Ben Roy Mottelson (1927-2022)

Ben blev født i La Grange, i de vestlige forstæder til Chicago. Under anden verdenskrig blev han sendt til Purdue University for at uddanne sig til søofficer og han forblev dér efter krigen og modtog en BSc grad i 1947. Efter færdiggørelsen af sin Ph.d. fra Harvard i 1950, under vejledning af Julian Schwinger, modtog han et Sheldon rejselegat, og valgte at tilbringe året 1950 – 51 i København, ved Niels Bohr Institutet (NBI – dengang ved navn Københavns Universitets institut for teoretisk fysik). Heldigvis for udviklingen af fysikken blev København hans base resten af hans liv, og han blev dansk statsborger i 1971. Efter tidsbegrænsede ansættelser blev han medlem af staben ved CERN Theoretical Study Group, som arbejdede i København i årene 1953 – 57, inden faciliteterne ved CERNs blivende placering i Geneve blev indviet. I 1957 blev han professor ved det nyetablerede Nordita (Dengang Nordisk Institut for teoretisk atomfysik, nu Nordisk Institut for teoretisk fysik). Ben forblev her resten af sin karriere, bortset fra kortere perioder ved andre institutioner, og var Norditas direktør fra 1981 – 83.

I København opstod en tæt, videnskabelig symbiose mellem Ben og Aage Bohr, som efter en periode i USA blev optaget af muligheden for at kerner kunne være asfæriske. Denne ide, som stod i modsætning til Niels Bohrs billede af kernen som en væske-dråbe, blev i første omgang fremført af James Rainwater på Columbia. Udfordringen, som Ben og Aage tog op, var at forstå udvekslingen mellem kernens kollektive opførsel som en helhed og de individuelle nukleoners bevægelser, for hvilke der fandtes nylig, eksperimentel evidens. Hvis kerner var asfæriske, burde man kunne forvente rotationsbånd, som i molekyler, og disse blev udforsket teoretisk og fundet eksperimentelt i 1950erne. Dette førte til en frugtbar udveksling mellem teorier og eksperimenter, og København blev, på baggrund af Ben og Aages fælles tilstedeværelse, et førende internationalt center for kernefysik. Det ugentlige ”eksperimentelle gruppemøde” på NBI blev et vigtigt forum for diskussioner om kernefysik, både teoretisk og eksperimentelt.

Et af spørgsmålene var hvorfor det effektive inertimoment for deforme kerner var mindre end man ville forvente, hvis kernen roterede som helhed. Dette problem blev løst i 1958, efter David Pines beskrev den da nylige BCS (Bardeen, Cooper, and Schrieffer) forklaring af superledning i metaller som værende som konsekvens af pardannelse af atomer. Det gik op for Ben, Aage og David, at analog pardannelse mellem nukleoner i kernen kunne forklare de reducerede inertimomenter. Andre måder at excitere kerner blev også studeret og Ben og Aages ”unified model” af kernen, forklarede på fremragende vis de eksperimentelle egenskaber i kerner ved lave energier. Sammen med James Rainwater modtog Ben og Aage Nobelprisen i fysik i 1975, for arbejdet med at udrede de mange facetter i atomkernernes opførsel. I den sidste del af denne tidlige periode og derefter, havde Ben et tæt samarbejde med Ikuko Hamamoto, som spillede en vigtig rolle i skabelsen af Ben og Aages to-binds klassiker, ”Nuclear Structure”, som stadig anvendes vidt og bredt i dag.

Efter sin Nobelpris fortsatte Ben med at arbejde med problemer i kernefysik, særligt med deforme kerner, men hans fokus skiftede til små kvantesystemer. Små metalklynger viste sig at have interessante egenskaber og i København havde Ben et frugtbart, teoretisk samarbejde med sine kolleger. I 1971 havde Balian og Bloch forudsagt at niveautætheden i kvantesystemer må vise en superskal struktur, ovenpå den skal-struktur, som var kendt fra atomer og atomkerner. For at kunne observere disse effekter, krævedes systemer med et-tusinde eller flere partikler og dette var derfor umuligt med kerner. Det ville imidlertid kunne lade sig gøre med klynger. Det var en stor triumf at eksperimenter på NBI, for at måle distributionen af klyngestørrelser formet fra Natriumdampe, viste eksistensen af superskaller for første gang.

Kort tid efter stod det klart for Ben, at skal-struktur også ville opstå i halvleder nanostrukturer. Tilbage i 1990erne var dette et helt nyt forskningsfelt, efter disse såkaldte ”kunstige atomer” var blevet skabt i laboratoriet. Med sin nysgerrighed og enestående evne til at sætte tingene ind i en større sammenhæng, bidrog Ben til nanoscience.

Bens entusiasme og dybe kendskab til mange-legeme og få-legeme fysik var inspirerende for de mennesker, der arbejdede sammen med ham, og var en stærk drivkraft i udviklingen af kernefysik og beslægtede forskningsområder. Et andet eksempel er fysikken i ultrakolde, atomare Bose gasser, hvor han arbejdede intenst på egenskaberne ved hvirvler i roterende kondensater og deres forbindelse til superfluiditet. På samme måde satte hans studier af pardannelse i ultrakolde Fermi gasser scenen for de senere eksperimentelle opdagelser af parfluktuationer i disse systemer.

Igennem hele sin karriere søgte Ben at undgå offentlig opmærksomhed og det var hans held, at han var i Kina, da Nobelprisen blev offentliggjort. Han var uprætentiøs og meget imødekommende som person. Bens læseinteresse var bred, og et af hans yndlingssteder var NBI biblioteket, meget tæt på hans kontor.

Ben dedikerede sig til videnskaben og, med et par undtagelser, undgik han administrative stillinger. Ikke desto mindre havde han stor gennemslagskraft i international videnskab, særligt i sin ledende rolle i etableringen af ECT*, the European Centre for Theoretical Studies in Nuclear Physics and Related Areas i Trento, Italien, hvor han blev dets grundlæggende direktør fra 1993 – 1997.

Ben var et familiemenneske. Han var gift med Nancy, født Reno, indtil hendes tidlige død i 1975 og de fik tre børn. I 1983 giftede han sig med Britta Siegumfeldt, som døde i 2014. Bens opfattelse af familien omfattede også fysikersamfundet i København, ved ECT* og i resten af verden.

Ben var et legende menneske: Blandt hans glæder var at lave drager og varmluftballoner, samt at klatre i træer. Ben var frygtløs, når han udtrykte sine holdninger om videnskab eller politik og når han, på sin cykel, ignorerede ting som cykelhjelm og trafiklys. På trods af personlige tragedier og hans egne problemer med helbredet i de sidste år, bevarede han sit karakteristiske gode humør.

Selvom Ben ikke længere er iblandt os, vil hans arv fortsætte med at inspirere os og kommende generationer.

Thomas Døssing, Jens Jørgen Gaardhøje, Chris Pethick and Stephanie M. Reimann-Wacker