Эрнест Лоуренс

редактировать
Американский физик-ядерщик

Эрнест О. Лоуренс
Голова и плечи человека в очках без оправы, темном костюме и галстуке Лоуренс в 1939 году
РодилсяЭрнест Орландо Лоуренс. (1901-08-08) 8 августа 1901. Кантон, Южная Дакота, США
Умер27 августа 1958 (1958-08-27) ( 57 лет). Пало-Альто, Калифорния, США
НациональностьАмериканец
Alma materУниверситет Южной Дакоты, BA. Университет Миннесоты, Массачусетс. Йельский университет, доктор философии
Известен тем, чтоИзобретение циклотрона. Манхэттенский проект
Супруг (ы)Мэри К. «Молли» (Блумер) Лоуренс (1910–2003). (м. 1932–1958, его смерть)
Дети2 сына, 4 дочери
Награды
Научная карьера
ФилдсФизика
УчрежденияКалифорнийский университет, Беркли. Йельский университет Университет
Диссертация Фотоэлектрический эффект в парах калия как функция частоты Лайт (1924)
Докторант Уильям Фрэнсис Грей Суонн
ДокторантЭдвин Макмиллан. Чиен-Шиунг Ву. Милтон С. Ливингстон. Кеннет Росс МакКензи. Джон Реджинальд Ричардсон
Подпись
Эрнест О. Lawrence signature.svg

Эрнест Орландо Лоуренс (8 августа 1901 - 27 августа 1958) был пионером в Америке ядерщиком и лауреатом Нобелевской премии по физике в 1939 году за изобретение циклотрона. Он известен своей работой по разделению изотопов урана для Манхэттенского проекта, а также основателем Национальной лаборатории Лоуренса Беркли и Лоуренса. Ливерморская национальная лаборатория.

Выпускник Университета Южной Дакоты и Университета Миннесоты, Лоуренс получил докторскую степень по физике в Йельском университете <207.>в 1925 году. В 1928 году он был принят на работу адъюнкт-профессором физики в Калифорнийский университет в Беркли, став самым молодым профессором там два года спустя. Однажды вечером в своей библиотеке Лоуренс был заинтригован схемой ускорителя, производившего частицы высокой энергии. Он подумал, как его можно сделать компактным, и придумал круговую ускорительную камеру между полюсами электромагнита. Результатом стал первый циклотрон.

. Лоуренс построил серию все более крупных и дорогих циклотронов. Его радиационная лаборатория стала официальным отделом Калифорнийского университета в 1936 году, а Лоуренс стал ее директором. В дополнение к использованию циклотрона для физики, Лоуренс также поддержал его использование в исследованиях медицинских применений радиоизотопов. Во время Второй мировой войны Лоуренс разработал электромагнитное разделение изотопов в Радиационной лаборатории. В нем использовались устройства, известные как калютроны, гибрид стандартного лабораторного масс-спектрометра и циклотрона. В Ок-Ридж, Теннесси была построена огромная установка электромагнитной сепарации, которая получила название Y-12. Процесс был неэффективным, но работал.

После войны Лоуренс активно выступал за государственное спонсирование крупных научных программ и был решительным сторонником «Большой науки » с ее требованиями к большим машинам и большим деньгам. Лоуренс решительно поддержал кампанию Эдварда Теллера по созданию второй лаборатории ядерного оружия, которую Лоуренс расположил в Ливерморе, Калифорния. После его смерти регенты Калифорнийского университета переименовали в его честь Ливерморскую национальную лабораторию и Национальную лабораторию Лоуренса Беркли. Химический элемент номер 103 был назван лоуренсий в его честь после его открытия в Беркли в 1961 году.

Содержание

  • 1 Ранняя жизнь
  • 2 Ранняя карьера
  • 3 Разработка циклотрона
    • 3.1 Изобретение
    • 3.2 Развитие
    • 3.3 Прием
  • 4 Вторая мировая война и Манхэттенский проект
    • 4.1 Радиационная лаборатория
    • 4.2 Ок-Ридж
  • 5 Послевоенная карьера
    • 5.1 Большой Наука
    • 5.2 Термоядерное оружие
    • 5.3 Смерть и наследие
  • 6 Примечания
  • 7 Ссылки
  • 8 Внешние ссылки

Ранние годы

Эрнест Орландо Лоуренс родился в Кантон, Южная Дакота 8 августа 1901 года. Его родители, Карл Густав и Гунда (урожденная Якобсон) Лоуренс, были отпрысками норвежских иммигрантов, которые познакомились во время обучения в средней школе в Кантоне, где учился и его отец. заведующий школами. У него был младший брат, Джон Х. Лоуренс, который впоследствии стал врачом и был пионером в области ядерной медицины. Когда он рос, его лучшим другом был Мерл Тув, который также впоследствии стал высококлассным физиком.

