K Manne G Siegbahn

Siegbahn, Karl Manne Georg, f 3 dec 1886 i Örebro, d 24 sept 1978 i Sthlm, Engelbr. Föräldrar: stationsinspektoren Nils Reinhold Georg S o Emma Sofia Mathilda Zetterberg. Mogenhetsex vid H reallärov å Norrmalm i Sthlm 15 maj 05, kadett vid Krigsskolan på Karlberg 2 juni 05, underlöjtn i Fortifik:s reserv 31 dec 07–09, inskr vid LU 2 febr 06, e o amanuens vid fysiska instit 13 dec 06, ord 29 juli 08, FK 31 jan 08, FL 31 maj 10, assistent 1 juli 10–31 aug 15, disp 26 april 11, doc i fysik 15 maj 11, FD 31 maj 12, tf prof i fysik periodvis 13–14 o 4 sept 15–20, ord 23 jan 20, allt vid LU, led av styr för ab Vetenskapliga instrument, Lund, 17–21, prof i fysik vid UU 15 dec 22, led av VA:s Nobelkomm för fysik 23–62, ordf där 47–57, led av utredn ang ett inst för högspänningsforskn juni-okt 30, prof i experimentell fysik vid VA 5 juni 36 (tilltr 1 juli 37)–31 dec 52, förest för VA:s forskn:inst för experimentell fysik 1 juli 37–30 juni 64, (tf) förest för VA:s Nobelinst:s avd för fysik 45–64, led av Statens tekn forskn:råd 42–51, ordf i försvarets forskn:nämnd febr 43–febr 44, led av naturvetensk forskn:komm aug 44-mars 46, av atomkomm nov 45-okt 59, ordf i utredn ang definitioner på metriska enheter m m maj 50-nov 51. – LFS 16, LVS 22, LVA 22, erhöll 1924 års nobelpris i fysik 25, LIVA 41, LKrVA 46, HedLIVA 51, tekn hedersdr vid KTH 28 maj 57, Hed-LVS 58, hedersdr vid utl univ, led av flera ut akad:er o lärda sällsk.

G 23 maj 1914 i Sthlm, Engelbr, m Katrina (Karin) Evelina Högbom, f 19 maj 1889 i Hudiksvall, d 30 jan 1972 i Sthlm, Engelbr, dtr till sjökaptenen Karl H o Anna Karolina Lundqvist.

Faderns arbete som stationsinspektor gjorde att Manne S flyttade flera gånger under sin uppväxt, och när han började studera på Norra real i Sthlm fick han bo inackorderad hos en moster. Efter mogenhetsexamen böljade han på Krigsskolan med avsikt att sedan bedriva tekniska studier vid KTH. S trivdes dock inte i det militära och när föräldrarna bosatte sig i Lund flyttade han dit.

Vid LU:s fysiska institution blev S snart amanuens och senare även assistent åt professorn i fysik, Janne Rydberg (bd 31). Under sommarferien 1908 gjorde han för första gången en studieresa utomlands, till Göttingen, för att nästföljande sommar resa till München. Det var antagligen redan vid besöket i München som S:s intresse för röntgenstrålning grundlades. Innan det kunde omsättas i praktiskt arbete avslutade han under de två följande åren doktorsavhandlingen Magnetische Feldmessung (1911).

Under de närmast följande åren arbetade S som docent vidare med tekniskt betonade undersökningar, bl a ägnade telefon-membraner, elektriska kablar och högfrekvensgeneratorer. Då Rydberg genom sjukdom blev oförmögen att leda institutionen åtog sig S periodvis detta uppdrag. Det var vid denna tid som S själv började leda arbeten om röntgenstrålning. Inte minst hängde detta samman med att en av de ledande experimentalisterna inom röntgenspektroskopin, den engelske fysikern Henry Moseley i Manchester, med hjälp av noggrann och framför allt systematisk röntgenspektroskopi lyckats fastställa ett samband mellan frekvenserna för olika grundämnens motsvarande röntgenlinjer. Moseleys arbete avbröts dock då han efter första världskrigets utbrott ingick i den expeditionsarmé som sändes till Dardanellerna där han stupade i aug 1915.

