Walter Gordon

Walter Gordon (1893–1939) var en tysk fysiker. Han gjorde flere viktige bidrag til utviklingen av moderne kvantemekanikk og spesielt dens formulering i overensstemmelse med Einsteins spesielle relativitetsteori. Hans navn er direkte knyttet til Klein-Gordon-ligningen som han etablerte omtrent samtidig med den svenske fysiker Oskar Klein.^[4]

Walter Gordon
Født		13. aug. 1893[1] Apolda
Død		24. des. 1939[2][1] (46 år) Stockholm
Beskjeftigelse		Fysiker, universitetslærer, teoretisk fysiker
Embete		Professor
Utdannet ved		Humboldt-Universität zu Berlin[3]
Doktorgrads- veileder		Max Planck
Nasjonalitet		Det tyske riket
Arbeidssted		Stockholms universitet Universität Hamburg
Kjent for		Klein-Gordon-ligning

Etter å ha delvis vokst opp i Sveits med sine jødiske foreldre, begynte Gordon studier i fysikk og matematikk i 1913 ved Universitetet i Berlin. Disse ble avbrutt da han måtte delta i første verdenskrig. Under veiledning av Max Planck fikk han sin doktorgrad der i 1921 med et arbeid i teoretisk fysikk. Dette resulterte i at han ble assistent for Max von Laue de følgende årene med et kortere opphold hos William Lawrence Bragg i Manchester. I 1926 fikk han en stilling ved Universitetet i Hamburg hvor han fikk sin habilitasjon i 1929 og ble professor samme sted året etterpå.

Da nazistene overtok makten i Tyskland i 1933, emigrerte Gordon med sin kone til Sverige hvor han fikk en stilling ved Universitetet i Stockholm. Men han trivdes ikke med sitt nye liv og ble etter hvert syk. Han døde der julaften 1939.^[5]

Faglig virke

Walter Gordon skrev ikke mange arbeid i løpet av sin karriere. Det første av en viss betydning ble publisert i 1923 og omhandler utbredelse av lys i et dielektrisk materiale med en viss brytningsindeks. Han tenkte seg at tidrommet var fylt med slikt stoff og ville finne banen til lysstråler. Ved å innføre en «optisk metrikk» som bærer hans navn, kunne han vise at en slik stråle følger en geodetisk kurve for denne metrikken og ikke for den geometriske metrikken til tidsrommet.^[6]

Hans mest kjente arbeid ble publisert i 1926 og omhandlet Compton-spredning på elektroner. Dette var et par år før man kjente til Dirac-ligningen. Derfor benyttet Gordon en relativistisk bølgeligning som Schrödinger tidligere samme år hadde forkastet. Mens Schrödinger hadde utledet denne ved betraktninger i klassisk mekanikk, viste Gordon i sitt arbeid at ligningen kunne etableres mer direkte ved å erstatte impuls og energi med tilsvarende derivasjonsoperatorer som ellers i den nylig etablerte kvantemekanikken.^[7] Det var også i dette arbeidet det ble klart at ligningen hadde en sannsynlighetstetthet som ikke alltid var positiv, men måtte forstås i stedet som en elektrisk ladningstetthet. Denne relativistiske Schrödinger-ligningen ble først kalt Klein-Gordon-ligningen etter andre verdenskrig.^[8]

Relativistisk kvantemekanikk fikk sitt virkelige gjennombrudd ved etableringen av Dirac-ligningen i 1928. Den forklarte også hvorfor elektronet hadde spinn s = 1/2. Dirac hadde i sitt originalarbeide vist hvordan dette ville resultere i den observerte finstrukturen i spekteret fra hydrogenatomet. Men Gordon kunne etter kort tid gi en fullstendig løsning av Dirac-ligningen for et elektron i Coulomb-feltet fra atomkjernen. Dermed hadde han også et eksakt, relativistisk uttrykk for energinivåene til atomet som inneholdt alle de forskjellige effektene av elektronets spinn.^[9]

Det siste arbeidet som fremdeles knyttes til hans navn, gjorde han ferdig samme år og omhandler egenskaper ved Dirac-ligningen og dens fremstilling av elektrisk strøm for elektroner.^[10] Her viser Gordon hvordan det vanlige uttrykket kan splittes opp i to deler som mer tydelig klarlegger strømmens opphav. Denne «Gordon-identiteten» er noen ganger svært praktisk i sammenheng med relativistiske beregninger av vekselvirkninger mellom elektroner og andre elementærpartikler. ^[11]