Ciklotrona izgudrotāja Ernesta Lawrence biogrāfija

Ernests Lawrence (1901. gada 8. augusts – 1958. gada 27. augusts) bija amerikāņu fiziķis, kurš izgudroja ciklotrons, ierīce, ko izmanto uzlādētu daļiņu paātrināšanai spirālveida formā ar magnētiskā lauka palīdzību. Ciklotrons un tā pēcteči ir bijuši neatņemami lielas enerģijas fizikas jomā. Par šo izgudrojumu Lawrence saņēma 1939. gada Nobela prēmiju fizikā.

Lawrence arī spēlēja būtisku lomu Manhetenas projekts, iegūstot lielu daļu urāna izotopu, ko izmanto atombumbā, kuru uzsāka Hirosima, Japāna. Turklāt viņš bija ievērojams, ka atbalstīja lielu sponsorēšanas programmu jeb "Big Science" valdības sponsorēšanu.

Fakti: Ernests Lawrence

Ernests Lawrence bija Karla un Gundas Lawrence vecākais dēls, kuri abi bija norvēģu senču audzinātāji. Viņš uzauga ap cilvēkiem, kuri turpināja kļūt par veiksmīgiem zinātniekiem: ar viņu sadarbojās jaunākais brālis Džons viņu par ciklotrona medicīnisko pielietojumu, un viņa bērnības labākā draudzene Merle Tūve bija celmlauža fiziķis.

Lawrence apmeklēja Kantonas vidusskolu, pēc tam gadu mācījās Sentlafa koledžā Minesotā, pirms pārcēlās uz Dienviddakotas universitāti. Tur viņš ieguva bakalaura grādu ķīmijā, ko absolvēja 1922. gadā. Sākotnēji iecerēts students, Lawrence pārgāja uz fiziku, iedrošinot Lūisu Akeliju - dekānu un universitātes fizikas un ķīmijas profesoru. Kā ietekmīga Lorensa dzīves figūra Dena Akeleja attēls vēlāk karājas pie sienas Lorensa birojs, galerija, kurā bija tādi nozīmīgi zinātnieki kā Nīls Bohrs un Ernests Rutherford.

Lawrence ieguva fizikas maģistra grādu Minesotas Universitātē 1923. gadā, pēc tam doktora grādu. no Jēlas 1925. gadā. Viņš palika Jēlā vēl trīs gadus, vispirms kā zinātniskais līdzstrādnieks un vēlāk docents, pēc tam 1928. gadā kļūstot par asociēto profesoru Kalifornijas universitātē Bērklijā. 1930. gadā, 29 gadu vecumā, Lorenss kļuva par “pilntiesīgu profesoru” Bērklijā - visjaunāko fakultātes locekli, kas ieguvis šo titulu.

Lorenss nāca klajā ar ciklotrona ideju pēc tam, kad bija pievienots diagrammai norvēģu inženiera Rolfa Wideroe rakstā. Wideroe rakstā aprakstīta ierīce, kas varētu radīt augstas enerģijas daļiņas, “stumjot” tās uz priekšu un atpakaļ starp diviem lineāriem elektrodiem. Tomēr daļiņu paātrināšanai līdz pētniecībai pietiekami lielām enerģijām būtu nepieciešami lineāri elektrodi, kas bija pārāk gari, lai tos saturētu laboratorijā. Lawrence saprata, ka a apļveida, nevis lineāri, paātrinātājs varētu izmantot līdzīgu metodi, lai paātrinātu lādētas daļiņas spirālveida formā.

Lawrence izstrādāja ciklotronu kopā ar dažiem saviem pirmajiem absolventiem, ieskaitot Nīlu Edlefsenu un M. Stenlijs Livingstons. Edlefsens palīdzēja izstrādāt pirmo ciklotrona koncepcijas pierādījumu: 10 centimetru apaļu ierīci, kas izgatavota no bronzas, vaska un stikla.

Turpmākie ciklotroni bija lielāki un spēja paātrināt daļiņas augstākai un augstākai enerģijai. Ciklotrons, kas ir aptuveni 50 reizes lielāks nekā pirmais, tika pabeigts 1946. gadā. Tam bija nepieciešams magnēts, kura svars bija 4000 tonnu, un ēka, kuras diametrs bija aptuveni 160 pēdas un augstums - 100 pēdas.

Otrā pasaules kara laikā Lawrence strādāja pie Manhetenas projekta, palīdzot izstrādāt atombumbu. Atombumbai bija vajadzīgs urāna “šķeļams” izotops urāns-235, un to vajadzēja atdalīt no daudz bagātīgākā urāna-238 izotipa. Lawrence ierosināja, ka abus varētu atdalīt to mazās masas atšķirības dēļ, un izstrādāja darba ierīces ar nosaukumu “calutrons”, kas elektromagnētiski varētu atdalīt abus izotopus.

Lawrence's calutrons tika izmantoti, lai atdalītu urānu-235, kuru pēc tam attīrīja citas ierīces. Lielākā daļa urāna-235 atombumbā, kas iznīcināja Hirosimu, Japānā, tika iegūta, izmantojot Lawrence ierīces.

Pēc Otrā pasaules kara Lawrence aģitēja par lielo zinātni: milzīgi valdības izdevumi lielām zinātniskām programmām. Viņš bija daļa no ASV delegācijas 1958. gada Ženēvas konferencē, kas bija mēģinājums apturēt atombumbu testēšanu. Tomēr Lorenss saslima, atrodoties Ženēvā, un atgriezās Bērklijā, kur viņš nomira mēnesi vēlāk - 1958. gada 27. augustā.

Pēc Lawrence nāves viņa vārdā tika nosaukti Lawrence Berkeley Nacionālā laboratorija un Lawrence Livermore Nacionālā laboratorija.

Lielākais Lawrence ieguldījums bija ciklotrona attīstība. Ar savu ciklotronu Lawrence ražoja elementu, kas dabā neradās, tehneciju, kā arī radioizotopus. Lawrence arī izpētīja ciklotrona pielietojumus biomedicīnas pētījumos; piemēram, ciklotrons varētu radīt radioaktīvus izotopus, kurus varētu izmantot vēža ārstēšanai vai kā marķierus metabolisma pētījumiem.

Ciklotrona dizains vēlāk iedvesmoja daļiņu paātrinātājus, piemēram, sinhrotronus, kuri tika izmantoti, lai panāktu ievērojamus soļus daļiņu fizikā. Lielais hadronu sadursme, kuru izmantoja Higsa bozons, ir sinhrotrons.

• Alvarezs, Luiss V. "Ernests Orlando Lawrence. (1970): 251-294.”
• Amerikas Fizikas institūts. ” Lawrence un bumba. ” n.d.
• Berdahls, Roberts M. "Lawrence mantojums". 2001. gada 10. decembris.
• Birge, Raymond T. "Nobela prēmijas pasniegšana profesoram Ernestam O. Lawrence. "Zinātne (1940): 323-329.
• Hiltžiks, Maikls. Lielā zinātne: Ernests Lawrence un izgudrojums, kas uzsāka militāri rūpniecisko kompleksu. Saimons un Šusters, 2016. gads.
• Keats, Džonatons. “Cilvēks, kurš izgudroja“ Lielo zinātni ”, Ernestu Lawrence.”2015. gada 16. jūlijs.
• Rozenfelds, Kerija. “Ernests O. Lawrence (1901 - 1958). ” n.d.
• Yarris, Lynn. “Lab sēro Molly Lawrence, Ernesta O. atraitnes nāve. Lawrence. ” 2003. gada 8. janvāris.