Лоуренс учился в государственных школах Кантона, а Пьер, затем поступил в St. Колледж Олафа в Нортфилде, Миннесота, но через год переведен в Университет Южной Дакоты в Вермиллион. Он получил степень бакалавра химии в 1922 году и степень магистра искусств (MA) по физике в Университете Миннесоты в 1923 году под руководством Уильяма Фрэнсиса Грея. Суонн. Для своей магистерской диссертации Лоуренс построил экспериментальный аппарат, который вращал эллипсоид через магнитное поле.

Лоуренс последовал за Суоном в Чикагский университет, а затем в Йельский университет в Нью-Хейвене, Коннектикут, где Лоуренс получил степень доктора философии (доктор философии) по физике в 1925 году в качестве стипендиата Слоана, написав докторскую по теме фотоэлектрический эффект в парах калия. Он был избран членом Сигма Си и по рекомендации Суанна получил стипендию Национального исследовательского совета. Вместо того, чтобы использовать его для путешествий в Европу, как это было принято в то время, он остался в Йельском университете с Суоном в качестве исследователя.

с Джесси Бимсом из Университета Вирджинии., Лоуренс продолжил исследования фотоэлектрического эффекта. Они показали, что фотоэлектроны появляются в течение 2 х 10 секунд после попадания фотонов на фотоэлектрическую поверхность - это близко к пределу измерения в то время. Уменьшение времени излучения за счет быстрого включения и выключения источника света сделало спектр излучаемой энергии более широким, в соответствии с принципом неопределенности Вернера Гейзенберга .

Ранняя карьера

В 1926 и 1927 годах Лоуренс получал предложения доцента от Вашингтонского университета в Сиэтле и Калифорнийского университета за зарплату. от 3500 долларов в год. Йельский университет быстро удовлетворил предложение о должности доцента, но с зарплатой в 3000 долларов. Лоуренс предпочел остаться в более престижном Йельском университете, но, поскольку он никогда не был инструктором, это назначение вызвало недовольство некоторых из его коллег по факультету, и в глазах многих оно все еще не компенсировало его иммигрантское прошлое из Южной Дакоты.

Лоуренс был принят на работу адъюнкт-профессором физики в Калифорнийском университете в 1928 году, а два года спустя стал профессором, став самым молодым профессором университета. Роберт Гордон Спроул, который стал президентом университета на следующий день после того, как Лоуренс стал профессором, был членом Богемского клуба, и он спонсировал членство Лоуренса в 1932 году. Через этот клуб Лоуренс познакомился с Уильямом Генри Крокером, Эдвин Поли и Джон Фрэнсис Нейлан. Это были влиятельные люди, которые помогли ему получить деньги для его энергичных исследований ядерных частиц. Была большая надежда на применение в медицине физики элементарных частиц, и это привело к значительной части начального финансирования достижений Лоуренса.

В Йельском университете Лоуренс встретил Мэри Кимберли (Молли). Блумер, старшая из четырех дочерей Джорджа Блумера, декана Йельской школы медицины. Впервые они встретились в 1926 году и обручились в 1931 году и поженились 14 мая 1932 года в Троицкой церкви на Грин в Нью-Хейвене, Коннектикут. У них было шестеро детей: Эрик, Маргарет, Мэри, Роберт, Барбара и Сьюзен. Лоуренс назвал своего сына Робертом в честь физика-теоретика Роберта Оппенгеймера, своего ближайшего друга в Беркли. В 1941 году сестра Молли Элси вышла замуж за Эдвина Макмиллана, который в 1951 году получил Нобелевскую премию по химии.

Разработка циклотрона

Изобретение

Изобретение, которое принесло Лоуренсу международную известность, началось с эскиза на обрывке бумажной салфетки. Однажды вечером 1929 года, сидя в библиотеке, Лоуренс просмотрел журнальную статью Рольфа Видеро и был заинтригован одной из диаграмм. На нем изображено устройство, которое производит частицы высокой энергии посредством серии небольших «толчков». Изображенное устройство было расположено по прямой линии с использованием все более длинных электродов. В то время физики начали исследовать атомное ядро ​​. В 1919 году новозеландский физик Эрнест Резерфорд выстрелил альфа-частицами в азот и ему удалось выбить протоны из некоторых ядер. Но ядра обладают положительным зарядом, который отталкивает другие положительно заряженные ядра, и они прочно связаны между собой силой, которую физики только начали понимать. Чтобы разбить их, чтобы дезинтегрировать их, потребовались бы гораздо более высокие энергии, порядка миллионов вольт.

