Джеймс Рейнуотер
Лео Джеймс Рейнуотер | |
|---|---|
 Дождевая вода в 1975 году | |
| Рожденный | 9 декабря 1917 г. Совет, Айдахо , США |
| Умер | 31 мая 1986 г. (68 лет) Нью-Йорк , США |
| Образование | Калифорнийский технологический институт ( бакалавр ) Колумбийский университет ( магистр , доктор философии ) |
| Награды | Премия Эрнеста Орландо Лоуренса (1963) Нобелевская премия по физике (1975 г.) |
| Научная карьера | |
| Учреждения | Колумбийский университет Манхэттенский проект |
| Тезис | Нейтронно-спектрометрические исследования бора, кадмия и распределения энергии из парафина (1946 г.) |
| Докторантура | Джон Р. Даннинг |
Лео Джеймс Рейнуотер (9 декабря 1917 — 31 мая 1986) — американский физик, получивший Нобелевскую премию по физике в 1975 году за вклад в определение асимметричных форм некоторых атомных ядер .
Во время Второй мировой войны он работал над Манхэттенским проектом , в рамках которого были разработаны первые атомные бомбы . В 1949 году он начал развивать свою теорию о том, что, вопреки распространенному тогда мнению, не все атомные ядра имеют сферическую форму. Его идеи были позже проверены и подтверждены Оге Бора и Бена Моттельсона экспериментами . Он также внес свой вклад в научное понимание рентгеновских лучей и участвовал в работе Комиссии по атомной энергии США и военно-морских исследовательских проектах.
Рейнуотер поступил на физический факультет Колумбийского университета в 1946 году, где в 1952 году он достиг звания профессора, а в 1982 году был назначен профессором физики Пупина. В 1963 году он получил премию Эрнеста Орландо Лоуренса по физике, а в 1975 году был удостоен Нобелевской премии в области физики. Физика — «за открытие связи между коллективным движением и движением частиц в атомных ядрах и разработку теории строения атомного ядра, основанной на этой связи». [1]
Ранняя жизнь [ править ]
Лео Джеймс Рейнуотер родился 9 декабря 1917 года в Каунсиле, штат Айдахо , в семье бывшего инженера-строителя, управлявшего местным универсальным магазином. [2] Лео Джаспар Рейнуотер и его жена Эдна Элиза, урожденная Тиг. [3] Он никогда не использовал свое имя, и его всегда называли Джеймс или Джим. Его отец умер во время великой эпидемии гриппа в 1918 году , и Рейнуотер и его мать переехали в Хэнфорд, штат Калифорния , где она вышла замуж за Джорджа Фаулера, вдовца с двумя сыновьями, Фрименом и Джоном. Со временем у него также появился сводный брат Джордж Фаулер-младший, который стал военно-морским офицером. В старшей школе он преуспел в математике, химии и физике и был принят в Калифорнийский технологический институт по результатам олимпиады по химии. [3] [4] В 1939 году он получил степень бакалавра наук по специальности физика. [5]
Манхэттенский проект [ править ]
Затем Рейнуотер решил поступить в аспирантуру Колумбийского университета . В то время это был необычный шаг для ученого из Калифорнии, поскольку Колумбия тогда не была известна своей физикой; но недавно ситуация изменилась. Джордж Б. Пеграм недавно создал физический факультет и нанял таких ученых, как Энрико Ферми . [4] В Колумбийском университете Рейнуотер учился у Исидора Исаака Раби , Энрико Ферми, Эдварда Теллера и Джона Р. Даннинга . [2] Ферми занимался исследованиями замедлителей нейтронов , которые привели к строительству первого ядерного реактора, а Даннинг и Юджин Т. Бут Колумбии построили первый циклотрон в подвале Физических лабораторий Пупина . [6] Рейнуотер получил степень магистра искусств в 1941 году. [5] За докторскую диссертацию на тему «Нейтронно-спектрометрические исследования бора, кадмия и распределения энергии в парафине». [7] написанная под руководством Даннинга, он построил нейтронный спектрометр и разработал методы его использования. [6] Рейнуотер женился на Эмме Луизе Смит в марте 1942 года. [2] У них было трое сыновей: Джеймс, Роберт и Уильям, а также дочь Элизабет Энн, которая умерла от лейкемии, когда ей было девять лет. [8]
Реакторная группа Ферми переехала в Металлургическую лабораторию в Чикагского университета 1942 году. Дождевая вода осталась в Колумбии, где он присоединился Манхэттенского проекта к лабораториям материалов-заменителей сплавов (SAM) . Манхэттенский проект был попыткой союзников во время Второй мировой войны разработать атомную бомбу . Основной задачей SAM Laboratories была разработка газодиффузионной технологии обогащения урана для производства делящегося урана-235 для использования в атомных бомбах. Рейнуотер работал с Уильямом В. Хэвенсом младшим и Чиен-Шиунг Ву , в основном над исследованиями нейтронных сечений , используя нейтронный спектрометр. [2] После войны дюжина статей Даннинга, Хэвенса, Рейнуотера и Ву будет рассекречена и опубликована. [9] То же самое можно сказать и о его диссертации, опубликованной в журнале Physical Review в двух частях вместе с диссертацией Хэвенса: [10] [11] и ему была присуждена докторская степень в 1946 году. [2] В 1963 году он был награжден по атомной энергии США Комиссии премией Эрнеста Орландо Лоуренса за работу над Манхэттенским проектом. [12]
Дальнейшая жизнь [ править ]
Рейнуотер остался в Колумбии в качестве инструктора. В 1948 году он начал преподавать курсы по строению ядра. Нильс Бор и Джон Уилер в 1939 году разработали теоретическую трактовку ядерного деления , основанную на жидкокапельной модели ядра. [13] В 1949 году она была заменена Гепперт Майер Марии моделью ядерной оболочки , которая могла объяснить больше о структуре тяжелых элементов, чем старая теория, но у нее все еще были ограничения. На коллоквиуме в Колумбии в 1949 году Чарльз Х. Таунс сообщил об экспериментальных результатах, которые показали, что квадрупольные моменты больше, чем те, которые указаны в модели оболочки. Рейнуотеру пришло в голову, что это можно было бы объяснить и согласовать различия между моделями жидкой капли и ядерной оболочки, если бы атомное ядро не было сферическим, как предполагалось, а могло принимать другие формы. [12] Рейнуотер опубликовал свою теоретическую статью в 1950 году. [14] По счастливой случайности в тот год он делил офис с Оге Бором . [2] который взял на себя задачу экспериментальной проверки теории Рейнуотера. Бор и Бен Моттельсон опубликовали свои результаты в трех статьях в 1952 и 1953 годах, которые окончательно подтвердили теорию. [15] Рейнуотер чувствовал, что его модель не заметили. Позже он вспоминал это:
Когда я сделал предложение об использовании сфероидальной модели ядра, это казалось очевидным ответом, который сразу же был бы предложен всеми теоретиками в этой области. Я не понимаю, почему этого не было. Я также был удивлен и встревожен, услышав, как один или несколько уважаемых теоретиков объявляли на каждой конференции по ядерной физике, на которой я присутствовал до 1955 года, такие комментарии, как: «Хотя модель ядерной оболочки кажется эмпирически очень хорошей, в настоящее время нет теоретического обоснования ее почему это должно применяться». [16]
При финансовой поддержке Управления военно-морских исследований , [2] Рейнуотер построил синхротрон , который начал работать в 1950 году, в лабораториях Невиса , в поместье на реке Гудзон в Ирвингтоне, штат Нью-Йорк , завещанном Колумбийскому университету семьей Дюпон . [17] Он стал профессором в 1952 году и был директором лабораторий Невиса с 1951 по 1954 год, а затем с 1957 по 1961 год. [12] Он работал со своим учеником Вэлом Фитчем над исследованиями мюонных атомов , атомов, в которых электрон заменен мюоном . [18] [19] После 1965 года он работал над превращением синхротрона Невиса в мезонную установку. Когда в 1975 году ему позвонил репортер и сообщил, что он получил Нобелевскую премию по физике , он сначала подумал, что это за его работу над мюонными атомами. Прошло несколько часов, прежде чем он обнаружил, что Нобелевскую премию разделили с Бором и Моттельсоном за его работу по структуре ядра. [12]
Он был членом Американского физического общества , Нью-Йоркской академии наук и Института инженеров по электротехнике и электронике , а также был членом Национальной академии наук , Американского института физики , Американской ассоциации преподавателей физики и Оптическое общество Америки . [20]
Рейнуотер сменил Роберта Р. Уилсона на посту профессора физики Майкла И. Пупина в 1983 году. [21]
Рейнуотер потерял сознание после лекции в Лаборатории Пупина в 1985 году, но был восстановлен студентом, который знал, как проводить СЛР . [17] Из-за ухудшения здоровья он вышел на пенсию и в феврале 1986 года стал почетным профессором. Он умер от остановки сердца и легких. [3] в больнице Св. Иоанна Риверсайд в Йонкерсе, штат Нью-Йорк, 31 мая 1986 года. У него остались жена, трое сыновей и сводный брат Джордж. [21]
Примечания [ править ]
- ^ «Нобелевская премия по физике 1975 года» . Нобелевский фонд . Проверено 16 января 2014 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Это ж г «Джеймс Рейнуотер – Биографический» . Нобелевский фонд . Проверено 28 марта 2015 г.
- ^ Перейти обратно: а б с «Джеймс Рейнуотер» . Сойлент Коммуникейшнс . Проверено 28 марта 2015 г.
- ^ Перейти обратно: а б Fitch 2009 , стр. 3–4.
- ^ Перейти обратно: а б «Л. Джеймс Рейнуотер» . Множество современных американских физиков. Архивировано из оригинала 22 декабря 2015 года . Проверено 28 марта 2015 г.
- ^ Перейти обратно: а б Фитч 2009 , с. 5.
- ^ Рейнуотер, Л. Джеймс (1946). «Нейтронно-спектрометрические исследования бора, кадмия и распределения энергии из парафина» . Колумбийский университет. OCLC 77870480 . Проверено 28 марта 2015 г.
- ^ Fitch 2009 , с. 14.
- ^ Fitch 2009 , с. 18.
- ^ Рейнуотер, Джеймс; Хэвенс, Уильям В. (август 1946 г.). «Нейтронно-лучевые спектрометрические исследования бора, кадмия и распределения энергии из парафина». Физический обзор . 70 (3–4). Американское физическое общество: 136–153. Бибкод : 1946PhRv...70..136R . дои : 10.1103/PhysRev.70.136 .
- ^ Хэвенс, Уильям В .; Рейнуотер, Джеймс (август 1946 г.). «Сечения медленных нейтронов индия, золота, серебра, сурьмы, лития и ртути, измеренные с помощью спектрометра нейтронного пучка». Физический обзор . 70 (3–4). Американское физическое общество: 154–173. Бибкод : 1946PhRv...70..154H . дои : 10.1103/PhysRev.70.154 . hdl : 2027/mdp.39015077319682 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Хэвенс 1986 , с. 142.
- ^ Бор, Нильс; Уиллер, Джон Арчибальд (сентябрь 1939 г.). «Механизм ядерного деления» (PDF) . Физический обзор . 56 (5): 426–450. Бибкод : 1939PhRv...56..426B . дои : 10.1103/PhysRev.56.426 .
- ^ Рейнуотер, Джеймс (август 1950 г.). «Аргумент уровня ядерной энергии для сфероидальной ядерной модели». Физический обзор . 79 (3). Американское физическое общество: 432–434. Бибкод : 1950PhRv...79..432R . дои : 10.1103/PhysRev.79.432 .
- ^ «Нобелевская премия по физике 1975 года – речь на церемонии награждения» . Нобелевский фонд . Проверено 28 марта 2015 г.
- ^ Джеймс Рейнуотер на Nobelprize.org включая Нобелевскую лекцию 11 декабря 1975 г. Предыстория предложения сфероидальной модели ядра
- ^ Перейти обратно: а б Фитч 2009 , с. 15.
- ^ Фитч, Вэл Л .; Рейнуотер, Джеймс (ноябрь 1953 г.). «Исследование рентгеновских лучей мю-мезонных атомов». Физический обзор . 92 (3). Американское физическое общество: 789–800. Бибкод : 1953PhRv...92..789F . дои : 10.1103/PhysRev.92.789 .
- ^ Фитч, Вэл Л .; Козлов С.; Рейнуотер, Джеймс (июль 1954 г.). «Экспериментальное исследование массы мю-мезона и поляризации вакуума в мезонных атомах». Физический обзор . 95 (1). Американское физическое общество: 291–292. Бибкод : 1954PhRv...95..291K . дои : 10.1103/PhysRev.95.291.2 .
- ^ Fitch 2009 , с. 16.
- ^ Перейти обратно: а б Эннис, Томас В. (3 июня 1986 г.). «Джеймс Рейнуотер умер в 68 лет; получил Нобелевскую премию за исследование атома» . Газета "Нью-Йорк Таймс . Проверено 28 марта 2015 г.
Ссылки [ править ]
- Фитч, Вэл Л. (2009). Джеймс Рейнуотер: 1917–1986 (PDF) . Биографические мемуары Национальной академии наук. Национальная академия наук . Проверено 28 марта 2013 г.
- Хэвенс, Уильям В. младший (1986). «Джеймс Рейнуотер» . Физика сегодня . 39 (10): 140–143. Бибкод : 1986PhT....39j.140H . дои : 10.1063/1.2815185 .
Внешние ссылки [ править ]
- Джеймс Рейнуотер на Nobelprize.org включая Нобелевскую лекцию 11 декабря 1975 г. Предыстория предложения сфероидальной модели ядра
Сопутствующие архивные коллекции [ править ]
- Сборник студенческих конспектов Хаскелла А. Райха, около 1945–1954 годов, Библиотека и архив Нильса Бора (включает конспекты лекций с курсов Джеймса Рейнуотера в Колумбийском университете)
- 1917 рождений
- 1986 смертей
- Американские нобелевские лауреаты
- Американские физики-ядерщики
- Выпускники Калифорнийского технологического института
- Выпускники Колумбийского университета
- факультет Колумбийского университета
- Члены IEEE
- Члены Американского физического общества
- Люди Манхэттенского проекта
- Члены Оптики (общества)
- Члены Национальной академии наук США
- Нобелевские лауреаты по физике
- Люди из Совета, Айдахо