Луї Альварес

Фотографія Луї Альварес (photo Lui Alvares)

Lui Alvares

  • День народження: 13.06.1911 року
  • Вік: 77 років
  • Місце народження: Сан-Франциско, США
  • Дата смерті: 01.09.1988 року
  • Громадянство: США

Біографія

Американський фізик Луїс Уолтер Альварес народився в Сан-Франциско (штат Каліфорнія). Його мати – Харієт Скідмор (в дівоцтві Сміт) Альварес, батько – Уолтер Клемент Альварес, професор Каліфорнійського університету, лікар і журналіст, що висвітлював медичні теми.

Американський фізик Луїс Уолтер Альварес народився в Сан-Франциско (штат Каліфорнія). Його мати – Харієт Скідмор (в дівоцтві Сміт) Альварес, батько – Уолтер Клемент Альварес, професор Каліфорнійського університету, лікар і журналіст, що висвітлював медичні теми. У 1926 р., коли батько Луїса перейшов на роботу до клініки Мейо, вся сім’я переїхала в Рочестер (штат Міннесота). А., один з чотирьох дітей, закінчив рочестерскую школу в 1928 р. і вступив у Чиказький університет. Спочатку він спеціалізувався в області хімії, але потім, підбадьорений одним із своїх викладачів, волів вивчати фізику. Закінчивши з відзнакою університет у 1932 р., він залишився в Чикаго для подальшого навчання, став магістром в 1934 р., і доктором в 1936 р. Великий шанувальник авіації. А., навчаючись в університеті, одночасно відвідував курси літаководіння. В цьому ділі він виявився настільки талановитий, що здійснив свій перший самостійний політ лише після трьох годин п’ятнадцяти хвилин інструктажу.

Повернувшись в Каліфорнії, А. зайнявся дослідженнями в галузі ядерної фізики, будучи асистентом-дослідником в Каліфорнійському університеті в Берклі, потім там же став викладачем в 1938 р. В кінці 30-х років він разом з Джекобом Х. Вайенсом на циклотроні в Берклі отримав штучний ізотоп ртуті з атомним вагою 198. Надалі Бюро стандартів США прийняло довжину хвилі світла, який випромінює ртутна лампа, заповнена парами цього ізотопу, в якості еталона довжини. В результаті своїх подальших досліджень А. в 1937 р. експериментально довів, що ядро атома може захоплювати деякі електрони, розташовані на самих близьких до ядра орбіти цього атома (K-захоплення), Розвинутий ним метод отримання пучків дуже повільних нейтронів відкрив шлях до фундаментальних досліджень розсіяння нейтронів і дозволив вперше виміряти магнітний момент нейтрона. Незадовго до початку другої світової війни А. з одним зі своїх колег відкрив тритій (радіоактивний ізотоп водню) і гелій-3 (ізотоп, що грає важливу роль у фізиці низьких температур).

У 1940 р. А. взяв в Берклі відпустку для проведення військових досліджень в радіаційній лабораторії Массачусетського технологічного інституту (МТІ). Тут спільно з Лоуренсом Джонстоном він розробив три важливі радарні системи, зокрема удосконалив мікрохвильову радарну систему, яка дозволила виявляти літаки, загублені в тумані над аеродромом,і супроводжувати їх до благополучної посадки. Ця система, заснована на наземному контролі, незабаром стала широко використовуватися, спочатку військовими службами, а потім і в цивільних аеропортах. За це А. був нагороджений у 1946 р. Почесним намистом вищої авіаційної нагородою США, що присуджується Національним товариством аеронавтики. Займаючись під час війни науковими дослідженнями в массачусетському технологічному інституті, він, крім того, розробив висотну радарну установку «Голок», полегшила точне бомбометання при бомбардуванні японських нафтоперегінних заводів, а також мікрохвильовий приймач раннього попередження, передавав зображення повітряного бою.

У 1943 р. А. залишив МТІ і переїхав в Лос-Анджелес (штат Нью-Мексико), де як учасник Манхеттенського проекту працював з Енріко Фермі. Дж. Робертом Оппенгеймером, Едвардом Теллером та іншими вченими над створенням атомної бомби. Саме А. запропонував спосіб, за допомогою якого був підірваний один з варіантів бомби. Після того, як у 1946 р. він був присутній при першому ядерному вибуху на полігоні Аламогордо (штат Нью-Мексико), його послали на одну з тихоокеанських військових баз, звідки він вилітав на літаку Б-29 спостерігати за вибухом атомної бомби над Хіросімою. Кілька ліг він був серед тих учених, які на відміну від Оппенгеймера і багатьох інших членів науково-консультативної ради при Комісії з атомної енергії наполягали, щоб президент Гаррі С. Трумен санкціонував роботи зі створення водневої бомби.

Повернувшись після війни в Берклі, А. завідував будівництвом радіаційної лабораторії для фундаментальних досліджень в галузі атомної енергії, в т. ч. 40-футового лінійного прискорювача протонів, першого у своєму роді.

