Биография на Ърнест Лорънс, изобретател на циклотрона

Ърнест Лорънс (8 август 1901 г. - 27 август 1958 г.) е американски физик, който изобретява това циклотрон, устройство, използвано за ускоряване на заредените частици по спирална шарка с помощта на магнитно поле. Циклотронът и неговите приемници са неразделна част от областта на физиката на висока енергия. Лорънс получи Нобеловата награда за физика от 1939 г. за това изобретение.

Лоурънс също изигра съществена роля в Проект в Манхатън, доставяща голяма част от изотопа на уран, използван в атомната бомба, пусната на Хирошима, Япония. В допълнение, той беше известен с това, че се застъпва за правителственото спонсорство на големи изследователски програми или „Голямата наука“.

Бързи факти: Ърнест Лорънс

Ърнест Лорънс беше най-големият син на Карл и Гунда Лорънс, които бяха двамата възпитатели на норвежкото потекло. Той израства около хора, които са станали успешни учени: по-малкият му брат Джон си сътрудничи той по медицинските приложения на циклотрон, а най-добрият приятел на детството му Мерле Туве беше пионер физик.

Лорънс посещава Canton High School, след което учи една година в Saint Olaf College в Минесота, преди да се прехвърли в университета в Южна Дакота. Там той получава бакалавърската си степен по химия, като завършва през 1922г. Първоначално студент, Лорънс премина към физиката с окуражаването на Люис Акли, декан и професор по физика и химия в университета. Като влиятелна фигура в живота на Лорънс, по-късно картината на Дийн Акли ще виси на стената на Офисът на Лорънс, галерия, включваща забележителни учени като Нийлс Бор и Ърнест Ръдърфорд.

Лорънс получава магистърска степен по физика от Университета в Минесота през 1923 г., след това доктор. от Йейл през 1925г. Той остава в Йейл още три години, първо като научен сътрудник, а по-късно и доцент, преди да стане доцент в Калифорнийския университет в Бъркли през 1928 година. През 1930 г., на 29-годишна възраст, Лорънс става "пълен професор" в Бъркли - най-младият член на факултета, който е носител на това звание.

Лорънс излезе с идеята за циклотрон, след като преброи диаграма в хартия, написана от норвежкия инженер Ролф Широ. Хартията на Wideroe описва устройство, което може да произвежда високоенергийни частици, като ги „натиска“ напред и назад между два линейни електрода. Обаче за ускоряването на частиците до достатъчно високи енергии за изследване са необходими линейни електроди, които са твърде дълги, за да се съдържат в лаборатория. Лорънс разбра, че a кръгъл, а не линеен, ускорителят може да използва подобен метод за ускоряване на заредените частици в спирална схема.

Лорънс разработи циклотрон с някои от първите си студенти, включително Нийлс Едлефсен и М. Стенли Ливингстън. Edlefsen помогна за разработването на първата доказателство за концепцията на циклотрон: 10-сантиметрово кръгово устройство, изработено от бронз, восък и стъкло.

Следващите циклотрони бяха по-големи и способни да ускорят частиците до по-високи и по-високи енергии. Циклотрон, приблизително 50 пъти по-голям от първия, е завършен през 1946 г. Изискваше се магнит, който тежеше 4000 тона и сграда с диаметър около 160 фута и височина 100 фута.

По време на Втората световна война Лорънс работи по проекта на Манхатън, като помага за разработването на атомната бомба. Атомната бомба изискваше „делящ се“ изотоп на уран, уран-235 и трябваше да бъде отделена от много по-изобилния изотоп уран-238. Лорънс предложи двамата да бъдат разделени поради малката си разлика в масата и разработи работещи устройства, наречени „калутрони“, които могат да разделят двата изотопа електромагнитно.

Каутроните на Лорънс бяха използвани за отделяне на уран-235, който след това беше пречистен от други устройства. Повечето от уран-235 в атомната бомба, която унищожи Хирошима, Япония, е получена с помощта на устройствата на Лорънс.

След Втората световна война, Лорънс провежда кампания за Голямата наука: огромни правителствени разходи за големи научни програми. Той беше част от американската делегация на Женевската конференция през 1958 г., която беше опит за спиране на изпитването на атомни бомби. Лоурънс обаче се разболява, докато е в Женева и се връща в Беркли, където умира един месец по-късно на 27 август 1958 г.

След смъртта на Лорънс Националната лаборатория на Лорънс Беркли и Националната лаборатория на Лорънс Ливърмор бяха наречени в негова чест.

Най-големият принос на Лорънс беше развитието на циклотрон. Със своя циклотрон Лорънс произвежда елемент, който не се среща в природата, технеций, както и радиоизотопи. Лорънс също изследва приложенията на циклотрон в биомедицински изследвания; например, циклотронът може да произведе радиоактивни изотопи, които могат да бъдат използвани за лечение на рак или като проследяващи за изследвания на метаболизма.

По-късно дизайнът на циклотрон вдъхнови ускорители на частици, като синхротрон, които са били използвани за постигане на значителни крачки във физиката на частиците. Големият адронов сблъсък, използван за откриване на Хигс бозон, е синхротрон.

• Алварес, Луис У. „Ърнест Орландо Лоурънс. (1970): 251-294.”
• Американски институт по физика. " Лорънс и бомбата. " н.д.
• Berdahl, Robert M. „Наследството на Лорънс“. 10 декември 2001 г.
• Бирге, Реймънд Т. „Връчване на Нобеловата награда на професор Ернест О. Лоурънс. "Наука (1940): 323-329.
• Хилцик, Михаил. Голяма наука: Ърнест Лорънс и изобретението, които стартираха военно-индустриалния комплекс. Simon & Schuster, 2016.
• Кийтс, Джонатан. „Човекът, измислил„ Голямата наука “, Ърнест Лорънс.”16 юли 2015 г.
• Розенфелд, Кари. „Ернест О. Лорънс (1901 - 1958). “ н.д.
• Ярис, Лин. „Лабораторията скърби за смъртта на Моли Лорънс, вдовицата на Ърнест О. Лорънс ". 8 януари 2003 г.