Странная схематическая диаграмма Схема работы циклотрона из патента Лоуренса 1934 года

Лоуренс видел, что такой ускоритель элементарных частиц скоро станет слишком длинным и громоздким для его университетской лаборатории. Обдумывая способ сделать ускоритель более компактным, Лоуренс решил установить круговую ускорительную камеру между полюсами электромагнита. Магнитное поле будет удерживать заряженные протоны по спирали, поскольку они ускоряются между двумя полукруглыми электродами, подключенными к переменному потенциалу. Примерно через сотню оборотов протоны столкнутся с целью как пучок частиц высокой энергии. Лоуренс взволнованно сообщил своим коллегам, что он открыл метод получения частиц очень высокой энергии без использования какого-либо высокого напряжения. Первоначально он работал с Нильсом Эдлефсеном. Их первый циклотрон был сделан из латуни, проволоки и сургучного материала и имел диаметр всего четыре дюйма (10 см) - его можно было буквально держать в одной руке, и, вероятно, он стоил всего 25 долларов.

Для развития этой идеи Лоуренсу были нужны способности аспирантов, способных выполнить эту работу. Эдлефсен ушел, чтобы занять должность доцента в сентябре 1930 года, и Лоуренс заменил его Дэвидом Х. Слоаном и М. Стэнли Ливингстон, которого он поручил разрабатывать ускоритель Видеро и циклотрон Эдлефсена соответственно. У обоих была собственная финансовая поддержка. Обе конструкции оказались практичными, и к маю 1931 года линейный ускоритель Слоана смог ускорять ионы до 1 МэВ. Перед Ливингстоном стояла более сложная техническая задача, но когда он 2 января 1931 года подал 1800 В на свой 11-дюймовый циклотрон, он получил вращающиеся протоны на 80 000- электрон-вольт. Неделю спустя у него было 1,22 МэВ при 3000 В, более чем достаточно для его докторской диссертации по его конструкции.

Разработка

Шесть мужчин в костюмах сидят на стульях, улыбаются и смеются Встреча в Беркли в 1940 году по поводу запланированного 184-дюймового (4,67 м) циклотрон (видно на доске): Лоуренс, Артур Комптон, Ванневар Буш, Джеймс Б. Конант, Карл Т. Комптон и Альфред Ли Лумис

Как только появились первые признаки успеха, Лоуренс начал планировать новую, более крупную машину. Лоуренс и Ливингстон разработали проект 27-дюймового (69 см) циклотрона в начале 1932 года. Магнит 11-дюймового циклотрона за 800 долларов весил 2 тонны, но Лоуренс обнаружил ржавый массивный 80-тонный магнит на свалке в Пало-Альто. для 27-дюймового, который был первоначально построен во время Первой мировой войны для обеспечения трансатлантической радиосвязи. В циклотроне у него был мощный научный прибор, но это не привело к научному открытию. В апреле 1932 года Джон Кокрофт и Эрнест Уолтон из Кавендишской лаборатории в Англии объявили, что они бомбардировали литий протонами . и преуспел в превращении его в гелий. Требуемая энергия оказалась довольно низкой - вполне в пределах возможностей 11-дюймового циклотрона. Узнав об этом, Лоуренс отправил телеграмму в Беркли и попросил проверить результаты Кокрофта и Уолтона. Команда сделала это до сентября, в основном из-за отсутствия адекватной аппаратуры обнаружения.

Хотя важные открытия продолжали ускользать от Радиационной лаборатории Лоуренса, в основном из-за того, что она сосредоточила внимание на разработке циклотрон, а не его научное использование, с помощью своих все более крупных машин, Лоуренс смог предоставить критически важное оборудование, необходимое для экспериментов в физике высоких энергий. На основе этого устройства он построил то, что в 1930-х годах стало ведущей в мире лабораторией в новой области ядерно-физических исследований. Он получил патент на циклотрон в 1934 году, который он передал Research Corporation, частному фонду, который финансировал большую часть ранних работ Лоуренса.

