Эрнест Орландо Лоуренс биография. Физик, создатель первого циклотрона

0
8
Эрнест Орландо Лоуренс
  • Имя: Эрнест Орландо Лоуренс
  • Род деятельности: Физик, создатель первого циклотрона
  • Дата рождения: 8 августа, 1901
  • Дата смерти: 27 августа, 1958 (57 лет)
  • Место рождения: Кантон, Южная Дакота, США

Эрнест Лоуренс был американским ученым-ядерщиком, получившим Нобелевскую премию по физике в 1939 году за изобретение циклотрона.

Лоуренс начал свое образование в колледже с химии, но вскоре перешел на физику и в конечном итоге получил докторскую степень по физике в Йельском университете. Работая доцентом в Калифорнийском университете, 28-летний Лоуренс разработал круговой ускоритель частиц, позже названный циклотроном. Это изобретение принесло ему не только Нобелевскую премию, но и полную профессуру в возрасте 29 лет и должность директора Радиационной лаборатории в 35 лет. Хотя он получил патент на свое новое изобретение, он так и не получил от него никаких гонораров. Вместо этого он сосредоточился на разработке более крупных и мощных циклотронов и помогал другим строить их.

Как только началась Вторая мировая война, он участвовал в ряде оборонных проектов. Он был вовлечен в Манхэттенский проект, и уран-235, необходимый для создания бомбы в Хиросиме, поступал в основном из его лаборатории в Беркли. Он также решительно выступал за производство водородной бомбы. В то же время он в равной степени интересовался развитием ядерной медицины и сотрудничал в этом с братом.

Ранняя жизнь

Эрнест Орландо Лоуренс родился 8 августа 1901 года в Кантоне, Южная Дакота. Оба его родителя, Карл Густав и Гунда (урожденная Якобсон) Лоуренс, были норвежского происхождения. Первоначально они были учителями в кантонской школе. Позже Карл Густав стал суперинтендантом государственного образования в Южной Дакоте.

У Эрнеста Орландо был младший брат по имени Джон Хундейл Лоуренс, который вырос и стал врачом. Позже он стал известен своей новаторской работой в области ядерной медицины.

По словам его матери, Эрнест «родился взрослым». Он также был непрестанно любопытным, очень настойчивым и полным энтузиазма. Лучшим другом Эрнеста был Мерл Тув, впоследствии ставший известным физиком-ядерщиком. Вместе двое детей построили собственную коротковолновую радиопередающую станцию.

Эрнест получил раннее образование в Кантонской средней школе. Потом он поступил в колледж Святого Олафа в Нортфилде, штат Миннесота, и проучился там всего один год. В 1919 году он перешел в Университет Южной Дакоты и в 1922 году ушел оттуда со степенью бакалавра химии.

Во время изучения химии в Университете Дакоты Эрнеста заметил декан Льюис Э. Экли. Он обучал Эрнста наедине. Под его влиянием Эрнест начал интересоваться физикой и после окончания учебы поступил в Миннесотский университет по специальности физика и получил степень магистра в 1923 году.

В этот период на Эрнеста сильно повлиял Уильям Фрэнсис Грей Суонн, известный своими работами в области космических лучей и физики высоких энергий. После получения степени магистра Эрнест последовал за Суоном сначала в Чикагский университет, а затем в Йельский университет.

В 1925 году он получил степень доктора философии в Йельском университете. Он написал докторскую диссертацию по фотоэлектрическому эффекту в парах калия. Затем он получил стипендию Национального исследовательского совета по рекомендации Суанна и продолжил работу в Йельском университете.

Карьера

В 1925 году Эрнест Лоуренс начал свою карьеру в качестве научного сотрудника Йельского университета. В 1927 году он стал доцентом Йельского университета. Хотя к этому времени он получил более выгодные предложения от Вашингтонского и Калифорнийского университетов, он решил остаться в Йельском университете.

В конце концов, в 1928 году он перешел в Калифорнийский университет в Беркли на должность доцента физики. Здесь он продолжил свои исследования фотоэлектричества и вместе со своими учениками опубликовал ряд статей в этой области. Однако очень скоро он переключился на совсем другую ветку.

В 1929 году, сидя в библиотеке, однажды вечером Лоуренс натолкнулся на рисунок, который его очень заинтересовал. Очень скоро он вместе с двумя своими учениками изобрел круговой ускоритель частиц, который мог разгонять ядерные частицы до очень высоких скоростей без использования высокого напряжения. Известный как циклотрон, устройство открыло простор для многих новых разработок.

В 1930 году он стал профессором Калифорнийского университета. Между прочим, он был самым молодым человеком, занимавшим такой пост. Лоуренс продолжил свои исследования в области ядерной физики и сосредоточился на создании более крупных и мощных циклотронов.

К 1932 году его команда смогла разложить литий с помощью циклотрона в лаборатории Беркли. Впоследствии здесь начали распадаться более тяжелые металлы. Более того, с помощью циклотрона ученые смогли точно измерить энергии связи ядер, а также энергию реакции. Эти эксперименты проложили путь к более быстрому развитию ядерной физики.

В 1934 году Эрнест Лоуренс получил патент на свой циклотрон. Тем не менее, он никогда не брал с этого никаких гонораров. Вместо этого он поручил это Исследовательской корпорации по развитию науки, которая финансировала большую часть его ранних работ. Он неоднократно говорил: «Патентное сознание может перевернуть страницы прогресса».

