 |
Циклотрон-изобретение Лоуренса 1929
В начале 1929 года холостой двадцативосьмилетний адъюнкт- профессор физики, недавно приехавший из Йеля, жил в Профессорском клубе Беркли и до поздней ночи засиживался в университетской библиотеке. Озарение пришло в один из таких одиноких вечеров, когда Эрнест продирался сквозь свежую статью норвежского инженера Рольфа Видерое , напечатанную в немецком журнале "Archiv fur Elektrotechnik". В своей статье Видерое рассматривал новый способ ускорения частиц до высоких энергий, многократно прикладывая к ним напряжение. Резонансное ускорение, при котором положительно заряженные частицы последовательно ускорялись электрическими импульсами по мере того, как они пролетали через ряд вакуумных трубок, никакого явного практического интереса не представляло. Ускорение прекращалось лишь тогда, когда у экспериментатора заканчивались трубки либо когда частицы выходили из синхронизации с электрическими импульсами и разлетались, словно дробь при стрельбе из дробовика, попадая на стенки трубок. На рисунке в статье были изображены вакуумные трубки, расположенные одна за другой по прямой линии. Поскольку Лоуренс довольно слабо владел немецким языком, он больше рассматривал рисунок, чем старался вникнуть в текст. Благодаря своей интуиции, которая всегда была сильной стороной Лоуренса, он сразу же понял, что если бы частицы двигались по кольцу, а не по прямой, а их фокусировка осуществлялась бы с помощью магнита, пока электрические импульсы разгоняют их, попеременно толкая и притягивая, то это, вероятно, позволит избавиться от ограничений по энергии, которую можно передать частицам. На следующий день взволнованный Эрнест поделился своей идеей "протонной карусели" с коллегами в Беркли. Потратив 25 долларов, Эрнест построил модель установки, умещающуюся на столе, и несколько месяцев спустя продемонстрировал ее Американскому физическому обществу . В сентябре 1930 года Лоуренс сообщил о ее возможностях на заседании Национальной академии наук . Эта модель, закрепленная на кухонном стуле ремнями для одежды, произвела сенсацию среди собравшихся ученых. На первой крохотной установке тех энергий, которые Лоуренс сулил достичь Национальной академии, получить не удалось, но она показала, что принцип верен. Кухонный циклотрон Лоуренса стал для него первым шагом к успеху: от Национального научно- исследовательского совета он получил 500 долларов на постройку более крупной установки, которая позволит достичь энергий, представляющих интерес для физики. Двадцатипятилетний аспирант из Дартмута Стэнли Ливингстон помог Лоуренсу изготовить следующую модель установки уже из прочной латуни. После этого и Лоуренсу, и его установке сопутствовал быстрый успех. В 1930 году, в возрасте двадцати девяти лет, Эрнест стал самым молодым в истории Калифорнийского университета профессором. Циклический резонансный ускоритель - название, данное Ливингстоном для протонной "карусели", постепенно уступило место циклотрону, слову, которое обязано своим происхождением форме траекторий частиц и электровакуумным генераторам радиотрон, осуществляющим их ускорение. Слово циклотрон, кроме того, звучало загадочно для потенциальных фондов и лиц, которые станут субсидировать работы.
Лоуренс с увлечением занялся проектированием еще более крупных циклотронов, даже не дожидаясь, пока будут изучены все возможности существующего. См.
Планы строительсва суперциклотрона и атомная энергия
Ссылки: