na určovanie kryštálovej štruktúry pomocou röntgenového žiarenia a na meranie vlnovej dĺžky. Metóda umožnila zistiť kryštálovú štruktúru mnohých anorganických látok, napríklad diamantu či kamennej soli. Sir William Lawrence Bragg navyše formuloval Braggovu rovnicu (vyjadrujúcu podmienku pre ohyb monochromatického röntgenového žiarenia vlnovej dĺžky lambda na kryštáloch). Bragg takto umožnil zistenie atómovej štruktúry nerastov, zliatin a silikátov. Za tieto objavy dostal spolu s otcom v roku 1915 Nobelovu cenu za fyziku.
Prvá svetová vojna
Počas prvej svetovej vojny Appleton prerušil štúdium na Cambridgeskej univerzite a vstúpil do britskej armády, kde slúžil v zbore Corps of Royal Engineers, ktorá poskytuje britským ozbrojeným silám služby v oblasti vojenského inžinierstva a technickej podpory.
Po vojne sa opäť vrátil na Cambridge, kde pokračoval vo výskume fyziky atmosféry, pričom používal najmä rádiové vlny. V roku 1920 bol vymenovaný za asistenta v odbore experimentálnej fyziky v Cavendishovom laboratóriu.
Výskum šírenia elektromagnetických vĺn
V roku 1924 bol menovaný za profesora fyziky na londýnskej univerzite Kingʼs College, kde pôsobil ďalších 12 rokov. Dokončil svoj výskum šírenia elektromagnetických vĺn a vlastností ionosféry. V tom istom roku začal skúmať silu rádiových signálov prijímaných v Cambridgei zo stanice BBC v Londýne. Čoskoro zistil, že sila signálu je počas dňa konštantná, ale počas noci sa mení a takmer pravidelne stúpa a klesá. Predpokladal, že v noci prístroj v Cambridgei neprijíma jednu, ale dve vlny, pričom jedna sa šíri priamo a druhá sa odráža od atmosféry.
Na ceste k radaru
Predpoklad existencie odrazovej vrstvy po prvý raz vyslovil Balfour Stewart približne o štyridsať rokov skôr. V roku 1902 Oliver Heaviside a A. E. Kennelly nezávisle od seba postulovali teóriu vodivej vrstvy atmosféry: Kennellyho-Heavisidovu vrstvu.
Pomocou vysielača BBC Appleton uskutočnil experimenty, aby dokázal, že táto vrstva existuje, a určil jej polohu a výšku nad zemou. Použil metódu, ktorá sa dnes nazýva frekvenčne modulovaný radar. Ionosféra tak bola prvým „objektom“ zisteným pomocou rádiolokácie, čo viedlo k veľkému rozvoju rádiového výskumu a k vynálezu radaru.
Tieto experimenty však priniesli viac otázok ako odpovedí. Ďalšie experimenty, uskutočnené v roku 1926, umožnili vysielanie na celom svete. Appleton objavil ďalšiu vrstvu vo výške 250 až 350 kilometrov, ktorá odrážala kratšie vlnové dĺžky vo dne aj v noci, a to s väčšou silou ako Heavisidova vrstva. Uvedomil, že práve táto vrstva – Appletonova vrstva – je zodpovedná za odraz krátkych rádiových vĺn.
Druhá svetová vojna
V roku 1936 sa vrátil ako profesor prírodných vied na Cambridgeskú univerzitu. O tri roky neskôr sa stal sekretárom vládneho Oddelenia vedeckého a priemyselného výskumu, kde počas druhej svetovej vojny pracoval na vývoji radaru. Na základe Appletonových výsledkov Robert Watson-Watt a jeho kolegovia vyvinuli radar, ktorý bol zásadnou inováciou z obdobia druhej svetovej vojny. Za svoje zásluhy bol Appleton v roku 1941 pasovaný za rytiera a získal titul sir.
Udelenie Nobelovej ceny
V roku 1947 bola sirovi Edwardovi V. Appletonovi za jeho výskum vyšších vrstiev atmosféry (Appletonových vrstiev), pri ktorom dokázal existenciu ionosféry, udelená Nobelova cena za fyziku.
V článku, publikovanom pri príležitosti udelenia Nobelovej ceny v roku 1947, sa okrem iného píše: „Viac ako štvrťstoročie bol najaktívnejším pracovníkom v oblasti rádiovej fyziky a počas tohto obdobia uskutočnil výskum mimoriadneho významu.“
Appleton získal okrem Nobelovej ceny aj ďalšie významné ocenenia. V roku 1947 mu udelili najvyššie civilné vyznamenanie Spojených štátov amerických – Medailu za zásluhy – a vymenovali ho za čestného člena francúzskej Čestnej légie. Za jeho prácu počas vojny mu bol udelený aj Nórsky kríž slobody. V roku 1948 ho pápež vymenoval za člena Pápežskej akadémie vied.
V roku 1949 sa sir Edward Appleton presťahoval do Edinburghu, kde sa stal riaditeľom a prorektorom Edinburskej univerzity. Pôsobil na nej až do svojej smrti v roku 1965.
Zdroj: BBC, The Nobel Prize, Nature
Clark, Ronald: Sir Edward Appleton G.B.E., K.C.B., F.R.S. Pergamon Press: 1971
(zh)
