Edward Mills Purcell Kimdir, Hayatı, Eserleri, Hakkında Bilgi

PURCELL, Edward Mills (1912 – 7 Mart 1997 Massachusetts)

ABD’li fizikçi. Atom çekirdeğinin manyetik momentini ve konumunu saptamakta kullanılan nükleer manyetik rezonans yöntemini geliştirmiştir.

30 Ağustos 1912’de Illinois Eyaleti’nin Taylorville kentinde doğdu. 1933’te Purdue Üniversitesi’nin elektrik mühendisliği bölümünü bitirdikten sonra bir yıl için gittiği Almanya’da, Karlsruhe Technische Hochschule’de fizik öğrenimi gördü. ABD’ye dönüşünde, Harvard Üniversitesi’nde doktora yapmaya başladı. 1938’de doktorasını tamamladı ve Harvard’da öğretim görevlisi olarak kaldı. 1940’ta Massachusetts Institute of Technology’de, askeri amaçlı araştırmalar için kurulan Radyasyon Laboratuvarı’nda görev aldı. Savaşın bitiminde geri döndüğü Harvard’da 1949’da profesörlüğe yükseltilen ve bugün de aynı üniversitede Gerhard Gade profesörlüğünü yürütmekte olan Purcell, 1952’de Nobel Fizik Ödülü’nü Felix Bloch ile paylaşmıştı.

Purcell 1946’da, I.I. Rabi’nin gaz moleküllerinin manyetik momentlerini ölçmekte kullandığı yöntemi, sıvı ve kristallere uyarlayarak, kendisine Nobel Ödülü’nü kazandıran buluşu olan “nükleer manyetik rezonans” (NMR) yöntemini geliştirmeyi başardı. Elektrik yükü taşıyan ve açısal momentumu (spini) bulunan her sistem bir manyetik alan içerisinde kendine özgü bir “Larmor frekansı’yla “presesyon devinimi” yapar. Bu devinim, eğik olarak düşmüş bir topacın ekseninin, düşey doğrultu çevresinde dönmesine benzer. Atomik sistemlerin açısal momentumları, ancak Planck sabitiyle ölçülen basamaklarla değiştiğinden, sistemin manyetik alan içerisinde sahip olduğu potansiyel enerji, bu basamaklara göre belirlenen konuma (açısal momentum vektörünün manyetik alanla yaptığı açı) bağlıdır. Potansiyel enerji manyetik alanın şiddeti ve manyetik momentin çarpımıyla da orantılı olduğundan, sisteme belli miktarlarda enerji verilirse sistem daha yukarı basamaklara çıkabilir. Örneğin açısal momentum vektörünün yalnız iki konumu olan bir protonun, uygulanan manyetik alana göre konumu, potansiyel enerjiyi en düşük düzeyde tutacak biçimdedir. Purcell’in geliştirdiği yöntemde protona, içinde bulunduğu kuvvetli manyetik alana dik ve ona oranla oldukça zayıf, “dönen yada salman” bir başka manyetik alan daha uygulanır. Bu alanın değişme frekansı protonun Larmor frekansına eşit olduğu anda, proton bu alanla “rezonansa” gelerek enerji emer ve daha yüksek enerjili bir konuma geçer. Protonun enerji emdiği anda besleyen alanda oluşan enerji azalmasının niceliği ve frekansı da çok basit bir elektronik düzenekle saptanabilir ve böylece protonun ya da benzer biçimde manyetik rezonansa gelen başka bir parçacığın Larmor frekansı büyük bir duyarlılıkla ölçülebilir. Eğer uygulanan manyetik alamn şiddeti biliniyorsa çekirdeğin manyetik momenti, bu durumun tersi söz konusuysa, uygulanan manyetik alanın şiddeti hesaplanabilir. Bugün çok geliştirilmiş olan manyetik rezonans yöntemleriyle fizik, kimya, biyoloji ve arkeolojide çeşitli ölçmeler yapılarak, malzemenin cinsi, yapısı ve moleküllerinin uzaydaki konumları saptanabilinmekte, dahası küresel olmayan çekirdeklerin yapılan da aydınlatılmaktadır.

Radyoastronomi alanında da önemli araştırmalar gerçekleştiren Purcell 1951’de, yıldızlar arası uzayda bulunan yüksüz hidrojen atomlannın saldığı 21 cm. dalga boyundaki ışımayı saptayarak, J.H. Oort’un kuramsa! öngörüsünü doğrulamayı ve Gökada’nın biçimine açıklık kazandırmayı başaran bilim adamları arasında yer aldı.

Türk ve Dünya Ünlüleri Ansiklopedisi