1931 년 6 월:로렌스와 첫 번째 사이클로트론
위 사진은 로렌스와 리빙스턴 주위에 1933,테이블 탑 사이클로트론의 사진과 함께.
1920 년대는 미국의 현대 기술 기반 사회로의 전환을 표시했으며,또한 중대한 개인 성취의시기였습니다. 과학의 세계에서,버클리,캘리포니아에서 27 세의 물리학 교수는 전문 분야 국립 연구소의 현대 시대를 시작하는 작업을 시작했다.
어니스트 올랜도 로렌스는 8 월에 태어났다 1901 사우스 다코타 대초원에 작은 마을에서 노르웨이 가계의 부모. 십대 때 그는 라디오를 만지작 거리며 16 세에 미네소타의 세인트 올라프 대학에 입학했습니다. 1 년 후,그는 사우스 다코타 대학교로 전학했으며,전기 공학 교수는 라디오에 대한 관심이 의학보다는 물리학 분야에서 경력을 쌓을 것이라고 확신했습니다. 1922 년 우등으로 졸업한 후,그는 미네소타 대학교에서 로렌스가 시카고 대학교와 예일 대학교에 이어 광전 효과에 관한 논문과 함께 1924 년 박사 학위를 마쳤다. 로렌스는 박사후 연구원으로 예일대에 머물면서 광전에 대한 연구를 계속하고 전자에 의해 공격 된 가스의 원자가 어떻게 이온화되는지에 대한 작업을 시작했습니다.
1928 년,로렌스는 캘리포니아 대학교 버클리 학부에 입학하였다. 다른 분야의 과학자와 학생들에 대한 이러한 접근은 로렌스가 연구자로서의 성공에 매우 중요했으며 그가 만든 독특한 실험실의 패턴을 확립했습니다.
노르웨이 엔지니어 롤프 위데로의 논문에서 영감을 얻은 로렌스는 사이클로트론으로 알려진 독특한 원형 입자 가속기를 발명했습니다. 와이데로의 개념은 동일한 전기 전위를 두 번 사용하는 것에 기반하여 이온을 밀어 넣은 다음 끌어 오기 위해 양극에서 음극으로 전환하여 에너지를 두 배로 늘 렸습니다. 로렌스는 몇 미터 길이의 진공관을 필요로하기 때문에 가벼운 원자 입자에 대해서는 위 데로의 선형 방식이 비실용적이라고 판단했습니다. 그러나 그것은 한 번 대신에 동일한 잠재력을 여러 번 사용할 수있는 방법에 대해 생각하도록 영감을주었습니다. 그는 자기장을 사용하여 하전 입자를 원형 궤도로 구부리고 동일한 가속 영역을 통해 반복해서 통과하도록 고안했습니다.
이 아이디어는 정교한 기술의 조합을 요구했습니다:무선 주파수에서 변화하는 전기장을 가진 고진공 챔버와 입자를 단일 수평면에 유지하는 몇 가지 수단. 이러한 첫 번째 장치는 가스,씰링 왁스 및 청동의 파이 모양의 칵테일로 주방 의자와 작업용 와이어 의류 트리를 통합했습니다. 이 프로토 타입은 개념이 효과가 있음을 증명했습니다.
1931 년 여름에 완성된 첫 번째 사이클로트론의 가속 챔버는 직경 5 인치를 측정하여 수소 이온을 80,000 전자 볼트의 에너지로 증폭시켰다. 그의 조수들은 11 인치 사이클로트론을 만들었는데,이 사이클로트론은 100 만 전자 볼트 장벽을 깨뜨렸지만,로렌스는 이미 직경 27 인치 가속 챔버로 사이클로트론을 건설하고 거의 5 메가 볼트의 에너지에 도달 할 수있는 꿈을 꾸고 있었다. 더 많은 실험실 공간이 필요한 로렌스는 1931 년 8 월 물리학과 인접한 빈 건물을 대학에서 조달하여 방사선 실험실 또는”방사선 실험실”으로 이름을 변경했습니다.”
방사선 연구소의 첫 번째 사이클로트론의 27 인치 가속 챔버는 곧 중수소에 대한 8 메가 볼트와 알파 입자에 대한 16 메가 볼트의 가속 용량을 가진 37 인치 챔버로 대체되었습니다. 1936 이 기계는 방사성 동위 원소와 최초의 인공 요소 인 테크네튬을 만드는 데 사용되었습니다. 이 시간의 주위에,로렌스는 실험실에 가입하고 생물학 및 의학 연구에서 방사성 동위 원소의 사용을 탐구하는 그의 동생,존,의사를 초대,크로커 연구소의 건설에 남중,가속 챔버 측정과 60 직경 인치. 그것은 1939 년에 작업을 시작했다. 같은 해 로렌스는 그의 혁신적인 장치를 인정 받아 노벨 물리학상을 수상했습니다.
로렌스의 다음 사이클로트론은 4,000 톤의 자석과 직경 184 인치의 가속 챔버로 원자 입자를 100 메가 볼트를 초과하는 에너지로 가속시킬 수있었습니다. 기계와 실험 시설을 수용하기 위해 1946 년에 완성 된 인근 헌장 언덕에 방사선 실험실을위한 영구 부지가 건설되었습니다.
로렌스의 사이클로트론의 개발은 물질의 미세한 구조에서 인간의 신진 대사에 이르기까지 광합성 과정에서 103 번(로렌스)을 포함한 새로운 화학 원소의 생성에 이르기까지 자연에 대한 우리의 이해를 변화시키는 데 도움이되었습니다. 로렌스 버클리 국립 연구소와 로렌스 리버모어 국립 연구소:로렌스는 자신의 이름을 곰 두 개의 큰 과학 실험실의 모델을 만들었습니다. 로렌스의 연구소는 학제 간 접근 방식을 환경 연구,대체 에너지 원,천체 물리학 및 분자 생물학과 같은 유익한 새로운 분야로 밀어 넣었습니다. 로렌스는 1958 년 8 월 27 일 만성 대장염으로 57 세의 나이로 사망했습니다.
물리 역사 센터의 미국 연구소에 의해 온라인 전시에서 부분적으로 적응,”전자 로렌스의 유산.”http://www.aip.org/history/lawrence/전체 전시회를 참조하십시오.