S fick idén att fortsätta Moseleys arbete, något som dock krävde tysk utrustning. Denna var svår att få tag på eftersom det i Tyskland rådde generellt exportförbud för fysikalisk utrustning på grund av det pågående kriget. Den enda möjligheten syntes därför vara att tillverka apparaturen själv, ett arbete som underlättades genom bildandet 1917 av ab Vetenskapliga instrument. Ett av de första arbetena kom att bli en undersökning av sambandet mellan massabsorptionskoefficienten och våglängden vid absorption i materia.

Efter 1915 permanentades S:s uppdrag som tf professor, och institutionens arbete leddes nu mer och mer över på röntgenspektroskopi. Framför allt engagerade S sina specialstuderande, och en av dem, Ivar Malmer (bd 24), utvidgade 1915 Moseleys mätningar till att gälla högre atomnummer. Amanuensen vid institutionen Einar Friman och S fann tillsammans 1916 nya serier inom det långvågiga röntgenspektrat, och med ny apparatur och nya mätmetoder förbättrades mätnoggrannheten hundrafalt.

Allt detta möjliggjordes genom S:s och hans medarbetares konstruktioner vad gällde röntgenrör och spektrografer. Exempelvis användes röntgenrör av metall istället för av glas, eftersom dessa var lättare att vattenkyla och därigenom kunde hållas på en konstant låg temperaturnivå. Forskarlaget lyckades även tillverka tunna celluloidhinnor som användes som skiljevägg mellan röntgenröret och spektrografen istället för de metallväggar som tidigare använts och som då absorberat en stor del av röntgenstrålningen. Vakuumpumparna däremot var direkt kopierade efter Leyboldts pumpar i Tyskland.

Till hjälp i detta arbete hade S en handfull verkstadsarbetare. Bland dessa utmärkte sig vaktmästaren A L Pedersen, en metallarbetare som trots att han ej var utbildad finmekaniker producerade en stor del av de röntgenrör och spektrometrar som användes. Han hade dock inte tillgång till den verkstadsutrustning som egentligen behövdes. Först 1919, då L M Ericsson skänkt en fullständig instrument- svarv med verktygsutrustning, kunde institutionen anställa en särskild finmekaniker. En fingervisning om samspelet mellan fysiker och verkstadstekniker ges i en beskrivning av instrumentmakaren, tidigare urmakaren, John Amberntsson, vars "specialitet var att med sagolik fermitet bygga vakuumspektrometrar och metallröntgenrör efter ritningar av S. Dessa liknade läkarrecept däri att endast de mest initierade kunde tyda dem. S tänker nämligen inte i projektioner, utan ser sin konstruktion i rymden och ritar den, på baksidan av ett kuvert, som om pappret vore tredimensionellt".

Efter Rydbergs bortgång 1919 kallades S till den lediga professuren och kom då att leda en institution som nått stor internationell framgång inom röntgenspektroskopin. Trots detta var den fortfarande liten, gammal och trång med en institutionsbyggnad från 1885 om cirka 750 kvm och ett årligt utrustningsanslag om 5 000 kr. Institutionens internationella ställning var dock obestridlig, något som märktes framför allt genom de många besökarna från länder som Tjeckoslovakien, USA, Holland, Danmark, Tyskland, Österrike och Ryssland. S reste också mycket själv, bl a till Tyskland, Schweiz, Frankrike, Belgien, Holland, Tjeckoslovakien och England. Han lärde på så sätt känna några av samtidens framträdande fysiker. Förutom S:s egna forskningsarbeten och det aktiva internationella kontaktsökandet var en viktig orsak till de internationella erkännandena att grundforskningen under första världskriget praktiskt taget legat nere i övriga Europa.

1922 kallades S till att efterträda den s å avlidne professorn i fysik vid UU, Gustaf Granqvist (bd 17), på förslag av professorn i mekanik och matematisk fysik där, C W Oseen (bd 28). Det var framför allt de knappa ekonomiska resurserna i Lund som gjorde att S accepterade kallelsen. I Uppsala hade en ny institutionsbyggnad på 2 100 kvm uppförts 1908 och de årliga utrustningsanslagen uppgick till 9 600 kr. Här fick S bättre möjligheter att fortsätta arbetet inom röntgenspektroskopin, men han räknade ändå med att behöva skaffa en del specialutrustning utöver de apparater som tillhörde honom personligen och som han kunde ta med sig från Lund. Av den kompetenta arbetskraften, som i verkstaden där hade uppgått till tre mekaniker och en lärpojke, följde Amberntsson med till Uppsala, och dessutom skulle S få hjälp av två instrumenttekniker, Ivar Lans och Vallentin Svahn, en lärling och en ritare som framför allt deltog i arbetet med att utveckla spektrograferna och evakueringsteknikerna. Ytterligare en fördel med kallelsen till Uppsala var att S där kunde räkna med stöd från en teoretiker, något som han saknat i Lund.

Det tekniska utvecklingsarbetet i Uppsala ledde till att det långvågiga röntgenområdet såväl som det därtill anslutande kortvågigare ultravioletta området kunde undersökas. Detta var av intresse då röntgenspektrat hade stor betydelse för studiet av atomernas uppbyggnad och bidrog till kunskapen om elektronfördelning och energiförhållanden inom atomen. Även den teoretiska utvecklingen, som följdes av seminarier, speglades i såväl doktorsavhandlingar som tidskriftsartiklar. Några år efter sitt tillträde i Uppsala erhöll S 1924 års nobelpris i fysik för sina "röntgen-spektroskopiska upptäckter och forskningar". Men genom det ganska enahanda arbetet med röntgenspektroskopi gav verksamheten vid institutionen även utrymme för kritik. Utanför denna kunde det t ex heta att "på fysikum gör man inget annat än mäter våglängder".

S byggde sedermera även gitterdelningsmaskiner som användes i det röntgenspektroskopiska forskningsarbetet. En första mindre byggde han 1927 tillsammans med instrumentmakaren I Lindell. En andra konstruerade S 1932 tillsammans med mekanikern och före detta pråmskepparen Ernst Tingvall. Dessa kom att följas av ytterligare två, vilka producerade gitter som användes ända in på 1960-talet. Detta kan ses som ett bevis för att maskinerna var mycket noggranna samtidigt som valet av gittermaterial underlättades genom den metallurgiska utvecklingen.

Den tekniska utvecklingen inom så vitt skilda områden som optik, metallurgi, elektroteknik, elektronik, vakuumteknik, oljor, sköljmedel och fotografisk teknik bidrog till att förhöja kvaliteten på de mätningar som utfördes på institutionen. Liksom tidigare i Lund kom dock verkstadsmekanikernas skicklighet att bli avgörande för fysikforskningen även i Uppsala. Men inte heller fysikerna var främmande för tekniskt konstruktionsarbete. Grundläggande elektroniska komponenter som motstånd fick exempelvis tillverkas på institutionen: "Mycket högohmiga men till storleken små motstånd gick inte att få tag på. Man var hänvisad till att själv tillverka dem i form av tuschstreck i zick-zack på ett blad av glimmer eller att fylla kapillärrör med pyridin och smälta till dem med en platinatråd som kontakt i vardera änden. Som institutionen på den tiden inte hade någon glasblåsare måste var och en som därtill var nödd och tvungen förhärda sig mot doftsensationerna vid hopsmältningen."

Sitt röntgenspektroskopiska forskningsarbete sammanfattade S i Spektroskopie der Röntgenstrahlen (1924). En utökad upplaga 1931 blev ett standardverk som forskare använde bl a för att kontrollera sina resultat. Därmed kunde röntgenspektroskopin sägas vara ett avslutat kapitel. Spektrallinjerna var identifierade och uppmätta med tillfredsställande noggrannhet. 1931 hade även atomens uppbyggnad förklarats, vilket gjorde att det teoretiska intresset för röntgenspektroskopi svalnade högst avsevärt.

I denna situation valde S att inrikta institutionens arbete på precisionsbestämning av fysikaliska konstanter. Sålunda företog medarbetare, genom att absolutbestämma våglängdsskalan för röntgenområdet, en noggrannare bestämning av elektronladdningen som visade på ett systematiskt fel i Millikans ursprungliga mätningar. Man gjorde också noggrannare mätningar av Plancks konstant. Istället för att vända blickarna mot nya forskningsfält fortsatte man alltså arbetet inom röntgen-spektroskopin, nu dock med andra mål.