В феврале 1936 года Гарвардский университет сделал ему заманчивое предложение. Чтобы удержать Лоуренса, Калифорнийский университет согласился улучшить инфраструктуру. До этого Лоуренс и его команда работали в старом здании. Радиационная лаборатория со всеми современными удобствами была официально открыта 1 июля 1936 года под руководством Лоуренса в качестве ее директора.

В то время как университет согласился предоставить ежегодный грант в размере 20 000 долларов, Лоуренс сократил расходы, укомплектовав свою лабораторию аспирантами, младшими преподавателями и другими людьми, готовыми работать на что угодно. Он относился к каждому сотруднику как к члену команды и в то же время сосредоточился на создании все больших и больших циклотронов.

К маю 1939 года Лоуренс построил 60-дюймовый циклотрон. Затем в июне он бомбардировал частицы железа, чтобы получить первые радиоактивные изотопы. Наряду с ядерными исследованиями он также поощрял исследования использования изотопов в терапевтических целях. В этом он тесно сотрудничал со своим братом Джоном Хундейлом Лоуренсом.

Как только началась Вторая мировая война, Лоуренс занялся военными проектами. В 1940 году он помог создать Радиационную лабораторию в Массачусетском технологическом институте. В то же время он стал лично участвовать в Манхэттенском проекте, который был создан с целью разработки атомной бомбы.

В 1941 году он стал участвовать в программе борьбы с подводными лодками и направил многих своих учеников в лаборатории подводного звука. В то же время его радиационная лаборатория в Беркли начала работать круглосуточно. Он построил более крупные и мощные циклотроны, один из которых использовался для искусственного получения мезонов.

Эрнест Лоуренс также сосредоточился на усовершенствовании Калутрона, который использовался для отделения Уранима-235 от обычного урана. Как только это было сделано, Радиационная лаборатория в Беркли сверхурочно работала над производством урана-235, необходимого для создания бомбы в Хиросиме.

По окончании Второй мировой войны Лоуренс начал свою кампанию по государственной поддержке крупных научных проектов. В этом он во многом преуспел. Когда в 1946 году 186-дюймовый циклотрон вступил в строй, он снова начал принимать активное участие в экспериментах, используя отрыв дейтронов для обнаружения азота-17.

Лоуренс был заинтересован в разработке более мощной водородной бомбы и сыграл ключевую роль в решении США приступить к реализации такого проекта. Именно из-за его вмешательства в 1952 году в Ливерморе была создана вторая лаборатория ядерного оружия; первый находится в Лос-Аламосе.

Большинство ключевых ученых Ливермора были его учениками из Беркли. Остальные годы он провел, живя в этой новой лаборатории. Сегодня она известна как Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса.

Основные работы

Эрнест Лоуренс наиболее известен своим изобретением циклотронов. До изобретения синхротрона в 1950 году они были самым мощным ускорителем элементарных частиц. Даже сегодня они используются во всем мире для получения пучков частиц в физике и ядерной медицине.

Кроме того, Лоуренс изобрел метод получения временных интервалов в три миллиардных секунды и другой метод измерения отношения e / m электрона.

Награды и достижения

Эрнест Орландо Лоуренс был удостоен Нобелевской премии по физике в 1939 году за изобретение циклотрона.

В 1937 году он получил медаль Эллиота Крессона от Института Франклина и медаль Хьюза от Королевского общества.

В 1938 году он был награжден премией Комстока по физике Национальной академией наук, а в 1940 году — медалью Дадделла и премией Королевского физического общества.

Кроме того, он также получил медаль Холли в 1942 году, премию Уильяма Проктера в 1951 году, медаль Фарадея в 1952 году и премию Энрико Ферми Комиссии по атомной энергии в 1957 году.

Личная жизнь

В 1932 году Эрнест Лоуренс женился на Мэри Кимберли (Молли) Бламмер. Он впервые встретился с ней в 1926 году, когда работал научным сотрудником в Йельском университете. Ее отец был деканом Йельской школы медицины.

Поскольку ей тогда было всего шестнадцать лет, они не могли сразу пожениться. Тем временем он переехал в Калифорнию и включился в свои эксперименты. В конечном итоге они обручились в 1931 году, а в следующем году поженились. У пары было шестеро детей: Эрик, Маргарет, Мэри, Роберт, Барбара и Сьюзен.

В конце жизни Лоуренс заболел хроническим язвенным колитом. Он также был перегружен работой. Несмотря на это, когда президент Дуайт Д. Эйзенхауэр попросил его поехать в Женеву для участия в переговорах с Советским Союзом по предлагаемому Договору о частичном запрещении ядерных испытаний, он согласился.

К сожалению, он заболел в Женеве и после начального лечения был доставлен обратно в Калифорнию. Операция показала, что у него было много других осложнений.

Эрнест Орландо Лоуренс умер 27 августа 1958 года в Пало-Альто, Калифорния.

Сразу после его смерти две ядерные исследовательские площадки, которые он помог построить, были переименованы в Ливерморскую национальную лабораторию Лоуренса и Национальную лабораторию Лоуренса Беркли.

В 1959 году в его память была учреждена премия Эрнеста Орландо Лоуренса.

В 1961 году химический элемент номер 103, обнаруженный в Национальной лаборатории Лоуренса Беркли, был назван в его честь лоуренсием.

К концу своей жизни Лоуренс внес много новых идей в области цветного телевидения. Он также изобрел цветную трубку; но в то время это было коммерчески невыгодно, и поэтому идея была отложена.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь