Ernest Lawrence, a Cyclotron feltalálójának életrajza

Ernest Lawrence (1901. augusztus 8. - 1958. augusztus 27.) amerikai fizikus volt, aki feltalálta a ciklotron, egy olyan eszköz, amely a töltött részecskék spirálmintájának gyorsítására szolgál egy mágneses mező segítségével. A ciklotron és utódjai szerves részét képezik a nagy energiájú fizika területének. Lawrence az 1939-es Nobel-fizikai díjat kapott a találmányért.

Lawrence szintén alapvető szerepet játszott a Manhattan projekt, a begyújtott atombomba felhasznált urán-izotóp nagy részét beszerzi Hirosima, Japán. Ezen kívül figyelemre méltónak tartotta a nagy kutatási programok, vagy a "Nagy Tudomány" kormányzati szponzori támogatását.

Gyors tények: Ernest Lawrence

Ernest Lawrence volt Carl és Gunda Lawrence legidősebb fia, akik egyaránt a norvég ősök oktatói voltak. Olyan emberek köré nőtt fel, akik sikeres tudósokká váltak: fivére, John együttmûködött őt a ciklotron orvosi alkalmazásaira, és gyermekkori legjobb barátja, Merle Tuve úttörő szerepet játszott fizikus.

Lawrence a Canton Gimnáziumba járt, majd egy évet a Minnesotai Szent Olaf Főiskolán tanult, majd átvitt a Dél-Dakota Egyetemre. Itt megszerezte a kémia főiskolai diplomáját, amelyet 1922-ben végzett. A kezdetben képzett hallgatóként Lawrence Lewis Akeley, a dékán és a fizika és kémia professzora ösztönzésével váltott át a fizikára. Mint Lawrence életének befolyásos alakja, Dean Akeley képe később a falán lóg Lawrence irodája, egy galéria, amely olyan figyelemreméltó tudósokból állt, mint Niels Bohr és Ernest Rutherford.

Lawrence 1923-ban a Minnesota Egyetemen fizikai diplomát szerzett, majd Ph.D. Yale-ből 1925-ben. További három évig a Yale-n maradt, először kutatóként és később adjunktusként, majd 1928-ban a Berkeley-i Kaliforniai Egyetemen docens lett. 1930-ban, 29 éves korában Lawrence "teljes professzor" lett Berkeley-ben - a valaha is legfiatalabb kari tag, aki ezt a címet kapta.

Lawrence a ciklotron ötletével jött létre, miután egy diagramot átlapozott egy Rolf Wideroe norvég mérnök által írt papírba. Wideroe papíra olyan eszközt írt le, amely nagy energiájú részecskéket képes előállítani, ha azokat oda-vissza tolja két lineáris elektróda között. A részecskéknek a vizsgálathoz elég nagy energiáig történő gyorsításához azonban olyan hosszúságú elektródokra lenne szükség, amelyek túl hosszúak ahhoz, hogy a laboratóriumban tárolódjanak. Lawrence rájött, hogy a kör alakúnem a lineáris, hanem a gyorsító hasonló módszert alkalmazhat a töltött részecskék spirális mintában történő gyorsítására.

Lawrence néhány első végzős hallgatójával, köztük Niels Edlefsennel és M.-vel fejlesztette ki a ciklotront. Stanley Livingston. Edlefsen elősegítette a ciklotron első koncepciójának kifejlesztését: egy 10 centiméteres, bronzból, viaszból és üvegből készült kör alakú eszközt.

A későbbi ciklotronok nagyobbok voltak és képesek felgyorsítani a részecskéket egyre magasabb energiákká. Az első körülbelül 50-szer nagyobb ciklotron 1946-ban készült el. Ehhez egy 4000 tonna mágnesre és egy kb. 160 láb átmérőjű és 100 láb magas épületre volt szükség.

A II. Világháború alatt Lawrence a Manhattan Projektnél dolgozott, segítve az atombomba kifejlesztését. Az atombomba az urán „hasadó” izotópjára, az urán-235-re volt szükség, és elválasztani kellett a sokkal elterjedtebb urán-238 izotóptól. Lawrence javasolta, hogy a kettő elválasztható legyen kis tömegkülönbségük miatt, és kifejlesztett „calutrons” nevű munkaeszközt, amely a két izotópot elektromágnesesen elválaszthatja.

Lawrence kalutonjait használták az urán-235 elkülönítésére, amelyet más eszközökkel tisztítottak meg. Az atombomba bombája, amely elpusztította a japán Hirosimát, az urán-235 nagy részét Lawrence eszközeivel kapta.

A második világháború után Lawrence a Nagy Tudományért kampányt folytatott: óriási kormányzati kiadások nagy tudományos programokra. Az 1958. évi genfi ​​konferencián az Egyesült Államok küldöttségének része volt, amelynek célja az atombombák tesztelésének felfüggesztése volt. Lawrence azonban Genfben megbetegedett és visszatért Berkeley-be, ahol egy hónappal később, 1958. augusztus 27-én meghalt.

Lawrence halála után a tiszteletére nevezték ki a Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratóriumot és a Lawrence Livermore Nemzeti Laboratóriumot.

Lawrence legnagyobb hozzájárulása a ciklotron fejlesztése volt. Ciklotronjával Lawrence olyan elemet termelt, amely a természetben nem fordult elő, a techneciumot és a radioizotópokat. Lawrence a ciklotron alkalmazását is felfedezte az orvosbiológiai kutatásban; például a ciklotron képes radioaktív izotópokat előállítani, amelyek felhasználhatók a rák kezelésére vagy nyomjelzőként az anyagcseréhez.

A ciklotron kialakítása később inspirálta a részecskegyorsítókat, mint például a szinkrotron, amelyeket a részecskefizika jelentős lépéseihez használtak. A nagy hadron ütköző, amelyet felfedezték a Higgs-bozon, egy szinkrotron.

• Alvarez, Luis W. "Ernest Orlando Lawrence. (1970): 251-294.”
• Amerikai Fizikai Intézet. ” Lawrence és a bomba. d.n.
• Berdahl, Robert M. "A Lawrence-örökség". 2001. december 10.
• Birge, T. Raymond "A Nobel-díj átadása O. Ernest professzornak Lawrence. "Science (1940): 323-329.
• Hiltzik, Michael. Nagy tudomány: Ernest Lawrence és a találmány, amely elindította a katonai-ipari komplexumot. Simon & Schuster, 2016.
• Keats, Jonathon. Az az ember, aki feltalálta a „nagy tudományt”, Ernest Lawrence-t.”2015. július 16.
• Rosenfeld, Carrie. „O. Ernest Lawrence (1901 - 1958). ” d.n.
• Yarris, Lynn. „Lab gyászolja Molly Lawrence halálát, O. Ernest özvegyét. Lawrence.” 2003. január 8.