Som professor vid UU upprätthöll S sina internationella kontakter genom resor. Han företog bl a en föreläsningsturné i USA och Kanada 1924–25, samtidigt som utländska gästforskare arbetade vid institutionen. De flesta var från USA, men gäster kom även från Japan, Norge, Sovjetunionen, Indien, Australien, Belgien och Frankrike. Under hela 1920-talet sökte S ökade resurser för sin forskning genom att argumentera utifrån behovet av dyrbar apparatur vid universitetet. Mellan 1924 och

1926 lyckades han utverka sammanlagt 9 600 kr i extraanslag till mekaniska arbeten vid fysikinstitutionen. Sommaren 1926 gjorde S ytterligare framstötar hos matematisk-naturvetenskapliga sektionen om 9 000 kr för mekaniska arbeten varvid han påpekade att ett liknande anslag beviljats fysiska institutionen vid LU 1918.

I samband med anslagsäskanden inför 1927 års statsverksproposition yrkade S på extraanslag mot bakgrund av att fysikforskning krävde 'jämte en del standardapparater, tillverkning av mer eller mindre komplicerade specialinstrument och inmontering av dessa på sin plats i den experimentella anordningen." Inte minst ekonomiska skäl talade enligt honom för tillverkning i egen regi: "Beställning och tillverkning av specialbyggda instrument på de stora instrumentfabrikerna medför, utom en synnerligen stor tidsutdräkt, så stora kostnader, att denna väg med de starkt begränsade inköpsanslagen är praktiskt taget stängd" (Bih till riksdagens prot 1927, saml 1, bd 3, s 181ff). Framställan bifölls även om riksdagen betonade att anslagen inte fick ses som ett fast åtagande. Oavsett denna markering tycks S:s utökade anslagstilldelning i praktiken mer eller mindre ha permanentats. Mellan 1928 och 1936 steg nämligen extraanslagen från 5 900 kr budgetåret 1928/29 över 13 640 kr 1929/30 till 21 600 kr 1935/36 (exklusive bidrag från universitetets reservfond) samtidigt som de ordinarie anslagen förblev 9 600 kr per år.

Vårterminen 1929 sökte S även att få flera lärartjänster vid institutionen med hänvisning till den ökning av antalet licentiat- och gradualavhandlingar som pågått från höstterminen 1896 till vårterminen 1923. (Antalet varierade mellan tre och elva och hade innevarande termin uppgått till 16 samtidigt som fem nya var på ingående). K M:t beslutade dock att inte efterkomma hans önskemål i det ärendet.

Resursökningarna till trots bidrog framgångarna till att UU:s fysikinstitution i början av 1930-talet tycktes för liten för S. Han insåg att modern fysikforskning, för att vara effektiv, behövde bedrivas på en större och mer industriliknande administrativ bas. Av detta skäl vidgades expansionsplanerna och nu gällde det inte längre den fysiska institutionen i Uppsala utan ett eget forskningsinstitut. S kunde också anta att en större institution som var skild från universitetet skulle ge större professionell, men framför allt administrativ, frihet. Inte minst såg S universitetsprofessorernas undervisningsplikt som en hämsko.

S:s blickar riktades 1930 mot den sedan 1922 nedlagda fysikinstitutionen vid VA i Sthlm. Ett nyöppnande krävde dock stora ekonomiska resurser och det var någonting som VA inte hade för sådana ändamål, särskilt som det pågick försök att inrätta ett institut för fysik med en teoretiker som föreståndare. S tog därför kontakt med ordföranden för Wallenbergstiftelsen, finansmannen Knut Wallenberg, för att presentera en ekonomisk kalkyl som omfattade en byggplan om 1,4 milj kr (inklusive utrustning) samt årsanslag om 100 000 kr för ett institut för fysik. Av de önskade summorna kunde VA bidraga med ett engångsbelopp om 100 000 kr samt 15 000 kr årligen. För att kunna bygga och driva ett institut i 20 år fattades alltså tre milj kr, en summa som S nu förhörde sig om möjligheterna att söka från Wallenbergstiftelsen.

