Ernest Lawrencen, syklotronin keksijän, elämäkerta

Ernest Lawrence (8. elokuuta 1901 - 27. elokuuta 1958) oli amerikkalainen fyysikko, joka keksi syklotroni, laite, jota käytetään varautuneiden hiukkasten kiihdyttämiseen kierrekuviossa magneettikentän avulla. Syklotron ja sen seuraajat ovat olleet kiinteä osa korkea-energiafysiikan alaa. Lawrence sai tästä keksinnöstä vuoden 1939 fysiikan Nobel-palkinnon.

Lawrencella oli myös tärkeä rooli Manhattan-projekti, hankkien suuren osan käytetyn atomipommin käytetystä uraani-isotoopista Hiroshima, Japani. Lisäksi hän oli huomattava puolustaessaan suurten tutkimusohjelmien eli "Big Science" -tukien tukemista.

Nopeat tosiasiat: Ernest Lawrence

Ernest Lawrence oli norjalaisten esi-isien kasvattajien Carl ja Gunda Lawrence vanhin poika. Hän varttui ihmisistä, joista tuli menestyviä tutkijoita: hänen nuorempi veljensä John teki yhteistyötä hänet syklotronin lääketieteellisiin sovelluksiin, ja hänen lapsuutensa paras ystävä Merle Tuve oli edelläkävijä fyysikko.

Lawrence kävi Cantonin lukiossa, opiskeli sitten vuoden Saint Olaf Collegessa Minnesotassa ennen siirtymistään Etelä-Dakotan yliopistoon. Siellä hän ansaitsi kandidaatin tutkinnon kemian alalta, joka valmistui vuonna 1922. Alun perin harhautettu opiskelija, Lawrence siirtyi fysiikkaan dekaanin ja yliopiston fysiikan ja kemian professorin Lewis Akeleyn kannustamana. Dean Akeleyn kuva vaikuttaisi myöhemmin Lawrence'n elämän vaikuttajana Lawrence'n toimisto, galleria, joka sisälsi merkittäviä tutkijoita, kuten Niels Bohr ja Ernest Rutherford.

Lawrence on suorittanut fysiikan maisterin tutkinnon Minnesotan yliopistosta vuonna 1923, tohtorin tohtorin. Yalesta vuonna 1925. Hän pysyi Yalessa vielä kolme vuotta, ensin tutkijana ja myöhemmin apulaisprofessorina, ennen kuin hänestä tuli apulaisprofessori Kalifornian yliopistossa Berkeleyssä vuonna 1928. Vuonna 1930, 29-vuotiaana, Lawrencesta tuli "täysi professori" Berkeleyssä - kaikkien aikojen nuorin tiedekunnan jäsen.

Lawrence keksi syklotronin ajatuksen sen jälkeen, kun se oli läpikäynnin kaavion norjalaisen insinöörin Rolf Wideroen kirjoittamassa paperissa. Wideroen paperi kuvasi laitetta, joka voisi tuottaa korkeaenergisia hiukkasia "työntämällä" niitä edestakaisin kahden lineaarisen elektrodin väliin. Hiukkasten kiihdyttäminen riittävän suuriin energioihin tutkimukselle edellyttäisi kuitenkin lineaarisia elektrodeja, jotka olivat liian pitkiä laboratoriossa pitämistä varten. Lawrence tajusi, että a pyöreäpikemminkin kuin lineaarinen, kiihdytin voisi käyttää samanlaista menetelmää varautuneiden hiukkasten kiihdyttämiseksi kierrekuviossa.

Lawrence kehitti syklotronin joidenkin ensimmäisten jatko-opiskelijoiden kanssa, mukaan lukien Niels Edlefsen ja M. Stanley Livingston. Edlefsen auttoi kehittämään ensimmäisen syklotronin konseptin: 10 cm: n pyöreä laite, joka oli valmistettu pronssista, vahasta ja lasista.

Seuraavat syklotronit olivat suurempia ja kykenevät kiihdyttämään hiukkasia korkeampiin ja korkeampiin energioihin. Noin 50 kertaa suurempi syklotron kuin ensimmäinen valmistui vuonna 1946. Se vaati magneettia, joka painoi 4000 tonnia, ja rakennuksen, jonka halkaisija oli noin 160 jalkaa ja korkeus 100 jalkaa.

Toisen maailmansodan aikana Lawrence työskenteli Manhattan-projektissa auttaen atomipommin kehittämisessä. Atomipommi tarvitsi uraanin "halkeaman" isotoopin, uraani-235, ja se erotettiin paljon runsaammasta isotoopista uraani-238. Lawrence ehdotti, että nämä kaksi voitaisiin erottaa toisistaan ​​niiden pienen massaeron vuoksi, ja kehitti "kalutroniksi" kutsuttuja työvälineitä, jotka voisivat erottaa kaksi isotooppia sähkömagneettisesti.

Lawrencen kalutoneja käytettiin erottamaan uraani-235, joka sitten puhdistettiin muilla laitteilla. Suurin osa Japanin Hiroshimaa tuhoavan atomipommin uraani-235: stä saatiin Lawrence-laitteen avulla.

Toisen maailmansodan jälkeen Lawrence kampanjoi suurille tieteille: valtavia valtion menoja suuriin tieteellisiin ohjelmiin. Hän oli osa Yhdysvaltojen valtuuskuntaa vuoden 1958 Geneven konferenssissa, joka oli yritys keskeyttää atomipommien testaus. Lawrence sairastui kuitenkin Genevessä ja palasi Berkeleyn, missä hän kuoli kuukautta myöhemmin, 27. elokuuta 1958.

Lawrence'n kuoleman jälkeen Lawrence Berkeleyn kansallinen laboratorio ja Lawrence Livermore National Laboratory nimettiin hänen kunniakseen.

Lawrencen suurin panos oli syklotronin kehittämiseen. Syklotronillaan Lawrence tuotti alkuaineen, jota ei esiintynyt luonnossa, teknetiumin ja radioisotooppien muodossa. Lawrence tutki myös syklotronin sovelluksia biolääketieteellisessä tutkimuksessa; esimerkiksi syklotroni voisi tuottaa radioaktiivisia isotooppeja, joita voitaisiin käyttää syövän hoidossa tai merkkiaineina aineenvaihduntaa koskevissa tutkimuksissa.

Syklotronisuunnittelu inspiroi myöhemmin hiukkaskiihdyttimiä, kuten synkrotronia, joita on käytetty merkittävien askelten tekemiseen hiukkasfysiikassa. The Big Hadron Collider, jota käytettiin etsimään Higgsin bosoni, on synkrotroni.

• Alvarez, Luis W. "Ernest Orlando Lawrence. (1970): 251-294.”
• Amerikan fysiikan instituutti. ” Lawrence ja pommi. ” päiv
• Berdahl, Robert M. "Lawrence-perintö". 10. joulukuuta 2001.
• Birge, Raymond T. "Nobel-palkinnon myöntäminen professori Ernest O.: lle Lawrence. "Science (1940): 323-329.
• Hiltzik, Michael. Suuri tiede: Ernest Lawrence ja keksintö, joka käynnisti sotilas-teollisuuskompleksin. Simon & Schuster, 2016.
• Keats, Jonathon. "Mies, joka keksi" suuren tieteen ", Ernest Lawrence.”16. heinäkuuta 2015.
• Rosenfeld, Carrie. “Ernest O. Lawrence (1901 - 1958). ” päiv
• Yarris, Lynn. "Lab suruu Molly Lawrence, Ernest O: n lesken kuolemaa. Lawrence.” 8. tammikuuta 2003.