Biografia lui Ernest Lawrence, inventatorul ciclotronului

Ernest Lawrence (8 august 1901 - 27 august 1958) a fost un fizician american care a inventat ciclotronul, un dispozitiv folosit pentru a accelera particulele încărcate într-un model spiral cu ajutorul unui câmp magnetic. Ciclotronul și succesorii săi au făcut parte din domeniul fizicii cu energie mare. Lawrence a primit Premiul Nobel pentru fizică din 1939 pentru această invenție.

De asemenea, Lawrence a jucat un rol esențial în Proiectul Manhattan, procurând o mare parte din izotopul de uraniu utilizat la bomba atomică lansată pe Hiroshima, Japonia. În plus, s-a remarcat pentru susținerea sponsorizării guvernului de mari programe de cercetare sau „Big Science”.

Fapte rapide: Ernest Lawrence

• Ocupaţie: Fizician
• Cunoscut pentru: Câștigător al Premiului Nobel pentru fizică din 1939 pentru invenția ciclotronului; a lucrat la Proiectul Manhattan
• Născut: 8 august 1901 în Canton, Dakota de Sud
• Decedat: 27 august 1958 în Palo Alto, California
• Părinţi: Carl și Gunda Lawrence
• Educaţie: Universitatea din Dakota de Sud (B.A.), Universitatea din Minnesota (M.A.), Universitatea Yale (doctorat)
• Soția: Mary Kimberly (Molly) Blumer
• Copii: Eric, Robert, Barbara, Mary, Margaret și Susan

Tinerete si educatie

Ernest Lawrence era fiul cel mai mare al lui Carl și Gunda Lawrence, care erau amândoi educatori ai strămoșii norvegiene. A crescut în jurul oamenilor care au continuat să devină oameni de știință de succes: fratele său mai mic John a colaborat cu el la aplicațiile medicale ale ciclotronului, iar cea mai bună prietenă a copilăriei sale, Merle Tuve, a fost un fizician de pionierat.

Lawrence a urmat liceul Canton, apoi a studiat timp de un an la Colegiul Saint Olaf din Minnesota, înainte de a se transfera la Universitatea din Dakota de Sud. Acolo, și-a câștigat diploma de licență în chimie, absolvind în 1922. Inițial student premeditat, Lawrence a trecut la fizică cu încurajarea lui Lewis Akeley, decan și profesor de fizică și chimie la universitate. Fiind o figură influentă în viața lui Lawrence, imaginea lui Dean Akeley s-ar fi atârnat ulterior pe peretele biroului lui Lawrence, o galerie care a inclus oameni de știință notabili precum Niels Bohr și Ernest Rutherford.

Lawrence a obținut masterul în fizică de la Universitatea din Minnesota în 1923, apoi un doctorat. de la Yale în 1925. A rămas la Yale încă trei ani, mai întâi ca coleg de cercetare și ulterior profesor asistent, înainte de a deveni profesor asociat la Universitatea din California, Berkeley în 1928. În 1930, la 29 de ani, Lawrence a devenit un „profesor complet” la Berkeley - cel mai tânăr membru al facultății care a deținut acest titlu.

Inventarea ciclotronului

Lawrence a venit cu ideea ciclotronului după ce a dat peste o diagramă într-o hârtie scrisă de inginerul norvegian Rolf Wideroe. Hârtia lui Wideroe a descris un dispozitiv care ar putea produce particule cu energie mare, „împingându-le” înainte și înapoi între doi electrozi liniari. Cu toate acestea, accelerarea particulelor la energii suficient de mari pentru studiu ar necesita electrozi liniari prea lungi pentru a conține în laborator. Lawrence și-a dat seama că a circular, mai degrabă decât liniar, acceleratorul ar putea folosi o metodă similară pentru a accelera particulele încărcate într-un model spiral.

Lawrence a dezvoltat ciclotronul cu unii dintre primii săi studenți absolvenți, printre care Niels Edlefsen și M. Stanley Livingston. Edlefsen a ajutat la dezvoltarea primei probe de concept a ciclotronului: un dispozitiv circular de 10 centimetri, realizat din bronz, ceară și sticlă.

Ciclotronii următori au fost mai mari și capabili să accelereze particulele la energii mai mari și mai mari. Un ciclotron de aproximativ 50 de ori mai mare decât primul a fost finalizat în 1946. A necesitat un magnet care cântărea 4.000 de tone și o clădire care avea aproximativ 160 de metri în diametru și 100 de metri înălțime.

Proiect Manhattan

În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, Lawrence a lucrat la Proiectul Manhattan, contribuind la dezvoltarea bombei atomice. Bomba atomică a necesitat izotopul „fisionabil” de uraniu, uraniu-235 și trebuia separat de mult mai abundent izotopul uraniu-238. Lawrence a propus ca cei doi să poată fi separați din cauza diferenței lor mici de masă și să dezvolte dispozitive de lucru numite „calutroni” care ar putea separa electromagnetic cele două izotopi.

Calutronii lui Lawrence au fost folosiți pentru a separa uraniul-235, care a fost apoi purificat de alte dispozitive. Cea mai mare parte a uraniului-235 din bomba atomică care a distrus Hiroshima, Japonia a fost obținută folosind dispozitivele lui Lawrence.

Mai târziu Viața și moartea

După cel de-al Doilea Război Mondial, Lawrence a făcut campanie pentru Big Science: cheltuieli masive ale guvernului pentru programe științifice mari. El a făcut parte din delegația SUA la Conferința de la Geneva din 1958, care a fost o încercare de a suspenda testarea bombelor atomice. Cu toate acestea, Lawrence s-a îmbolnăvit în timp ce se afla la Geneva și s-a întors la Berkeley, unde a murit o lună mai târziu, pe 27 august 1958.

După moartea lui Lawrence, Laboratorul Național Lawrence Berkeley și Laboratorul Național Lawrence Livermore au fost numiți în onoarea sa.

Moştenire

Cea mai mare contribuție a lui Lawrence a fost dezvoltarea ciclotronului. Cu ciclotronul său, Lawrence a produs un element care nu a apărut în natură, tehnetiul, precum și radioizotopii. Lawrence a explorat, de asemenea, aplicațiile ciclotronului în cercetarea biomedicală; de exemplu, ciclotronul ar putea produce izotopi radioactivi, care ar putea fi folosiți pentru tratarea cancerului sau ca urmăritori pentru studii în metabolism.

Proiectarea ciclotronului a inspirat ulterior acceleratoarele de particule, cum ar fi sincrotronul, care au fost utilizate pentru a face pasuri semnificative în fizica particulelor. Colizorul de Hadroni Mari, care a fost folosit pentru a descoperi bosonul Higgs, este un sincrotron.

surse

• Alvarez, Luis W. "Ernest Orlando Lawrence. (1970): 251-294."
• Institutul American de Fizică. ”Lawrence și bomba”. N.d.
• Berdahl, Robert M. „Moștenirea Lawrence”. 10 decembrie 2001.
• Birge, Raymond T. "Prezentarea Premiului Nobel profesorului Ernest O. Lawrence." Știință (1940): 323-329.
• Hiltzik, Michael. Mare știință: Ernest Lawrence și invenția care a lansat complexul militar-industrial. Simon & Schuster, 2016.
• Keats, Jonathon. „Omul care a inventat„ Big Science ”, Ernest Lawrence.”16 iulie 2015.
• Rosenfeld, Carrie. „Ernest O. Lawrence (1901 - 1958)”. N.d.
• Yarris, Lynn. „Laboratorul jale moartea lui Molly Lawrence, văduvă a lui Ernest O. Lawrence.” 8 ianuarie 2003.