Wallenberg biföll med två villkor: att minst hälften av den tänkta summan om tre miljoner – alltså 1,5 milj kr – skulle anskaffas från annat håll och att S själv skulle åtaga sig chefskapet för institutet. Det första villkoret sökte S uppfylla genom att intressera den amerikanska Rockefellerstiftelsens internationella organisation som tidigare rekommenderat stöd till honom. Nu hoppades S på förnyat förtroende, inte minst eftersom andra nobelpristagare – den sv kemisten The Svedberg och den danske fysikern Niels Bohr - fått bidrag därifrån. Rockefellerstiftelsens svar till S var emellertid till en början negativt, men då Oseen blivit föreståndare för Nobelinstitutet för teoretisk fysik 1933 gjorde S nya framstötar. I jan 1934 förklarade han för Wallenberg att ordföranden för Nobelstiftelsen och VA:s sekreterare var beredda att föreslå att stiftelsen skulle bekosta institutets byggnad och utrustning med medel ur Nobelkommitténs för fysik organisationsfond. De två avsåg dessutom att uppvakta ecklesiastikministern för att föreslå en proposition till riksdagen avseende lön till en personlig forskningsprofessur för S och ett årligt bidrag till driftskostnaderna.

I sin framställan till regeringen om en personlig professur för S och ett driftskostnadsbidrag framhöll VA betydelsen av att S tilläts ägna sig åt sin forskning "ostörd av det krävande arbetet med undervisning, examination m m". Konsistoriet vid UU invände dock att det inte stod utom allt tvivel att framgångsrik forskning endast kunde bedrivas ostörd av lärartjänstgöring. Tvärtom hävdade det att nära förbindelser med "en studerande ungdom" var av stor betydelse också för läraren och för hans forskningsverksamhet. Konsistoriet påpekade också att S:s "utomordentliga vetenskapliga arbetskraft" kunde utnyttjas utan att han flyttades från universitetet om där bara fanns tillräckligt med resurser för en rationell arbetsdelning genom att undervisning och forskning delades mellan flera professorer eller genom att professorn fick hjälp med olika tekniska och mekaniska uppgifter. En utredning visade emellertid att kostnaderna för ett forskningsinstitut vid UU skulle överstiga dem som beräknats av VA och att några finansiella fördelar därför inte existerade för att inrätta institutet i Uppsala. Skälen till att det för statsmakten skulle bli billigare att stödja forskningsinstitutet vid VA var bidraget ur Nobelkommitténs för fysik organisationsfond för byggandet och inredningen av institutet.

Mot denna bakgrund avvisade ecklesiastikministern invändningarna och en personlig professur inrättades för S under de förutsättningar som VA och Wallenbergstiftelsen givit. Utöver detta åtog sig K M:t att betala en fast årlig summa fram till 1951. På så sätt hade S uppnått sitt mål att inrätta ett forskningsinstitut för experimentell fysik. Karakteristiskt nog för de nya möjligheterna till resurskrävande experimentell fysikforskning blev första projektet vid det nya institutet bygget av en cyklotron.

Nobelstiftelsens frikostighet i samband med inrättandet av Nobelinstitutet för experimentell fysik intresserade samtida debattörer, och framför allt ledde innehållandet av två Nobelpris i fysik åren 1932 och 1935 till spekulationer om att icke utbetalade prissummor skulle ha bidragit till inrättandet av forskningsinstitutet. Konkreta och handfasta bevis saknades visserligen, men indicier som att de innehållna priserna hängde samman tidsmässigt med Nobelinstitutets inrättande och S:s leda-motskap av Nobelkommittén för fysik tycktes komprometterande.

Debatten dog dock ut då institutet byggdes och andra världskriget bröt ut något år senare. Genom krigstillståndet hölls nämligen samtliga Nobelpris inne fram till 1943. Efter krigsslutet hade därmed de särskilda fonderna, dit större delen av medlen från de icke utdelade prisen slus-sades, vuxit med närmare 70 procent, och det blev inte längre fråga om att hålla inne Nobelpris. Samtidigt kan det konstateras att kritikernas farhågor om en botten-skrapning av den särskilda fonden för att finansiera det nya institutet knappast varit befogade ens före andra världskrigets utbrott. Kapitalet i fysiska Nobelkommitténs särskilda fond ökade tvärtom mellan 1933 och 1938 och sedan igen 1941, då de till följd av kriget innehållna prispengarna kraftigt ökade kapitalet, men då var forskningsinstitutet för experimentell fysik sedan länge färdigt.

