Biografi om Ernest Lawrence, opfinder af cyklotronen

Ernest Lawrence (8. august 1901 - 27. august 1958) var en amerikansk fysiker, der opfandt cyklotron, en enhed der bruges til at accelerere ladede partikler i et spiralmønster ved hjælp af et magnetfelt. Cyklotronen og dens efterfølgere har været integreret i området højenergifysik. Lawrence modtog Nobelprisen i fysik fra 1939 for denne opfindelse.

Lawrence spillede også en væsentlig rolle i EU Manhattan-projektet, anskaffer meget af den uranisotop, der blev brugt i atombomben, der blev lanceret den Hiroshima, Japan. Derudover var han kendt for at gå ind for regerings sponsorering af store forskningsprogrammer eller "Big Science".

Hurtige fakta: Ernest Lawrence

Ernest Lawrence var den ældste søn af Carl og Gunda Lawrence, som begge var undervisere i norsk aner. Han voksede op omkring mennesker, der fortsatte med at blive succesrige forskere: hans yngre bror John samarbejdede med ham på cyklotronens medicinske applikationer, og hans barndoms bedste ven Merle Tuve var en banebrydende fysiker.

Lawrence gik på Canton High School, studerede derefter et år på Saint Olaf College i Minnesota, før han overførte til University of South Dakota. Der vandt han sin bachelorgrad i kemi med eksamen i 1922. I begyndelsen skiftede Lawrence til fysik med opmuntring fra Lewis Akeley, en dekan og en professor i fysik og kemi på universitetet. Som en indflydelsesrig figur i Lawrence liv, ville Dean Akeleys billede senere hænge på væggen Lawrence's office, et galleri, der indeholdt bemærkelsesværdige videnskabsmænd som Niels Bohr og Ernest Rutherford.

Lawrence vandt sin kandidatgrad i fysik fra University of Minnesota i 1923, derefter ph.d. fra Yale i 1925. Han forblev på Yale i tre år mere, først som stipendiat og senere adjunkt, før han blev lektor ved University of California, Berkeley i 1928. I 1930, i en alder af 29, blev Lawrence en "fuld professor" i Berkeley - det yngste nogensinde fakultetsmedlem, der havde denne titel.

Lawrence kom på ideen om cyklotronen efter at have fundet et diagram i et papir skrevet af den norske ingeniør Rolf Wideroe. Wideroe's papir beskrev en enhed, der kunne producere partikler med høj energi ved at "skubbe" dem frem og tilbage mellem to lineære elektroder. Imidlertid kræver accelererende partikler til høje nok energier til undersøgelse lineære elektroder, der var for lange til at indeholde i et laboratorium. Lawrence indså, at a cirkulær, snarere end lineær, kunne accelerator anvende en lignende metode til at accelerere ladede partikler i et spiralmønster.

Lawrence udviklede cyklotronen med nogle af sine første studerende, herunder Niels Edlefsen og M. Stanley Livingston. Edlefsen var med til at udvikle cyclotronens første proof-of-concept: en 10 centimeter, cirkulær enhed lavet af bronze, voks og glas.

Efterfølgende cyclotrons var større og kunne accelerere partikler til højere og højere energier. En cyclotron, der var ca. 50 gange større end den første, blev afsluttet i 1946. Det krævede en magnet, der vejede 4.000 ton og en bygning, der var ca. 160 fod i diameter og 100 fod høj.

Under anden verdenskrig arbejdede Lawrence på Manhattan-projektet og hjalp med til at udvikle atombomben. Atombomben krævede den "fissionerbare" isotop af uran, uranium-235, og skulle skilles fra den langt mere rigelige isotop uran-238. Lawrence foreslog, at de to kunne adskilles på grund af deres lille masseforskel, og udviklede arbejdsindretninger kaldet “calutrons”, der kunne adskille de to isotoper elektromagnetisk.

Lawrence's calutrons blev brugt til at adskille uranium-235, som derefter blev oprenset af andre enheder. Det meste af uran-235 i atombomben, der ødelagde Hiroshima, Japan, blev opnået ved hjælp af Lawrence's enheder.

Efter 2. verdenskrig kampagne Lawrence for Big Science: massive offentlige udgifter til store videnskabelige programmer. Han var en del af den amerikanske delegation på Genève-konferencen i 1958, som var et forsøg på at stoppe afprøvningen af ​​atombomber. Lawrence blev dog syg, mens han var i Genève og vendte tilbage til Berkeley, hvor han døde en måned senere den 27. august 1958.

Efter Lawrence død blev Lawrence Berkeley National Laboratory og Lawrence Livermore National Laboratory udnævnt til hans ære.

Lawrence største bidrag var udviklingen af ​​cyclotronen. Med sin cyclotron producerede Lawrence et element, der ikke forekom i naturen, technetium såvel som radioisotoper. Lawrence udforskede også cyclotronens applikationer i biomedicinsk forskning; for eksempel kan cyclotronen producere radioaktive isotoper, som kunne bruges til at behandle kræft eller som sporstoffer til undersøgelser i stofskifte.

Cyclotron-designet inspirerede senere partikelacceleratorer, såsom synchrotronen, som er blevet brugt til at gøre betydelige fremskridt inden for partikelfysik. Den store Hadron Collider, der blev brugt til at opdage Higgs boson, er en synkrotron.

• Alvarez, Luis W. ”Ernest Orlando Lawrence. (1970): 251-294.”
• American Institute of Physics. ” Lawrence og bomben. ” n.d.
• Berdahl, Robert M. "The Lawrence Legacy". 10. december 2001.
• Birge, Raymond T. "Præsentation af Nobelprisen til professor Ernest O. Lawrence. "Videnskab (1940): 323-329.
• Hiltzik, Michael. Big Science: Ernest Lawrence og opfindelsen, der lancerede det militær-industrielle kompleks. Simon & Schuster, 2016.
• Keats, Jonathon. ”Manden, der opfandt 'Big Science,' Ernest Lawrence.”16. juli 2015.
• Rosenfeld, Carrie. “Ernest O. Lawrence (1901 - 1958). ” n.d.
• Yarris, Lynn. ”Lab sørger over død af Molly Lawrence, enke efter Ernest O. Lawrence.” 8. januar 2003.