juni 1931: Lawrence og Den Første Syklotronen
Over bildet er Lawrence Og Livingston rundt 1933, sammen med et bilde av Bordplaten cyclotron.
1920-tallet markerte OVERGANGEN TIL USA til et moderne teknologibasert samfunn, og var også en periode med betydningsfull individuell prestasjon. I vitenskapens verden begynte en 27 år gammel fysikkprofessor I Berkeley, California, arbeidet som ville lansere en moderne epoke med tverrfaglige nasjonale laboratorier.
Ernest Orlando Lawrence ble født i August 1901 i En liten by På south Dakota prairie til foreldre av norsk herkomst. Som tenåring tinkered han med radioer, inn St. Olaf College I Minnesota på 16. Etter et år, han overført Til University Of South Dakota, hvor en professor i elektroteknikk overbeviste ham om at hans interesse for radio ville være godt rettet mot en karriere i fysikk snarere enn medisin. Etter å ha blitt uteksaminert med æresbevisning i 1922, fortsatte Han avanserte studier ved University Of Minnesota med Wfg Swann, Som Lawrence fulgte til University Of Chicago og deretter Til Yale, hvor Han fullførte Sin Doktorgrad i 1924 med en avhandling om den fotoelektriske effekten. Lawrence bodde på Ved Yale som postdoktor, fortsatte sin forskning på fotoelektrisitet, og begynte å jobbe med hvordan atomer av en gass truffet av elektroner blir ionisert.
I 1928, Lawrence sluttet fakultetet Ved University Of California, Berkeley, med en stilling som inkluderte forbindelser TIL UCB Kjemi Avdeling. Denne tilgangen til forskere og studenter fra andre disipliner var avgjørende For Lawrences suksess som forsker og etablerte mønsteret for det unike laboratoriet han senere opprettet.
Inspirert av en artikkel Fra Den norske ingeniøren Rolf Wideroe, Oppfant Lawrence en unik sirkulær partikkelakselerator som ble kjent som syklotronen. Widerøes konsept var basert på å bruke det samme elektriske potensialet to ganger, doble energien ved å bytte fra positivt til negativt potensial for å presse ioner og deretter trekke dem. Lawrence dømte Wideroe lineære ordningen upraktisk for lette atompartikler, siden det ville kreve et vakuumrør flere meter lang. Men det inspirerte ham til å tenke på hvordan man kunne bruke det samme potensialet flere ganger i stedet for bare en gang. Han tenkte på å bruke et magnetfelt for å bøye ladede partikler i sirkulære baner og dermed passere dem gjennom samme akselererende region igjen og igjen.
ideen krevde en kombinasjon av sofistikerte teknikker: et høyvakuumkammer med elektriske felt som varierte ved radiofrekvenser og med noen midler for å holde partiklene i et enkelt horisontalt plan. Den første slike enheten var en kakeformet blanding av gass, tetningsvoks og bronse som også inneholdt en kjøkkenstol og et trådklærtre for drift. Denne prototypen viste at konseptet fungerte.
Ferdigstilt sommeren 1931, målte akselerasjonskammeret til den første syklotronen fem tommer i diameter og økte hydrogenioner til en energi på 80.000 elektronvolt. Hans assistenter konstruerte deretter 11-tommers syklotron, som brøt en million elektron volt (MeV) barriere, Men Lawrence drømte allerede om å bygge en syklotron med et akselererende kammer 27 tommer i diameter og i stand til å nå energier på nesten 5 MeV. I behov av mer laboratorium plass, Lawrence anskaffet fra universitetet en tom bygning ved siden av fysikkavdelingen i August 1931, som han omdøpt Radiation Laboratory, eller » Rad Lab.»
Det 27-tommers akselererende kammeret I Rad Labs første syklotron ble snart erstattet med et 37-tommers kammer med en akselerasjonskapasitet på 8 MeV for deuteroner og 16 MeV for alfa partikler. I 1936 hadde maskinen blitt brukt til å lage radioisotoper og det første kunstige elementet, technetium. Rundt denne tiden inviterte Lawrence sin bror, John, en lege, til å bli med i laboratoriet og utforske bruken av radioisotoper i biologi og medisinsk forskning, som kulminerte i konstruksjonen Av Crocker Lab, med et akselererende kammer som måler 60 tommer i diameter. Det begynte å fungere i 1939. Samme år Ble Lawrence tildelt Nobelprisen I Fysikk for sin revolusjonerende enhet.
Lawrences neste syklotron inneholdt en magnet som veide 4000 tonn og et akselererende kammer 184 tommer i diameter, i stand til å akselerere atompartikler til energier over 100 MeV. For å huse maskinen og eksperimentelle fasiliteter som trengs for å gå med Det, ble et permanent sted For Rad Lab bygget på Nærliggende Charter Hill, ferdigstilt i 1946.
Utviklingen Av Lawrences syklotron bidro til å forandre vår forståelse av naturen, fra den mikroskopiske strukturen av materie til menneskelig metabolisme, fra prosessen med fotosyntese til opprettelsen av nye kjemiske elementer, inkludert nummer 103 (lawrencium). Lawrence skapte også modellen av big-science laboratory, hvorav to bærer hans navn: Lawrence Berkeley National Laboratory og Lawrence Livermore National Laboratory. Lawrence laboratorier har presset tverrfaglig tilnærming til slike fruktbare nye felt som miljøforskning, alternative energikilder, astrofysikk og molekylærbiologi. Lawrence døde 27. August 1958 av kronisk kolitt i en alder av 57 år.
Tilpasset delvis fra en online utstilling Av American Institute Of Physics History Center, » The Legacy Of E. O. Lawrence.»Se http://www.aip.org/history/lawrence/ for hele utstillingen.