В феврале 1936 года. Президент Гарвардского университета, Джеймс Б. Конант, сделал привлекательные предложения Лоуренсу и Оппенгеймеру. Президент Калифорнийского университета Роберт Гордон Спроул ответил улучшением условий. 1 июля 1936 года Радиационная лаборатория стала официальным отделом Калифорнийского университета, ее директором был официально назначен Лоуренс с постоянным помощником директора, и университет согласился выделять 20 000 долларов в год на его исследовательскую деятельность. Лоуренс использовал простую бизнес-модель: «Он укомплектовал свою лабораторию аспирантами и младшими преподавателями физического факультета, новыми кандидатами наук, готовыми работать на что угодно, а также стипендиатами и богатыми гостями, способными служить бесплатно»

Прием

Используя новый 27-дюймовый циклотрон, команда из Беркли обнаружила, что каждый элемент, который они бомбардировали недавно обнаруженным дейтерием, излучает энергию, причем в том же диапазоне. Поэтому они постулировали существование новой и до сих пор неизвестной частицы, которая была возможным источником безграничной энергии. Уильям Лоуренс из The New York Times описал Лоуренса как «нового чудотворца». науки". По приглашению Кокрофта Лоуренс посетил Сольвеевскую конференцию 1933 года в Бельгии. Это было регулярное собрание ведущих физиков мира. Почти все были из Европы, но иногда приглашались такие выдающиеся американские ученые, как Роберт А. Милликен или Артур Комптон. Лоуренса попросили сделать презентацию о циклотроне. Заявления Лоуренса о безграничной энергии встретили в Сольве совсем другой прием. Он столкнулся с резким скептицизмом со стороны Джеймса Чедвика из Кавендишской лаборатории, физика, который открыл нейтрон в 1932 году, за что он был удостоен Нобелевской премии в 1935 году. С британским акцентом, прозвучало снисходительно для американских ушей, Чедвик предположил, что то, что наблюдала группа Лоуренса, было загрязнением их аппаратуры.

Шесть мужчин в костюмах и галстуках стоят перед гигантской машиной. Еще двое сидят на нем. 60-дюймовый (1,52 м) циклотрон вскоре после завершения в 1939 году. Ключевые фигуры в его разработке и использовании показаны стоя., слева направо: D. Кукси, Д. Корсон, Лоуренс, Р. Торнтон, Дж., Бэкус, У.С. Сейнсбери. На заднем плане - Луис Уолтер Альварес и Эдвин Макмиллан.

Когда он вернулся в Беркли, Лоуренс мобилизовал свою команду, чтобы тщательно изучить результаты, чтобы собрать достаточно доказательств, чтобы убедить Чедвика. Между тем, в лаборатории Кавендиша Резерфорд и Марк Олифант обнаружили, что дейтерий плавится с образованием гелия-3, что вызывает эффект, наблюдаемый циклотронниками. Чедвик был прав не только в том, что они наблюдали загрязнение, но они упустили из виду еще одно важное открытие - ядерный синтез. В ответ Лоуренс продолжил создание циклотронов еще большего размера. В июне 1937 года 27-дюймовый циклотрон был заменен 37-дюймовым циклотроном, который, в свою очередь, был заменен 60-дюймовым циклотроном в мае 1939 года. Он использовался для бомбардировки железа и произвел первые радиоактивные изотопы в июне.

Поскольку собрать деньги на медицинские цели, особенно на лечение рака, было легче, чем на ядерную физику, Лоуренс поощрял использование циклотрона для медицинских исследований. Работая со своим братом Джоном и Израилем Лайоном Чайкоффами из факультета физиологии Калифорнийского университета, Лоуренс поддерживал исследования по использованию радиоактивных изотопов в терапевтических целях. Фосфор-32 легко производился в циклотроне, и Джон использовал его, чтобы вылечить женщину, страдающую истинной полицитемией, заболеванием крови. Джон использовал фосфор-32, созданный на 37-дюймовом циклотроне в 1938 году, в тестах на мышах с лейкемией. Он обнаружил, что радиоактивный фосфор концентрируется в быстрорастущих раковых клетках. Затем это привело к клиническим испытаниям на людях. Оценка терапии 1948 года показала, что ремиссии наступали при определенных обстоятельствах. Лоуренс также надеялся на медицинское использование нейтронов. Первый больной раком получил нейтронную терапию на 60-дюймовом циклотроне 20 ноября. Чайкофф провел испытания по использованию радиоактивных изотопов в качестве радиоактивных индикаторов для изучения механизма биохимических реакций.

Лоуренс был удостоен Нобелевской премии по физике в ноябре 1939 г. «за изобретение и разработку циклотрона и за результаты, полученные с его помощью, особенно в отношении искусственных радиоактивных элементов». Он был первым в Беркли, а также первым из Южной Дакотии, кто стал лауреатом Нобелевской премии, и первым удостоился такой чести в университете, поддерживаемом государством. Церемония вручения Нобелевской премии состоялась 29 февраля 1940 года в Беркли, Калифорния в связи с Второй мировой войной, в аудитории Уилер Холл на территории кампуса. университета. Лоуренс получил медаль от Карла Э. Валлерстедта, Швеции, Генерального консула в Сан-Франциско. Роберт В. Вуд написал Лоуренсу и прозорливо отмечал: «Когда вы закладываете фундамент для катастрофического взрыва урана... я уверен, что старый Нобель одобрил бы».

