Siegbahn
erhielt 1924 den Physiknobelpreis für seine Forschungen und Entdeckungen
auf dem Gebiet der Röntgenspektroskopie.
Manne Siegbahn studierte an der Universität Lund und promovierte dort 1911
über „Magnetische Feldmessungen“. Von 1907 bis 1911 war er
Assistent von Johannes R. Rydberg (1854 bis 1919) am Physik-Institut der Universität,
anschließend Dozent, und 1920 wurde er Physikprofessor. Drei Jahre später
übernahm er eine Professur an der Universität Uppsala, 1937 erhielt
er eine Forschungsprofessur für Experimentalphysik an der Schwedischen
Akademie der Wissenschaften.
Als das Physik-Department des Nobelinstituts der Akademie entstand, wurde Siegbahn
der erste Direktor.
1912-1937 konzentrierten sich seine Forschungsarbeiten auf röntgen-spektroskopische
Untersuchungen. Er entwickelte auf diesem Gebiet vollständig neue Methoden
und Instrumente. Seine Verbesserungen von Vakuumpumpen und Röntgenröhren
ermöglichten wesentliche Steigerungen der Strahlungsintensität, und
seine Spektrographen und Gitter hatten deutliche Erhöhungen der Messgenauigkeit
zur Folge. Es gelang ihm, zahlreiche neue Röntgenlinien in der charakteristischen
Röntgenstrahlung der Elemente zu entdecken; insbesondere fand er 1916 die
sogenannte M-Serie. Vorher hatte bereits Charles Glover Barkla die K-Serie (Übergänge
zum atomaren Grundzustand) und die L-Serie identifizieren und damit die Röntgenspektroskopie
begründet – Wilhelm C. Röntgen hatte rund 20 Jahre zuvor noch
nicht die technischen Möglichkeiten zur Messung eines Röntgenspektrums
gehabt. Mit seinen Kollegen gelang Siegbahn 1924 der Beweis, dass auch Röntgenstrahlen
beim Durchgang durch Prismen gebeugt werden – wie Licht, jedoch wegen
der kürzeren Wellenlänge viel schwächer und begleitet von starker
Absorption.
Siegbahns neue Präzisionstechniken ermöglichten eine nahezu vollständige
Kenntnis der inneren Energieniveaus in den Elektronenhüllen der Atome und
gleichzeitig solide empirische Begründungen für die quantenmechanische
Interpretation von atomaren Strahlungsprozessen. Seine Ergebnisse auf diesem
Gebiet fasste Siegbahn in dem 1923 erschienenen Buch über „Spektroskopie
der Röntgenstrahlen“ zusammen, einem Klassiker der wissenschaftlichen
Literatur. Die Genauigkeit der dort wiedergegebenen Werte für die Energieniveaus
in den Aromhüllen war 30 Jahre später akzeptabel.
Seine späteren Arbeiten betrafen vor allem Probleme der Kernphysik. Unter
seiner Leitung wurden ein Zyklotron zur Beschleunigung von Deuteronen (Atomkerne
des schweren Wasserstoffs) und andere Geräte wie Spektrographen zur Messung
der Bestrahlung gebaut. An seinem Institut wurden viel Kernreaktionen studiert
und präzise Messungen der magnetischen Momente von Atomkernen durchgeführt.
Zahlreiche Wissenschaftler, davon viele aus dem Ausland, waren an diesen Arbeiten
beteiligt. Auch die österreichische Physikerin Lise Meitner (1878-1968);
die 1939 Otto Hahns Uranversuche in Berlin als Kernspaltung gedeutet hatte,
arbeitete nach ihrer Flucht aus NS-Deutschland an diesem Institut, jedoch nicht
mit Siegbahn zusammen.