Для дослідження множини елементарних частинок, що утворюються в нових прискорювачах, необхідно реєструвати їх сліди, або треки. Першим приладом, що дозволяли здійснювати таку реєстрацію, була іонізаційна камера, винайдена в 1911 р. Ч. Т. Р. Вільсоном. Коли Вільсон розширював і тим самим охолоджував перенасичений пар у своїй камері, атомні частинки, пролітаючи через неї, лишали за собою сліди з крапельок рідини, які можна було сфотографувати. Подальші просування в області реєстрації частинок були зроблені в 40-е роки, коли Сесіл Ф. Пиуэлл розробив фотографічні емульсії, на яких вдавалося отримувати зображення треків безпосередньо. Втім, з появою нових більш потужних прискорювачів на початку 50-х років ці методи застаріли, оскільки утворюються в таких прискорювачах частинки з високою енергією мали дуже коротким часом життя і малою довжиною треків. Подолати ці труднощі вдалося в 1952 р., коли Доналд А. Глізер винайшов бульбашкову камеру, в якій частинки, пролягаючи через перегріту рідина-рідина, нагріту вище її температури кипіння, залишали слід з бульбашок газу.

Познайомившись з роботою Глазера на конференції в 1953 р., А. значно удосконалив бульбашкову камеру. використавши в якості рідини і рідкий водень. Протягом наступних п’яти років була створена ціла серія зростаючих в діаметрі камер: від 1-дюймової до 72-дюймової камери в 1959 р. У 1960 р. уперше багато нові елементарні частинки спостерігалися в Берклі.

Щоб фотографувати треки таких частинок, колега А. Джек Франк створив обертову стереографическую систему. Прозвана «Франкенштейном», вона почала діяти в 1957 р., а потім багаторазово використовувалася фахівцями, які займалися фізикою високих енергій. Для того щоб проаналізувати мільйони фотографій, знімалися щороку на цих установках, А. і його колеги застосовували швидкодіючі комп’ютери. В кінці 50-х років вони розробили хитромудрі комп’ютерні програми, що дозволяли сортувати й аналізувати дані з безпрецедентною швидкістю і точністю. В результаті подібних досліджень до початку 60-х років число відомих частинок зросла приблизно з 30 до більш ніж 100. Багато хто з них були «резонанси» – короткоживущими частинками, які не можна спостерігати безпосередньо, але чиє існування проявляється в раптовому збільшенні числа інших частинок, що виникають при певній енергії. Майже всі резонанси були відкриті або самим А., або його колегами, або іншими вченими, які використали його бульбашкову камеру і аналітичну техніку.

У 1968 р. А. була присуджена Нобелівська премія з фізики «за винятковий внесок у фізику елементарних частинок, зокрема за відкриття великого числа резонансів, що стало можливим завдяки розробленій їм техніці з використанням водневої бульбашкової камери і оригінальному аналізу даних». При презентації лауреата Стін фон Фрізен, член Шведської королівської академії наук, сказав: «Створення водневої бульбашкової камери відкрило зовсім нові можливості для досліджень в області фізики високих енергій. Як результат – виявлення нових елементарних частинок. Практично всі відкриття, зроблені в цій важливій сфері, стали можливі лише завдяки методам, розробленим професором Альваресом».

Вчений із широким колом інтересів, А. очолив у 1965 р. спільну американо-єгипетську експедицію, яка шляхом зондування з допомогою космічних променів намагалася з’ясувати, чи існують потаємні кімнати в піраміді фараона Хефрена в Гізі (не було знайдено жодної такої кімнати). Якщо звернутися до області ще більш далекій від фізики елементарних частинок, то в 1979 р. він разом зі своїм сином Уолтером, професором геології в Берклі, висунув радикальну теорію, що пояснює зникнення динозаврів та інших форм життя 65 млн років тому. Вони припустили, що якийсь астероїд зіткнувся із Землею з такою силою, що виникли в результаті цього хмари пилу і диму припинили доступ до неї сонячного світла, через що загинула рослинність, що служила поживою динозаврам. Ця ідея була підкріплена в 1985 р. повідомленням про відкриття широко розсіяних частинок сажі, що датуються віком до 65 млн років і викликаних, можливо, глобальним пожежею, що виникла в результаті удару позаземного прибульця. Однак ця теорія поки залишається спірної.

Крім того, А. отримав ланцюгову реакцію, не використовуючи уран, винайшов нову систему кольорового телебачення і відкрив радіоактивний ізотоп гелію. Як-то він вигадав електричну систему для кімнатних тренувань в гольф, якою користувався президент Дуайт Д. Ейзенхауер. З-за крайнього розмаїття областей, в які вніс свій внесок А., його прозвали «фізиком з божевільними ідеями».

У 1936 р. А. одружився на Джеральдине Смитуик, у них народилися син і дочка. Шлюб закінчився розлученням, і в 1958 р. А. одружився на Джанет Лендіс, від цього шлюбу у нього син і дочка.

Серед інших премій А. – премія Джона Скотта р. Філадельфії (1953), премія Альберта Ейнштейна Меморіального фонду Льюїса і Троянди Страусс (1961), премія «За новаторські дослідження» Інституту інженерів по електротехніці та електроніці (1963) та Національну медаль «За наукові досягнення» Національного наукового фонду. Він був президентом Американського фізичного товариства в 1969 р. і був членом американської Національної академії наук і Національної інженерної академії. Йому були присуджені почесні вчені ступені Чиказького університету, Університету Карнегі – Меллона, Кеніон-коледжу та Університету Нотр-Дам.