В марте 1940 года Артур Комптон, Ванневар Буш, Джеймс Б. Конант, Карл Т. Комптон и Альфред Ли Лумис отправились в Беркли, чтобы обсудить предложение Лоуренса о 184-м. дюймовый циклотрон с магнитом массой 4500 тонн, который оценивался в 2,65 миллиона долларов. Фонд Рокфеллера выделил 1,15 миллиона долларов на запуск проекта.

Вторая мировая война и Манхэттенский проект

Радиационная лаборатория

После вспышки Вторая мировая война в Европе, Лоуренс увлекся военными проектами. Он помогал набирать персонал для Радиационной лаборатории Массачусетского технологического института, где американские физики разработали резонаторный магнетрон, изобретенный группой Олифанта в Великобритании. Название новой лаборатории было намеренно скопировано из лаборатории Лоуренса в Беркли из соображений безопасности. Он также принимал участие в наборе персонала для лабораторий подводного звука для разработки методов обнаружения немецких подводных лодок. Тем временем в Беркли продолжались работы с циклотронами. В декабре 1940 года Гленн Т. Сиборг и Эмилио Сегре использовали 60-дюймовый (150 см) циклотрон для бомбардировки урана-238 дейтронами с получением нового элемента, нептуний-238, который распался в результате бета-излучения с образованием плутония-238. Один из его изотопов, плутоний-239, мог подвергнуться ядерному делению, что дало другой способ сделать атомную бомбу.

Лоуренс предложил Сегре работу в качестве научного сотрудника - относительно низкую должность для кого-то кто обнаружил элемент - за 300 долларов в месяц в течение шести месяцев. Однако, когда Лоуренс узнал, что Сегре оказался в ловушке в Калифорнии, он уменьшил зарплату Сегре до 116 долларов в месяц. Когда регенты Калифорнийского университета хотели уволить Сегре из-за его иностранного гражданства, Лоуренсу удалось сохранить Сегре, наняв его в качестве лектора на неполный рабочий день, оплачиваемого Фондом Рокфеллера. Аналогичные меры были приняты для удержания его докторантов Чиен-Шиунг Ву (гражданин Китая) и Кеннета Росс Маккензи (гражданин Канады), когда они закончат обучение.

Еще одна странная диаграмма. На этом изображены атомы, отклоняемые магнитом Схематическая диаграмма урана разделение изотопов в калютроне

В сентябре 1941 года Олифант встретился с Лоуренсом и Оппенгеймером в Беркли, где они показали ему место для нового 184-дюймового (4,7 м) циклотрона. Олифант, в свою очередь, обвинил американцев в том, что они не следовали рекомендациям британского комитета MAUD, который выступал за программу разработки атомной бомбы. Лоуренс уже думал о проблеме отделения делящегося изотопа урана-235 от урана-238, процесса, известного сегодня как обогащение урана. Разделение изотопов урана было трудным, потому что два изотопа имеют почти идентичные химические свойства, и их можно было разделить только постепенно, используя их небольшие различия в массах. Разделение изотопов с помощью масс-спектрометра было методом, который Олифант впервые применил с литием в 1934 году.

Лоуренс начал преобразовывать свой старый 37-дюймовый циклотрон в гигантский масс-спектрометр. По его рекомендации директор Манхэттенского проекта, бригадный генерал Лесли Р. Гровс младший назначил Оппенгеймера главой своего Лос-Аламоса. Лаборатория в Нью-Мексико. В то время как Радиационная лаборатория разрабатывала процесс электромагнитного обогащения урана, Лос-Аламосская лаборатория разработала и сконструировала атомные бомбы. Как и радиационная лаборатория, она находилась в ведении Калифорнийского университета.

Для электромагнитного разделения изотопов использовались устройства, известные как калютроны, гибрид двух лабораторных приборов, масс-спектрометра и циклотрона. Название произошло от «циклотронов Калифорнийского университета». В ноябре 1943 года команду Лоуренса в Беркли поддержали 29 британских ученых, включая Олифанта.

В электромагнитном процессе магнитное поле отклоняет заряженные частицы в соответствии с массой. Этот процесс не был ни элегантным с научной, ни производственной точки зрения. По сравнению с газодиффузионной установкой или ядерным реактором, установка для электромагнитного разделения потребляла бы больше дефицитных материалов, требовала бы больше рабочей силы для работы и стоила бы дороже для строительства. Тем не менее, процесс был одобрен, поскольку он основан на проверенной технологии и, следовательно, представляет меньший риск. Более того, его можно было построить поэтапно и быстро выйти на промышленную мощность.

