Před 120 lety založil Eugen Goldstein jednu z prvních soukromých laboratoří

V dějinách fyziky se stává, že intenzivní snaha objasnit nějakou zdánlivě nepatrnou nesrovnalost ve stavu poznání nebo výsledcích naměřených údajů může přispět k zásadně novému či hlubšímu pohledu na přírodní jevy. K takové situaci došlo ke konci devatenáctého století, kdy příroda vyslala hned několik signálů z nitra hmoty v podobě záhadných paprsků. S jejich objevem a studiem vlastností je spjato také jméno pozapomenutého německého experimentálního fyzika židovského původu Eugena Goldsteina. Byl vynálezcem výbojek, objevil anodové záření a někdy je mu přičítán i objev protonu.

Vše začalo objevem tzv. katodových paprsků, což je termín, se kterým se dnes již téměř nesetkáváme. Tyto paprsky se objevují ve skleněných trubicích s velmi zředěným plynem, do nichž jsou zataveny dvě elektrody pod vysokým napětím. Paprsky vycházejí z katody a projevují se mihotavým světélkováním plynu. Uplatňují se v nejrůznějších výbojkách, rentgenových lampách i televizních obrazovkách. Za jejich objevitele v letech 1858 až 1859 je považován německý matematik a fyzik Julius Plücker. Tento vědec který působil na univerzitě v Bonnu,  zároveň zjistil, že lze tyto "světelné sloupce" vychylovat magnetem. Po něm celá řada badatelů méně či více známých jmen (J. W. Hittorf, G. H. Wiedemann, W. Crookes, J. H. Geissler, C. F. Varley, H. Hertz, P. Lenard, W. C. Röntgen) s katodovými paprsky experimentovala a postupně odhalovala jejich další a další vlastnosti.

Životopis

Eugen Goldstein se narodil 5. září 1850 v hornoslezském Gleiwitzu (dnes Gliwice, Polsko) v nezámožné židovské rodině. Krátce studoval na univerzitě ve Wroslavi a pak v Berlíně u jednoho z nejvýznamnějších světových fyziků a mezinárodně proslulého koryfeje německé vědy Hermanna von Helmholtze (mezi jeho studijní kolegy patřili mj. M. Planck, W. Wien či M. I. Pupin). V roce 1881 zde obhájil doktorskou práci a od roku 1888 po celý život působil jako asistent a později (1927) vedoucí sekce astrofyziky (zabývající se fyzikou vesmíru včetně fyzikálních vlastností nebeských objektů) na berlínské a postupimské observatoři.

První soukromá laboratoř

Při studiu vedení elektrického proudu v plynech a fluorescenci látek využíval od roku 1898 svou soukromou laboratoř, což byla tehdy rarita. Zemřel v dusné politické atmosféře antisemitismu a útoků na "židovskou fyziku" v Berlíně 25. prosince 1930 a byl pohřben na hřbitově Weissensee (pro zajímavost - druhém největším židovském hřbitově v Evropě s rozlohou 42 ha, který zázrakem téměř nezničen přečkal éru nacismu i spojenecké bombardování koncem druhé světové války).

Katodové paprsky

Při svých pokusech Goldstein zjistil, že katodové paprsky (Kathodestrahlen) vystupují kolmo z povrchu katody a nezávisejí na materiálu, z něhož je zhotovena. To by znamenalo, že jde o proud nějakých univerzálních částic vycházejících z nitra atomu. Protože však částice menší než atomy nebyly tenkrát známy - a také o samotné existenci atomů stále panovaly pochybnosti - považoval Goldstein katodové paprsky za elektromagnetické vlny; obdobný názor zastávali i další významní němečtí fyzikové H. Hertz a G. H. Wiedemann. Byl také vlastně první, kdo v roce 1876 použil název "katodové paprsky" namísto tehdy užívaného termínu "doutnavé světlo".

Kanálové paprsky

V roce 1886 Goldstein poněkud upravil výbojovou trubici a zjistil, že směrem od anody ke katodě vyletují další paprsky, procházející otvorem ("kanálem") v perforované katodě a pohybující se dál až ke stínítku, kde vyvolávají světélkování. Tyto nové paprsky (Kanalstrahlen) nazval kanálové neboli anodové. Jejich rychlost závisí na vloženém napětí; jde o proud částic (kladných iontů) získaných z plynů. Zapsal se tak do historie atomové teorie a objevu subatomární částice protonu, byť byly (a jsou) jeho vcelku moderní názory široce ignorovány.

Bál se neporozumění

Goldstein v rámci svých prací v oblasti astrofyziky využíval také výbojky s katodovým zářením k výzkumu komet a modelování jejich ohonů. Se svým nadřízeným, ředitelem berlínské hvězdárny W. Foerstrem, o tom otiskli v roce 1897 v Zeitungen zprávu pod titulem: "Německá věda triumfuje". Odráží to tehdejší situaci, kdy se Německo dostalo na jedno z předních míst ve fyzikálním výzkumu a rychle dohánělo zpoždění za Anglií a Francií. Jinak Goldstein publikoval málo, protože jako později Röntgen patřil k těm fyzikům, kteří prezentaci nebo dokonce popularizaci vědeckých výsledků odmítali kvůli riziku nesprávného zjednodušení nebo špatného porozumění.

Německý fyzik Eugen Goldstein založil před 120 lety jednu z prvních soukromých laboratoří.

Prameny:

1. Štoll, I.: Dějiny fyziky. Prometheus, Praha 2009.

2. Gascha, H., Pflanz, S.: Kompendium fyziky. Universum, Praha 2008.

3. Ottvů slovník naučný nové doby (fotoprint). Paseka/Argo, Litomyšl/Praha 1999.

4. Paturi, F. R.: Kronika techniky. Fortuna Print, Praha 1993.

5. Kraus, I.: Dějiny evropských objevů a vynálezů. Academia, Praha 2001.