ביוגרפיה של ארנסט לורנס, ממציא הציקלוטרון

ארנסט לורנס (8 באוגוסט 1901 - 27 באוגוסט 1958) היה פיזיקאי אמריקני שהמציא את ה ציקלוטרון, מכשיר המשמש להאצת חלקיקים טעונים בתבנית ספירלית בעזרת שדה מגנטי. הציקלוטרון וממשיכיו היו אינטגרליים לתחום הפיזיקה באנרגיה גבוהה. לורנס קיבל את פרס נובל לפיזיקה משנת 1939 על המצאה זו.

לורנס מילא גם תפקיד חיוני בתחום פרויקט מנהטן, רכישת חלק ניכר מאיזוטופ האורניום המשמש בפצצת האטום שהושק ב הירושימה, יפן. בנוסף, הוא בולט בכך שדגל בחסות ממשלתית לתוכניות מחקר גדולות, או "מדע גדול".

עובדות מהירות: ארנסט לורנס

ארנסט לורנס היה בנם הבכור של קרל וגונדה לורנס, ששניהם היו מחנכים למוצא נורווגי. הוא גדל סביב אנשים שהמשיכו להיות מדענים מצליחים: אחיו הצעיר ג'ון שיתף פעולה איתו אותו על היישומים הרפואיים של הציקלוטרון, וחברתו הטובה ביותר של ילדותו מרלה טובי הייתה חלוצה פיזיקאי.

לורנס למד בבית הספר התיכון קנטון, ואז למד שנה במכללת סנט אולף במינסוטה לפני שהועבר לאוניברסיטת דרום דקוטה. שם, הוא סיים את התואר הראשון בכימיה, וסיים את לימודיו בשנת 1922. בתחילה סטודנט לתואר שני, לורנס עבר לפיזיקה בעידודו של לואיס אקלי, דיקאן ופרופסור לפיזיקה וכימיה באוניברסיטה. כדמות משפיעה על חייו של לורנס, תמונתו של דין אקלי הייתה תלויה אחר כך על קיר של המשרד של לורנס, גלריה שכללה מדענים בולטים כמו נילס בוהר וארנסט רתרפורד.

לורנס סיים את התואר השני בפיזיקה מאוניברסיטת מינסוטה בשנת 1923, אז דוקטורט. מיייל בשנת 1925. הוא נשאר בייל במשך שלוש שנים נוספות, תחילה כעמית מחקר ואחר כך כעוזר פרופסור, לפני שהפך לפרופסור חבר באוניברסיטת קליפורניה, ברקלי בשנת 1928. בשנת 1930, בגיל 29, הפך לורנס ל"פרופסור מן המניין "בברקלי - חבר הפקולטה הצעיר ביותר אי פעם שזכה בתואר זה.

לורנס העלה את הרעיון של הציקלוטרון לאחר שעלה על התרשים בעיתון שכתב המהנדס הנורווגי רולף ווידרו. העיתון של ווידרו תיאר מכשיר שיכול לייצר חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה על ידי "לדחוף" אותם קדימה ואחורה בין שתי אלקטרודות לינאריות. עם זאת, חלקיקים מאיצים לאנרגיות מספיק גבוהות למחקר ידרשו אלקטרודות לינאריות שהיו ארוכות מכדי להכיל בתוך מעבדה. לורנס הבין כי א מעגלי, ולא ליניארי, מאיץ יכול להשתמש בשיטה דומה להאצת חלקיקים טעונים בתבנית ספירלית.

לורנס פיתח את הציקלוטרון יחד עם כמה מתלמידיו הראשונים לתארים מתקדמים, בהם נילס אדלסן ומ. סטנלי ליווינגסטון. אדלפסן סייע בפיתוח ההוכחה הראשונה לקונספט של הציקלוטרון: מכשיר עגול בגודל 10 סנטימטר עשוי ברונזה, שעווה וזכוכית.

ציקלוטרון לאחר מכן היו גדולים יותר ויכולים להאיץ חלקיקים לאנרגיות גבוהות וגבוהות יותר. ציקלוטרון גדול פי 50 מהראשון הושלם בשנת 1946. זה נדרש מגנט שמשקלו 4,000 טון ובניין שגודל קוטרו היה 160 רגל וגובהו מטר.

במהלך מלחמת העולם השנייה עבד לורנס על פרויקט מנהטן, וסייע בפיתוח פצצת האטום. הפצצה האטומית הצריכה את האיזוטופ "המתפצל" של אורניום, אורניום -23, והיה צורך להפריד אותו מהאיזוטופ האורניום -238 השופע בהרבה. לורנס הציע להפריד בין השניים בגלל ההבדל המוני הקטן שלהם, ופיתח מכשירי עבודה המכונים "קלוטרון" שיכולים להפריד בין שני האיזוטופים באופן אלקטרומגנטטי.

הקוטרונים של לורנס שימשו להפרדת אורניום -235, שהיטהרה אז על ידי מכשירים אחרים. רוב האורניום -235 בפצצת האטום שהרס את הירושימה, יפן הושג באמצעות מכשירים של לורנס.

לאחר מלחמת העולם השנייה התמודד לורנס למען ביג מדע: הוצאות ממשלתיות אדירות על תוכניות מדעיות גדולות. הוא היה חלק ממשלחת ארה"ב בוועידת ג'נבה ב -1958, שהייתה ניסיון להשעות את ניסוי פצצות האטום. עם זאת, לורנס חלה בשעה שג'נבה חזר לברקלי, שם נפטר חודש לאחר מכן ב- 27 באוגוסט 1958.

לאחר מותו של לורנס נקראו לכבודו המעבדה הלאומית של לורנס ברקלי והמעבדה הלאומית לורנס ליברמור.

התרומה הגדולה ביותר של לורנס הייתה פיתוח הציקלוטרון. בעזרת הציקלוטרון שלו ייצר לורנס אלמנט שלא התרחש בטבע, בטכניום, כמו גם ברדיואיזוטופים. לורנס בדק גם את יישומי הציקלוטרון במחקר ביו-רפואי; לדוגמה, הציקלוטרון יכול לייצר איזוטופים רדיואקטיביים, אשר יכולים לשמש לטיפול בסרטן או כעקבות למחקרים במטבוליזם.

תכנון הציקלוטרון בהשראת מאיצי החלקיקים, כמו הסינכרוטרון, ששימשו לצעדים משמעותיים בפיזיקת החלקיקים. קולדרדר הגדול הגדול, ששימש לגלות את היגס בוסון, הוא סינכרוטרון.

• אלווארז, לואיס וו. "ארנסט אורלנדו לורנס. (1970): 251-294.”
• המכון האמריקני לפיזיקה. " לורנס והפצצה. " n.d.
• ברדאהל, רוברט מ. "מורשת לורנס". 10 בדצמבר 2001.
• בירג ', ריימונד ט. "הצגת פרס נובל לפרופסור ארנסט או. לורנס. "מדע (1940): 323-329.
• הילציק, מיכאל. מדע גדול: ארנסט לורנס וההמצאה שהשיקה את המתחם הצבאי-התעשייתי. סיימון ושוסטר, 2016.
• קיטס, ג'ונתן. "האיש שהמציא את 'המדע הגדול', ארנסט לורנס.”16 ביולי 2015.
• רוזנפלד, קארי. “ארנסט או. לורנס (1901 - 1958). " n.d.
• יארריס, לין. "המעבדה מבכה את מותה של מולי לורנס, אלמנתו של ארנסט או. לורנס. " 8 בינואר 2003.