De stora summor som behövdes för inrättandet av VA:s Nobelinstitut för experimentell fysik kom istället från Nobelkommitténs för fysik organisationsfond där den avgörande transaktionen gjordes 1932 då Nobelstiftelsen överförde 200 000 kr från huvudfonden till var och en av de fem organisationsfonderna. Till denna fond gjordes dock inga utbetalningar från innehållna Nobelpris. Organisationsfonden, som skapats i samband med fysikprisen, bottenskrapades mellan 1937 och 1939 då kapitalet togs i anspråk för det nya forskningsinstitutet. Samtidigt var fondens ändamål just finansiering av forskningsinstitut.

Från början hade S ett tiotal medarbetare i det nya forskningsinstitutet. Antalet ökade dock efter hand och var i böljan av 1950-talet ca 50. Personalen bestod av en tredjedel forskare, en tredjedel tekniska biträden och en tredjedel övrig personal, bl a mekaniker, snickare och vaktmästare. Eftersom arbetet med att skapa institutet hade pågått i det tysta väckte det stort uppseende när det meddelades att S skulle bli chef för ett planerat institut för fysik i Sthlm. Precis som tidigare från Lund tog S nu med sig skickliga mekaniker från Uppsala, bl a Tingvall, som i de nya lokalerna hade större plats än i Uppsala (cirka 2 700 kvm). S fick även en egen tjänstebostad - en villa om 800 kvm i anslutning till institutet.

Det inledande projektet, färdigställandet av Sveriges första cyklotron, var dyrt och betalades med medel ur Knut och Alice Wallenbergs stiftelse. Cyklotronen började operera 1942 och användes för att studera kärnreaktioner samt att leverera radioaktiva isotoper för medicinskt bruk till olika skandinaviska sjukhus. I början konstruerade S också två nya typer av röntgenrör, färdigställde ett elektronmikroskop och fortsatte tillverkningen av gitter med hjälp av den gittermaskin han tagit med sig från Uppsala.

Åren under andra världskriget var en period som präglades av en kraftig uppbyggnad av sv naturvetenskaplig forskning. En institution som fick betydligt höjda anslag även efter krigsslutet var VA:s Nobelinstitut för experimentell fysik under ledning av S. Riksdagens villkor för institutets tillblivelse hade visserligen varit att statens kostnader inte skulle ökas utöver ramen om 48 000 kr årligen efter 1946, då Wallenbergstiftelsens åtaganden upphörde. Men i aug 1945 förändrades grunderna för institutets finansiering drastiskt genom de två atombombsexplosionerna över Japan. S själv tycks ha varit mycket optimistisk om sina och det sv forskarsamhällets möjligheter att utveckla en atombomb. Till en besökande journalist uttalade han i nov 1945 att han kunde "göra en atombomb på några få månader", dock under förutsättning att de nödvändiga resurserna gjordes tillgängliga. Han lyckades också utverka ökade medel från Wallenberg- och Rockefellerstiftelserna, ett statligt engångsanslag och under de följande åren ökade statsanslag för byggandet av en större cyklotron som skulle leverera deuteroner med energier på 25 MeV. Redan 1948 stod den nya cyklotronen färdig att tas i bruk.

Även om chefskapet för VA:s Nobelinstitut för experimentell fysik var S:s viktigaste uppdrag var det långt ifrån det enda. Han anlitades i olika remiss- och utredningsarbeten samt styrelseuppdrag. Då institutet förstatligades 1964 lämnade S sin chefspost och gick i pension vid en ålder av 77 år. Han hade då varit en ledande gestalt inom sv fysikforskning under nästan ett halvt sekel och initierat den utveckling mot större institut och forskningscentra som senare ofta setts som en nödvändighet för bedrivande av fysikforskning.

Till skillnad från många andra framstående naturvetare från det sena 1800-talet och det tidiga 1900-talet blev S aldrig känd som en bärare av traditionella kulturvärden. I sina målmedvetna strävanden efter bättre forskningsresurser för experimentell verksamhet bör han snarare betraktas som en forskare i världskrigens skugga. Hans forskargärning bestod främst i att han genom snillrika instrumentkonstruktioner drev mätnoggrannheten inom röntgenspektroskopin långt utöver tidigare gränser, ett arbete som visade prov på teknisk snarare än vetenskaplig briljans. Därigenom skapade S ett experimentellt material av stort värde för den moderna fysiken, särskilt atomfysiken.