Maria Goeppert-Mayer

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Maria Goeppert-Mayer

Maria Goeppert-Mayer ist dt.-us-amerikanische Physikerin, Jugend in Göttingen (ab 1910), Studium der Mathematik und Physik an der Georg-August-Universität, 1930 Promotion über „Über Elementarakte mit zwei Quantensprüngen“ bei Max Born, Nobelpreis 1963

Maria Goeppert-Mayer erhält 1963 als zweite Frau nach Marie Curie den Nobelpreis für Physik zusammen mit Eugene Wigner und J. Hans D. Jensen „für ihre Entdeckung der nuklearen Schalenstruktur“.

Geboren wird sie am 28. Juni 1906 in Kattowitz. Als sie drei Jahre alt ist, ziehen ihre Eltern nach Göttingen, in die Hansenstraße im Ostviertel. Hier beendet sie 1921 die Volksschule und besucht eine „Suffragetten-Schule“ – eine private Schule, die von Frauenrechtlerinnen betrieben wird und Mädchen auf das Abitur vorbereitet. Das muss sie aber in Hannover als „Externe“ an einer Knabenschule ablegen, weil die Mädchenschule wegen Geldmangels geschlossen wird.

1924 beginnt Goeppert-Mayer das Studium der Mathematik an der Georg-August-Universität, wechselt 1927 zur Physik bei Max Born, denn schon als Studentin begeistert sie sich für die damals geschaffene Quantenmechanik. Born wird ihr Mentor und Doktorvater. Sie spezialisiert sich auf theoretische Physik und promoviert bei ihm über den „Doppel-Photon-Prozess“. Danach heiratet sie 1930 im Göttinger Rathaus den amerikanischen Physiker Joseph E. Mayer und geht mit ihm in die in die Vereinigten Staaten. Dort wird sie Deutschkorrespondetin bei einem Physikprofessor der Johns-Hopkins-Universität in Baltimore/Maryland.

Ein Dachzimmer der Hochschule kann sie für eigene Forschungen nutzen. Neun Jahre arbeitet sie dort auf verschiedenen Gebieten der Physik und Chemie, veröffentlicht und bildet Studenten aus. Ihre wissenschaftliche Arbeit beginnt sie mit der Färbung organischer Moleküle. Zusammen mit H.C. Urey (Chemie-Nobelpreis 1934) beschäftigt sie sich dann mit der Trennung von Uran-Isotopen. 1941 übernimmt sie eine Stelle als naturwissenschaftliche Lehrkraft am Frauencollege in Brouxville, New York.

Goeppert-Mayer entwickelt ein bahnbrechendes Modell zu Aufbau und Stabilität des Atomkerns. Die Forschung hatte herausgefunden, dass der Atomkern bei bestimmten Anzahlen von Protonen beziehungsweise Neutronen besonders stabil ist und nannte diese Werte magische Zahlen. Es waren die Zahlen 2, 8, 20, 28, 50, 82 und 126. Zur Erklärung dieses Phänomens entwickelt Goeppert-Mayer mittels gruppentheoretischer Methoden ein neues Klassifikationsschema für Atomkerne auf der Grundlage eines Schalenmodells. Danach sind die Atomkerne dann besonders stabil, wenn solch eine Nukleonenschale mit einer bestimmten Anzahl von Protonen oder Neutronen vollständig gefüllt ist. Mit ihrem Schalenmodell in Verbindung mit der von ihr entwickelten Theorie der starken Spin-Bahn-Kopplung konnte sie nachweisen, dass die Stabilität beziehungsweise Instabilität des Atomkerns von der Konfiguration und Bewegung der Protonen und Neutronen abhängt.

Erst 1950 veröffentlicht sie ihre Theorie, und gemeinsam mit Jensen, der in Heidelberg unabhängig von ihr zum gleichen Ergebnis gekommen war, schreibt sie ein Buch über den Aufbau der Atome. Damit besitzt die Erforschung der Kernstrukturen und -kräfte neue Möglichkeiten.

1963 erhalten beide für die Entdeckung der Schalenstruktur des Atomkerns den Nobelpreis für Physik. Das Schalenmodell stellt eine Annährung dar, da die Wechselwirkungen zwischen den Nukleonen vernachlässigt werden. Es kann daher nur manche Eigenschaften der Kerne erklären, etwa ihr magnetisches Moment im Grundzustand. Für die angeregten Kernzustände muss jedoch die Kopplung mehrerer Nukleonen berücksichtigt werden. Bis heute existiert kein Kernmodell, das alle Eigenschaften des Kerns konsistent beschreiben kann.

Am 20. Februar 1972 stirbt Goeppert-Mayer in San Diego, Kalifornien, wo sie seit 1960 als Physikprofessorin tätig war. Zwei Jahre später wird im Haus Hermann-Föge-Weg 7 ihr zu Ehren eine Gedenktafel angebracht, 1984 in Weende-Nord der Maria-Göppert-Weg nach ihr benannt.


Literatur

Stein, Ilse: Den Schalen der Atome auf der Spur. Göttinger Tageblatt, 30. September 2002.