เมื่อวันที่ 30 ตุลาคม พ.ศ. 2510 สถาบัน Swedish Academy of Sciences ได้ประกาศว่า ผู้พิชิตรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปีคือ Hans Albrecht Bethe ศาสตราจารย์ฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัย Cornell ในสหรัฐอเมริกา ด้วยผลงานเรื่องทฤษฎีปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ทำให้ดาวฤกษ์แผ่พลังงาน
รางวัลโนเบลที่ Bethe ได้รับในครั้งนั้น ถือได้ว่าเป็นรางวัลโนเบลรางวัลแรกที่มอบให้แก่ผลงานด้าน Astrophysics ซึ่งเป็นวิชาฟิสิกส์ที่เกี่ยวกับดาวฤกษ์กาแล็กซี, pulsar, quasar, หลุมดำ, supernova ฯลฯ เพราะในอดีตคณะกรรมการรางวัลโนเบลไม่คิดว่าดาราศาสตร์ที่ George Ellery Hale, Henri Deslandres, Arthur Eddington, Edwin Habble และ Henrie Nornis Russell ศึกษานั้น เป็นแขนงหนึ่งของวิชาฟิสิกส์
มนุษย์ได้งุนงงสงสัยมาเป็นเวลานานแล้วว่า ดาวฤกษ์ เช่น ดวงอาทิตย์มีแสงสว่างในตัวเองได้อย่างไร และอะไรคือสาเหตุที่ทำให้ดวงอาทิตย์แผ่พลังงานความร้อนที่มากมหาศาลประมาณ 4x1020 จูลต่อวินาที (เท่ากับการเปิดหลอดไฟ 100 วัตต์ จำนวน 4 ล้าน ล้าน ล้าน ดวง) ตลอดเวลาเป็นเวลานานนับห้าพันล้านปีได้
ในอดีตเมื่อ 150 ปีก่อน Hermann von Helmholtz และ Lord Kelvin ได้เคยคิดว่า เวลาดวงอาทิตย์หดตัว เพราะถูกแรงโน้มถ่วงของมันที่รุนแรงกระทำพลังงานโน้มถ่วงถูกเปลี่ยนไปเป็นพลังงานแสง และพลังงานความร้อย แต่การรู้อายุขนาด และมวลของดวงอาทิตย์ทำให้นักฟิสิกส์รู้ว่า กระบวนการเช่นนี้จะทำให้ดวงอาทิตย์ดับภายในเวลา 20 ล้านปี ดังนั้น ทฤษฎีนี้จึงล้มพับไป เพราะดวงอาทิตย์ของเรามีอายุมากกว่านั้นมาก
ในเวลาต่อมา Arthur Eddington (บุคคลผู้ตรวจพบว่า แสงขณะผ่านใกล้ดวงอาทิตย์จะเบี่ยงเบนเส้นทางซึ่งตรงตามคำทำนายของ Einstein) ได้พบว่าก๊าซที่บริเวณแกนกลางของดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิสูงประมาณ 15-20 ล้านองศาเซลเซียส การมีอุณหภูมิสูงเช่นนี้ ทำให้อะตอมของก๊าซไฮโดรเจนแตกตัวเป็นอิเล็กตรอนกับโปรตอน นั่นคือ ก๊าซเปลี่ยนสถานะเป็น plasma แต่ในเวลานั้น นักฟิสิกส์ไม่มีความรู้เรื่องปฏิกิริยานิวเคลียร์ระหว่างโปรตอน ดังนั้น จึงไม่มีใครตระหนักว่า ปฏิกิริยาหลอมรวมโปรตอนเป็นนิวเคลียสของธาตุฮีเลียม คือสาเหตุสำคัญที่ทำให้ดวงอาทิตย์เป็นดวงอาทิตย์
ในปี พ.ศ. 2481 Hans Bethe ได้เสนอความคิดว่า ปฏิกิริยานิวเคลียร์บนดวงอาทิตย์มีสองรูปแบบคือ
หนึ่ง ปฏิกิริยาโปรตอน-โปรตอน ที่อนุภาคโปรตอนสองตัวรวมกันเป็นนิวเคลียสของธาตุ deuterium พร้อมกันนั้น ก็ปลดปล่อยอนุภาค positron กับ neutrino ออกมา ดังสมการ
การคำนวณโดยใช้สมการ E = mc2 แสดงให้เห็นว่า ในปฏิกิริยานี้ไฮโดรเจน 1 กิโลกรัม สามารถปลดปล่อยพลังงานออกมาได้ถึง 6x1014 จูล ซึ่งมากประมาณ 20 ล้านเท่าของพลังงานที่ได้จากการเผาถ่านหินที่หนัก 1 กิโลกรัมเท่ากัน
และในปีเดียวกันนั้นเอง Bethe ก็ได้เสนอกระบวนการที่สอง ซึ่งซับซ้อนยิ่งกว่าปฏิกิริยาแรก เพราะใช้ carbon เป็นสื่อกลางคือ