Ок-Ридж

Ответственность за проектирование и строительство установки электромагнитной сепарации в Ок-Ридж, штат Теннесси, который стал называться Y-12, был назначен на Stone Webster. Калютроны с использованием 14 700 тонн серебра были изготовлены Allis-Chalmers в Милуоки и отправлены в Ок-Ридж. Конструкция требовала пяти блоков обработки первой ступени, известных как беговые дорожки Alpha, и двух единиц окончательной обработки, известных как беговые дорожки Beta. В сентябре 1943 года Гроувс санкционировал строительство еще четырех гоночных трасс, известных как Alpha II. Когда в октябре 1943 года завод был запущен для испытаний по графику, 14-тонные вакуумные баки смещались из-за силы магнитов, и их пришлось закрепить более надежно. Более серьезная проблема возникла, когда магнитные катушки начали закорачиваться. В декабре Гроувс приказал вскрыть магнит, и внутри были обнаружены пригоршни ржавчины. Затем Гроувс приказал снести ипподромы, а магниты отправить обратно на завод для очистки. На месте был построен травильный завод для очистки труб и фитингов.

Большое строение овальной формы. Гигантский электромагнитный беговой трек Alpha I для обогащения урана на заводе Y-12, Ок-Ридж, Теннесси, около 1944–45. Калютроны, разработанные Лоуренсом, расположены вокруг кольца.

Теннесси Истман был нанят для управления Y-12. Изначально Y-12 увеличивал содержание урана-235 до 13–15%, и в марте 1944 года он отправил первые несколько сотен граммов этого урана в лабораторию Лос-Аламоса. Только 1 часть из 5 825 уранового сырья оказалась конечным продуктом. Остальное было в процессе забрызгано оборудованием. Усиленные усилия по извлечению помогли поднять производство урана-235 до 10% к январю 1945 года. В феврале на ипподромы Alpha начали поступать слегка обогащенное (1,4%) сырье с новой термодиффузионной установки S-50. В следующем месяце он получил улучшенное (5%) сырье от газодиффузионной установки К-25. К апрелю 1945 года К-25 производил уран, достаточно обогащенный, чтобы поступать непосредственно в следы Бета.

16 июля 1945 года Лоуренс наблюдал ядерное испытание Тринити первой атомной бомбы с Чедвиком. и Чарльз А. Томас. Мало кто был более взволнован ее успехом, чем Лоуренс. Вопрос о том, как использовать ныне действующее оружие против Японии, стал проблемой для ученых. В то время как Оппенгеймер не одобрял демонстрации мощи нового оружия японским лидерам, Лоуренс твердо убежден, что такая демонстрация будет разумной. Когда урановая бомба была использована без предупреждения во время атомной бомбардировки Хиросимы, Лоуренс почувствовал огромную гордость за свои достижения.

Лоуренс надеялся, что Манхэттенский проект разработает улучшенные калютроны и построит ипподромы Alpha III, но они были сочтены неэкономичными. Гусеницы Alpha были закрыты в сентябре 1945 года. Несмотря на то, что они работали лучше, чем когда-либо, они не могли конкурировать с K-25 и новым K-27, который начал работу в январе 1946 года. В декабре завод Y-12 был закрыт, тем самым сокращение фонда заработной платы Tennessee Eastman с 8 600 до 1500 и экономия 2 миллионов долларов в месяц. Численность персонала в Радиационной лаборатории снизилась с 1086 человек в мае 1945 года до 424 человек к концу года.

Послевоенная карьера

Большая наука

После войны Лоуренс проводил широкую кампанию за государственное спонсирование крупных научных программ. Он был ярым сторонником Большой науки с ее требованиями к большим машинам и большим деньгам, и в 1946 году он попросил у Манхэттенского проекта более 2 миллионов долларов на исследования в Радиационной лаборатории. Гровс одобрил выделение денег, но сократил ряд программ, в том числе предложение Сиборга о «горячей» радиационной лаборатории в густонаселенном Беркли и предложение Джона Лоуренса по производству медицинских изотопов, потому что теперь эту потребность можно было бы лучше удовлетворить с помощью ядерных реакторов. Одним из препятствий был Калифорнийский университет, который стремился избавиться от своих военных обязательств во время войны. Лоуренсу и Гроувсу удалось убедить Спраула согласиться на продление контракта. В 1946 году Манхэттенский проект потратил 7 долларов на физику в Калифорнийском университете на каждый доллар, потраченный университетом.

