Felix Bloch (1905-83), Quantenphysiker

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Felix Bloch wurde am 23. Oktober 1905 in Zürich geboren, wo er auch die Volksschule absolvierte. 1912-18 besuchte er das Gymnasium der Kantonsschule, das heutige Realgymnasium Rämibühl. 1924-27 studierte er gleichzeitig mit Fritz Zwicky Physik an der ETH. 1927 folgte er Peter Debye nach Leipzig. Er doktorierte 1928 bei Werner Heisenberg und habilitierte sich 1932. 1934 ging er an die Standford-Universität und wurde dort der erste Professor für theoretische Physik. 1940 heiratete er Lore Misch, die ihm drei Söhne und eine Tochter schenkte. 1954-55 war er der erste Generaldirektor des CERN in Genf. 1971 wurde er emeritiert. Am 10. September 1983 ist er in in Zollikon an einem Herzinfarkt gestorben.

Felix Bloch
Felix Bloch. Foto um 1952.

Mit seiner Dissertation gilt Felix Bloch als Begründer der Festkörper-Quantenphysik; viele Phänomene und Gesetze sind nach ihm benannt. Im Jahr 1952 erhielt er zusammen mit E. M. Purcell den Physik-Nobelpreis für die Entdeckung und Messung der Kernspin-Resonanz. Kernresonanz liegt u.a. den medizinischen MRI-Geräten zu Grunde (magnetic resonance imaging). M.L.

Kernspin-Resonanz
Kernspin-Resonanz: Ein Proton p (Wasserstoff-Atomkern) kann man sich wie einen kleinen, magnetischen Kreisel vorstellen (Dipolmoment µ). Ein Magnetfeld B übt ein Drehmoment auf das Proton aus. Aus quantenmechanischen Gründen kann sich das Dipolmoment nicht wie eine Kompassnadel parallel zu den magnetischen Feldlinien ausrichten, sondern präzediert (rotiert) um eine Feldlinie herum. Das Proton hat nur zwei mögliche Orientierungen zur Wahl, die unterschiedliche Energien im Magnetfeld aufweisen. Wird mit Radiowellen bestimmter Frequenz genau die passende Energiedifferenz ∆E zugeführt (Resonanz), kann das Dipolmoment in den anderen Zustand übergehen. Diesen Vorgang kann man messen und so Informationen über die Menge der Wasserstoffatome und die chemische Umgebung der Protonen gewinnen.