Življenjepis Ernesta Lawrencea, izumitelja ciklotrona

Ernest Lawrence (8. avgust 1901 - 27. avgust 1958) je bil ameriški fizik, ki ga je izumil ciklotrona, naprava za pospeševanje nabitih delcev v spiralnem vzorcu s pomočjo magnetnega polja. Ciklotron in njegovi nasledniki so bili sestavni del področja visokoenergijske fizike. Lawrence je za ta izum leta 1939 prejel Nobelovo nagrado za fiziko.

Lawrence je igral tudi bistveno vlogo pri Manhattan Project, ki zagotavlja večji del izotopa urana, uporabljenega v atomski bombi, ki se je sprožila leta Hirošima, Japonska. Poleg tega je bil znan po tem, ker se je zavzemal za vladno sponzorstvo velikih raziskovalnih programov ali "velike znanosti".

Hitra dejstva: Ernest Lawrence

Ernest Lawrence je bil najstarejši sin Carla in Gunde Lawrence, ki sta bila oba učitelja norveškega rodu. Odraščal je okoli ljudi, ki so postali uspešni znanstveniki: z njim je sodeloval njegov mlajši brat John njega na medicinskih aplikacijah ciklotrona, njegova najboljša prijateljica iz otroštva Merle Tuve pa je bila pionirka fizik.

Lawrence je obiskoval srednjo šolo Canton, nato je eno leto študiral na kolidžu Saint Olaf v Minnesoti, preden se je preusmeril na univerzo v Južni Dakoti. Tam je leta 1922 diplomiral iz kemije. Sprva naštudirani študent je Lawrence prešel na fiziko s spodbudo Lewisa Akeleyja, dekana in profesorja fizike in kemije na univerzi. Kot vplivna figura v Lawrenceovem življenju bi se slika Deana Akeleyja pozneje obesila na steno Lawrenceova pisarna, galerija, ki je vključevala pomembne znanstvenike, kot sta Niels Bohr in Ernest Rutherford.

Lawrence je leta 1923 magistriral iz fizike na Univerzi v Minnesoti in nato doktoriral. iz Yale leta 1925. Na Yaleu je ostal tri leta, najprej kot znanstveni sodelavec in pozneje docent, preden je leta 1928 postal izredni profesor na kalifornijski univerzi v Berkeleyju. Leta 1930 je Lawrence pri 29 letih postal "redni profesor" na Berkeleyju - najmlajši član fakultete, ki je ta naziv prevzel.

Lawrence se je zamislil o ciklotronu, potem ko je shemo predstavil v prispevku, ki ga je napisal norveški inženir Rolf Wideroe. V prispevku Wideroe je opisana naprava, ki lahko proizvaja visoko energijske delce tako, da jih "potisne" naprej med dve linearni elektrodi. Vendar bi za pospeševanje delcev do dovolj visokih energij za preučevanje potrebne linearne elektrode, ki bi jih v laboratoriju predolgo vsebovale. Lawrence je spoznal, da a krožnanamesto linearnega, pospeševalnik bi lahko uporabil podobno metodo za pospeševanje nabitih delcev v spiralnem vzorcu.

Lawrence je ciklotron razvil z nekaterimi svojimi prvimi študenti, med njimi Niels Edlefsen in M. Stanley Livingston Edlefsen je pomagal razviti prvo trdno zasnovo ciklotrona: 10-centimetrsko krožno napravo iz brona, voska in stekla.

Kasnejši ciklotroni so bili večji in so lahko delce pospešili do višje in višje energije. Ciklotron, približno 50-krat večji od prvega, je bil dokončan leta 1946. Zahteval je magnet, ki je tehtal 4000 ton, in zgradbo, ki je bila premera približno 160 in visoka 100 čevljev.

Med drugo svetovno vojno je Lawrence sodeloval pri projektu Manhattan, ki je pomagal razviti atomsko bombo. Za atomsko bombo je bil potreben »deljiv« izotop urana, uran-235, ki ga je treba ločiti od veliko bolj obilnega izotopa urana-238. Lawrence je predlagal, da bi se zaradi majhne razlike v masi ločili, in razvil delujoče naprave, imenovane "kalutroni", ki bi lahko izotope ločevali elektromagnetno.

Lawrenceovi kolumni so bili uporabljeni za ločevanje urana-235, ki so ga nato očistili z drugimi napravami. Večina urana-235 v atomski bombi, ki je uničila Hirošimo, Japonska, je bila pridobljena z uporabo Lawrenceovih naprav.

Po drugi svetovni vojni se je Lawrence zavzemal za Big Science: množična vladna poraba za velike znanstvene programe. Bil je del ameriške delegacije na Ženevski konferenci leta 1958, ki je bila poskus prekinitve testiranja atomske bombe. Vendar je Lawrence zbolel, ko je bil v Ženevi, in se vrnil v Berkeley, kjer je umrl mesec dni pozneje, 27. avgusta 1958.

Po Lawrenceovi smrti sta bila v njegovo čast imenovana Nacionalni laboratorij Lawrence Berkeley in Nacionalni laboratorij Lawrence Livermore.

Največji prispevek Lawrencea je bil razvoj ciklotrona. Lawrence je s svojim ciklotronom proizvedel element, ki se v naravi ni pojavil, tehnecij, pa tudi radioizotopi. Lawrence je raziskal tudi aplikacije ciklotrona v biomedicinskih raziskavah; na primer, ciklotron lahko proizvaja radioaktivne izotope, ki bi jih lahko uporabili za zdravljenje raka ali kot sledilce za študije metabolizma.

Pozneje je ciklotronska zasnova spodbudila pospeševalce delcev, kot je sinhrotroron, ki so bili uporabljeni za pomembne korake v fiziki delcev. Veliki hadronski trkalnik, ki so ga uporabili za odkrivanje Higgsov bozon, je sinhrotron.

• Alvarez, Luis W. "Ernest Orlando Lawrence. (1970): 251-294.”
• Ameriški inštitut za fiziko. " Lawrence in bomba. " n.d.
• Berdahl, Robert M. "Zapuščina Lawrencea". 10. decembra 2001.
• Birge, Raymond T. "Podelitev Nobelove nagrade profesorju Ernestu O. Lawrence. "Znanost (1940): 323-329.
• Hiltzik, Michael. Velika znanost: Ernest Lawrence in izum, ki je sprožil vojaško-industrijski kompleks. Simon & Schuster, 2016.
• Keats, Jonathon. "Človek, ki je izumil" Veliko znanost ", Ernest Lawrence.”16. julij 2015.
• Rosenfeld, Carrie. "Ernest O. Lawrence (1901 - 1958). " n.d.
• Yarris, Lynn "Lab žali smrt Molly Lawrence, vdove Ernesta O. Lawrence. " 8. januarja 2003.