Большинству своих коллег Лоуренс, казалось, почти отвращал к математической мысли. У него был самый необычный интуитивный подход к сложным физическим проблемам, и, объясняя ему новые идеи, он быстро научился не запутывать проблему, записывая дифференциальное уравнение, которое могло бы прояснить ситуацию. Лоуренс мог сказать что-нибудь в том смысле, что он не хотел беспокоиться о математических деталях, а «объяснил мне физику проблемы». Можно было жить рядом с ним в течение многих лет и думать о нем как о почти математически неграмотном, но затем резко подняться, чтобы увидеть, насколько полно он сохранил свои навыки в математике классического электричества и магнетизма.

Луис Альварес

184-дюймовый циклотрон был построен на средства военного времени из Манхэттенского проекта. Он воплотил в себе новые идеи Эда Макмиллана и был завершен как синхроциклотрон. Он начал работу 13 ноября 1946 года. Впервые с 1935 года Лоуренс активно участвовал в экспериментах, работая с Юджином Гарднером в безуспешной попытке создать недавно обнаруженные пи-мезоны с синхротрон. Сезар Латтес затем использовал созданный ими аппарат для поиска отрицательных пи-мезонов в 1948 году.

Ответственность за национальные лаборатории перешла к недавно созданной Атомной энергии. Комиссия (AEC) 1 января 1947 года. В том же году Лоуренс запросил 15 миллионов долларов на свои проекты, которые включали новый линейный ускоритель и новый гигаэлектронвольтный синхротрон, который стал известен как беватрон. Контракт Калифорнийского университета на управление лабораторией в Лос-Аламосе истекал 1 июля 1948 года, и некоторые члены совета директоров хотели избавить университет от ответственности за работу сайта за пределами Калифорнии. После некоторых переговоров университет согласился продлить контракт на то, что сейчас было Национальной лабораторией Лос-Аламоса, еще на четыре года и назначить Норриса Брэдбери, который заменил Оппенгеймера на посту директора в октябре 1945 года, на должность профессора.. Вскоре после этого Лоуренс получил все запрошенные средства.

Лоуренс (справа) с Робертом Оппенгеймером на 184-дюймовом циклотроне

Несмотря на то, что он голосовал за Франклина Рузвельта, Лоуренс был республиканцем, который категорически не одобрял усилия Оппенгеймера перед войной по объединению в профсоюзы работников радиационной лаборатории, что Лоуренс считал «левобережной деятельностью». Лоуренс считал политическую деятельность пустой тратой времени, которое лучше потратить на научные исследования, и предпочитал, чтобы ее не допускали в Радиационную лабораторию. В холодном климате холодной войны послевоенного Калифорнийского университета Лоуренс принял действия Комитета по антиамериканской деятельности Палаты представителей как законные и не считал их свидетельством системная проблема, связанная с академической свободой или правами человека. Он защищал людей в своей лаборатории, но еще больше защищал репутацию лаборатории. Он был вынужден защищать сотрудников радиационной лаборатории, таких как Роберт Сербер, в отношении которых проводилось расследование в Управлении кадровой безопасности университета. В нескольких случаях он давал ссылки на персонажей в поддержку персонала. Однако Лоуренс запретил брату Роберта Оппенгеймера Фрэнку работать в Радиационной лаборатории, разрушив его отношения с Робертом. Агрессивная кампания присяги на верность в Калифорнийском университете также отогнала преподавателей. Когда проводились слушания по отмене допуска Роберта Оппенгеймера, Лоуренс отказался явиться из-за болезни, но стенограмма, в которой он критиковал Оппенгеймера, была представлена ​​в его отсутствие. Успех Лоуренса в создании творческой совместной лаборатории был подорван недоверием и недоверием, вызванным политической напряженностью.

Термоядерное оружие

Лоуренс был встревожен Советским Союзом первое ядерное испытание в августе 1949 года. Правильным ответом, заключил он, была тотальная попытка создать более крупное ядерное оружие: водородную бомбу. Лоуренс предложил использовать ускорители вместо ядерных реакторов для производства нейтронов, необходимых для создания трития, необходимого для бомбы, а также плутония, что было труднее, так как потребовались бы гораздо более высокие энергии. Он первым предложил строительство Mark I, прототипа линейного ускорителя на 25 МэВ стоимостью 7 миллионов долларов США под кодовым названием Materials Test Accelerator (MTA). Вскоре он заговорил о новом, еще более крупном MTA, известном как Mark II, который может производить тритий или плутоний из обедненного урана-238. Сербер и Сегре тщетно пытались объяснить технические проблемы, которые делали его непрактичным, но Лоуренс чувствовал, что они непатриотичны.