เพราะปฏิกิริยานี้อาศัย carbon, nitrogen และ Oxygen เป็นสื่อกลาง จึงมีชื่อเรียกย่อๆ ว่า ปฏิกิริยา CNO และ Bethe ก็ได้พบว่า ปฏิกิริยานี้ให้พลังงานประมาณ 1/100 ของปฏิกิริยาแรก
ในดาวฤกษ์ทั่วไปที่มีอุณหภูมิที่แกนกลางสูงกว่าดวงอาทิตย์คือ 16 ล้านองศาเซลเซียส ปฏิกิริยา CNO เป็นปฏิกิริยาที่โดดเด่น แต่ในดาวฤกษ์ที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า 16 ล้านองศาเซลเซียส ปฏิกิริยาโปรตอน โปรตอน คือ ปฏิกิริยาหลักที่ดาวฤกษ์ใช้ในการปลดปล่อยพลังงาน
Hans Bethe ถือกำเนิดที่เมือง Strasbourg (ซึ่งขณะนั้นเป็นเมืองในความปกครองของเยอรมนี เมื่อปี พ.ศ. 2449 และได้รับการศึกษาระดับปริญญาตรีที่มหาวิทยาลัย Frankfurt จากนั้นก็ได้ไปศึกษาระดับปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัย Munich กับ Arnold Sommerfeld โดยทำวิทยานิพนธ์เรื่องการเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนในผลึก ซึ่งเป็นทฤษฎีที่อธิบายการทดลองของ Davidson กับ Germer ซึ่ง Sommerfeld ได้ลงความเห็นว่า Bethe เป็นลูกศิษย์ที่ฉลาดที่สุดที่เขาเคยสอนศิษย์ของ Sommerfeld ได้แก่ Wolfgang Pauli, Max von Laue, Peter Debye และ Werner Heisenberg ซึ่งทุกคนได้รับรางวัลโนเบล เมื่อสำเร็จการศึกษา Bethe ได้ไปทำงานกับ Rutherford ที่ Cambridge และกับ Fermi ที่ Rome
ในปี พ.ศ. 2476 เมื่อนาซีเรืองอำนาจในเยอรมนี Bethe ผู้มีมารดาเชื้อสายยิวถูกคุกคามชีวิต Sommerfeld จึงจัดการให้ Bethe อพยพออกนอกประเทศไปอังกฤษแล้ว ต่อไปเป็นอาจารย์ที่มหาวิทยาลัย Cornell ในสหรัฐอเมริกา
ขณะเกิดสงครามโลกครั้งที่สอง Bethe เป็นหัวหน้าฝ่ายทฤษฎีในโครงการ Manhattan เพื่อผลิตระเบิดปรมาณูที่ Los Alamos ในอเมริกา เมื่อสิ้นสุดสงคราม Bethe ได้สนับสนุนการใช้พลังงานปรมาณูเพื่อสันติ และได้คัดค้าน Edward Teller ไม่ให้สหรัฐอเมริกาสร้างระเบิดไฮโดรเจน แต่ไม่ได้ผล
ชีวิตด้านอาจารย์ของ Bethe เป็นที่ร่ำลือมากว่าสอนหนังสือเก่ง และลูกศิษย์รัก เพราะเป็นคนที่รู้ความสามารถของศิษย์ดี จึงมักมอบโจทย์ที่เหมาะกับระดับความสามารถของศิษย์ให้ทำเป็นวิทยานิพนธ์
ผลงานที่เด่นของ Bethe นอกจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ในดาวฤกษ์แล้ว ยังมีอีกมากมาย เช่น งานที่ทำกับ John Bahcall แห่ง Institute for Advanced Study ที่ Princeton ซึ่งอธิบายเหตุผลว่า ทำไมดวงอาทิตย์จึงปล่อยอนุภาค neutrino ออกมาน้อยกว่าที่วัดได้ และงานที่ทำกับ Gerald Brown เรื่อง supernova ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่ระเบิดตัวเองเวลาเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ในตัวของมันหมดโดยส่งคลื่นกระแทกและอนุภาค neutrino ออกมามากมาย แล้วกลายเป็นหลุมดำที่มีมวล 1.5 เท่าของดวงอาทิตย์
และสุดท้ายคือ ผลงานคลาสสิกที่มีชื่อเสียงมาก คือทฤษฎีของอะตอมที่มีอิเล็กตรอน 2 ตัว และทฤษฎีการสูญเสียพลังงานของอนุภาคที่มีประจุ ขณะเดินทางผ่านสสารกับการคำนวณ Lamb Shift ซึ่งได้เปิดประตูวิชา Quantum Electro Dynamics (QED) ให้โลกรู้จัก
Bethe ได้จากโลกนี้ไปเมื่อวันที่ 6 มีนาคม ศกนี้ ที่บ้านขณะมีอายุ 98 ปี
สุทัศน์ ยกส้าน ภาคีสมาชิก ราชบัณฑิตยสถาน