Лоуренс решительно поддержал Эдвард Теллер в кампании по созданию второго ядерного оружия. лабораторию, которую Лоуренс предложил разместить вместе с MTA Mark I в Ливерморе, Калифорния. Лоуренс и Теллер должны были аргументировать свою позицию не только с Комиссией по атомной энергии, которая этого не хотела, и с Национальной лабораторией Лос-Аламоса, которая была непримиримо против, но и с сторонниками, которые считали Чикаго более очевидным местом для этого. Новая лаборатория в Ливерморе была окончательно одобрена 17 июля 1952 года, но Mark II MTA был отменен. К этому времени Комиссия по атомной энергии потратила 45 миллионов долларов на Mark I, который начал работу, но в основном использовался для производства полония для программы создания ядерного оружия. Между тем, Брукхейвенская национальная лаборатория Cosmotron сгенерировал пучок 1 ГэВ.

Смерть и наследие

Помимо Нобелевской премии, Лоуренс получил медаль Эллиота Крессона и медаль Хьюза в 1937 году, премию Комстока по физике в 1938 году, медаль и премию Дадделла в 1940 г. медаль Холли в 1942 г., медаль за заслуги в 1946 г., премия Уильяма Проктера в 1951 г., медаль Фарадея в 1952 г. и Премии Энрико Ферми от Комиссии по атомной энергии в 1957 г. Он был назначен офицером Почетного легиона в 1948 г. и стал первым обладателем Премия Сильвана Тайера Военной академии США в 1958 году.

В июле 1958 года президент Дуайт Д. Эйзенхауэр попросил Лоуренса поехать в Женева, Швейцария, чтобы помочь в переговорах по предлагаемому Договору о частичном запрещении ядерных испытаний с Советским Союзом. Председатель AEC Льюис Штраус настаивал на включении Лоуренса. Эти два человека приводили доводы в пользу разработки водородной бомбы, и Штраус помог собрать средства для циклотрона Лоуренса в 1939 году. Штраус хотел, чтобы Лоуренс был в составе женевской делегации, потому что Лоуренс, как известно, поддерживал продолжение ядерных испытаний. Несмотря на серьезную вспышку хронического язвенного колита, Лоуренс решил чтобы ехать, но он заболел, находясь в Женеве, и был доставлен обратно в больницу Стэнфордского университета. Хирурги удалили большую часть его толстой кишки, но обнаружили другие проблемы, в том числе тяжелый атеросклероз в одной из его артерий. Он умер в больнице Пало-Альто 27 августа 1958 года, через девятнадцать дней после своего 57-летия. Молли не хотела публичных похорон, но согласилась на поминальную службу в Первой конгрегационалистской церкви в Беркли. Президент Калифорнийского университета Кларк Керр произнес панегирик.

Всего через 23 дня после его смерти Регенты Калифорнийского университета проголосовали за переименование двух ядерных исследований университета. сайты после Лоуренса: Ливерморская национальная лаборатория и Национальная лаборатория Лоуренса Беркли. Премия Эрнеста Орландо Лоуренса была учреждена в его память в 1959 году. Химический элемент номер 103, обнаруженный в Национальной лаборатории Лоуренса Беркли в 1961 году, был назван в его честь лоуренсий. В 1968 г. в его честь был основан общественный научно-образовательный центр Lawrence Hall of Science. Его документы находятся в Библиотеке Бэнкрофта Калифорнийского университета в Беркли.

В 1980-х годах вдова Лоуренса несколько раз подавала петиции в Попечительский совет Калифорнийского университета с просьбой удалить имя ее мужа из Ливерморская лаборатория, из-за своей ориентации на ядерное оружие, Лоуренс помогал строить, но каждый раз ему отказывали. Она пережила своего мужа более чем на 44 года и умерла в Уолнат-Крик, Калифорния, в возрасте 92 лет 6 января 2003 года.

Джордж Б. Кауфман написал, что:

До него «маленькая наука» выполнялась в основном одинокими людьми, работающими со скромными средствами в небольших масштабах. После него массовые промышленные, и особенно правительственные, затраты рабочей силы и денежного финансирования сделали «большую науку», выполняемую крупными исследовательскими коллективами, основным сегментом национальной экономики.

Примечания

Ссылки

Внешние ссылки

На Wikimedia Commons есть материалы, связанные с Эрнестом О.. Лоуренс.
Награды
Предшествовал. нетПремия Сильвана Тайера. 1958Преемник. Джон Фостер Даллес
Последняя правка сделана 2021-05-19 13:57:02
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте