Роберт Б. Лейтон

Эта статья об американском физике-экспериментаторе. Чтобы узнать о других людях с таким же именем, см. Роберт Лейтон (значения) .

Роберт Б. Лейтон
Рожденный	( 1919-09-10 ) 10 сентября 1919 г. Детройт , США
Умер	9 марта 1997 г. ) ( 1997-03-09 ) ( 77 лет
Альма-матер	Калифорнийский технологический институт
Известный	Модель солнечной динамо-машины Лейтона Радиотелескопы Лейтона Двухмикронный обзор неба Фейнмановские лекции по физике
Дети	Ральф Лейтон
Научная карьера
Поля	Экспериментальная физика
Учреждения	Калифорнийский технологический институт
Диссертация	Колебательный спектр одноатомной гранецентрированной кубической кристаллической решетки   (1947 г.)
Докторантура	Уильям В. Хьюстон Пол Софус Эпштейн

Роберт Лейтон в здании синхротрона Калифорнийского технологического института работает над первой из 10,4-метровых тарелок радиотелескопа в 1974 году.

Роберт Бенджамин Лейтон ( / ˈ l eɪ t ən / ; 10 сентября 1919 — 9 марта 1997) — выдающийся американский экспериментатор физик- , посвятивший свою профессиональную карьеру в Калифорнийском технологическом институте (Калифорнийский технологический институт). Его работа на протяжении многих лет охватывала физику твердого тела , физику космических лучей , начало современной физики элементарных частиц , физику Солнца , планет , инфракрасную астрономию , а также миллиметровых и субмиллиметровых волн астрономию . В последних четырех областях его новаторская работа открыла совершенно новые области исследований, которые впоследствии превратились в энергичные научные сообщества.

Биография

Ранний период жизни

Лейтон родился в Детройте , где его отец изготавливал прецизионные штампы для автомобильной компании. После переезда в Сиэтл семья распалась, и отец вернулся в Детройт. Его мать переехала в центр Лос-Анджелеса , где работала горничной в отеле. Лейтон вырос в Лос-Анджелесе и закончил свои первые два года обучения в Городском колледже Лос-Анджелеса . Его приняли в Калифорнийский технологический институт в 1939 году, но он продолжал жить дома, помогая содержать свою мать и себя, создавая рентгеновское оборудование для лаборатории Келлогга.

Образование и Калифорнийский технологический институт

Лейтон получил степень бакалавра электротехники в Калифорнийском технологическом институте в 1941 году . Затем он переключился на физику и получил магистра (1944) и доктора философии в этом институте степени (1947). Его докторская диссертация исследовала удельную теплоту гранецентрированных кубических кристаллов , которую консультировали Уильям В. Хьюстон и Пол Софус Эпштейн . Он поступил на факультет Калифорнийского технологического института в 1949 году и с 1970 по 1975 год занимал должность заведующего отделением физики, математики и астрономии. Лейтон был известным преподавателем в Калифорнийском технологическом институте. Его «Принципы современной физики» , опубликованные в 1959 году, стали стандартным и влиятельным учебником.

Выход на пенсию

Лейтон ушел из преподавания в 1985 году и из исследований в 1990 году в качестве почетного профессора физики Уильяма Л. Валентайна. Газета New York Times опубликовала некролог Лейтона 14 марта 1997 года, через пять дней после его смерти. Центральная библиотека Лос-Анджелеса , где Лейтон в детстве читал математику и астрономию после школы, также представила симпозиум и выставку в честь Лейтона вскоре после его смерти.

Отношения

Лейтон и давний коллега из Калифорнийского технологического института Ричард Фейнман были близкими друзьями. В начале 1960-х годов он потратил более двух лет на переработку магнитофонных записей курса Фейнмана «Лекции по физике» в «Фейнмановские лекции по физике» (1964–1966), которые с тех пор пользуются неизменным успехом. Кроме того, вместе с Робби Фогтом он стал соавтором набора задач для сопровождения лекций Фейнмана. Один из сыновей Лейтона, Ральф , также сотрудничал с Фейнманом в написании нескольких книг.

Научные достижения

Лейтон был известен как чрезвычайно гениальный физик и астрофизик на протяжении 58 лет работы в Калифорнийском технологическом институте. Он не нашел ни одной проблемы с приборами слишком сложной, особенно если она могла открыть для наблюдения новую часть электромагнитного спектра . Если бы он нашел недорогое решение, он бы построил аппарат в свободное время, чтобы использовать его другими и самому. Лейтон построил, усовершенствовал и использовал камеры Вильсона для идентификации и измерения новых продуктов столкновений космических лучей . Он исследовал режимы распада мю -мезонов и распознал несколько странных частиц , когда физика элементарных частиц только зарождалась. Лейтон сыграл ключевую роль в 1949 году, показав, что продуктами распада мю-мезона являются два нейтрино и электрон , и он впервые измерил энергетический спектр распадающегося электрона (в то время эксперименты с низкой статистикой предполагали, что только одно нейтрино был задействован). В 1950 году он сделал первое наблюдение распадов странных частиц после первоначального открытия двух случаев в Англии в 1947 году. В течение следующих семи лет он выяснил многие свойства, например массу, время жизни, режимы распада и энергии, нескольких новых странных частиц, в частности, лямбда, xi и того, что тогда называлось тета-частицей ( К-мезоны ).

Его предмет эволюционировал от физики к астрофизике, поскольку он помог астрономии принять ее современную форму. Около 1956 года Лейтон заинтересовался физикой внешних слоев Солнца . Обладая характерным воображением и проницательностью, он разработал с доплеровским сдвигом и эффектом Зеемана солнечные камеры . Они с поразительным успехом применялись для исследования магнитных полей и полей скоростей на Солнце. С помощью камеры Зеемана Лейтон нанес на карту сложные структуры магнитного поля Солнца с превосходным разрешением. Еще более поразительными были его открытия замечательных пятиминутных колебаний локальных поверхностных скоростей и «структуры супергрануляции» горизонтальных конвекционных потоков в больших ячейках движущегося материала. Эти солнечные колебания впоследствии были признаны внутренними акустическими волнами, что открыло совершенно новые области гелиосейсмологии и солнечной магнитоконвекции. Сам Лейтон вскоре понял, что солнечные магнитоконвекционные ячейки приведут к эффективной диффузии потока на солнечной поверхности (теперь называемой диффузией Лейтона), и включил это в динамо-модель солнечного цикла .

В начале 1960-х годов Лейтон разработал и изготовил новый недорогой инфракрасный телескоп, который включал в себя простую матрицу из восьми из сульфида свинца фотоэлементов . Эти ячейки были излишками оборонной промышленности; они были разработаны для системы наведения ракеты Sidewinder с тепловым наведением. Начиная с 1965 года он и Джерри Нойгебауэр использовали новый телескоп, чтобы осмотреть примерно 70 процентов неба, видимого из обсерватории Маунт-Вилсон , собирая данные в виде волнистых линий на ленточном самописце. Это положило начало новой области инфракрасной астрономии . Итоговый двухмикронный обзор неба , опубликованный в 1969 году, содержал 5612 инфракрасных источников, подавляющее большинство из которых ранее не было внесено в каталог. Было обнаружено, что некоторые из них являются новыми звездами, все еще окруженными своими пылевыми дозвездными оболочками, тогда как другие являются звездами- сверхгигантами на последних стадиях своей эволюции, заключенными в расширяющиеся пылевые оболочки материи, выброшенные самими звездами.

Разработка Лейтоном фотооборудования в середине 1950-х годов позволила ему получить лучшие изображения планет, когда-либо созданные на тот момент, с помощью 60- и 100-дюймовых телескопов, что привело к его работе в качестве руководителя группы в Лаборатории реактивного движения ( JPL) для исследований в области визуализации во время миссий Mariner 4 , 6 и 7 на Марс в середине 1960-х годов. Будучи руководителем группы и опытным физиком-экспериментатором, Лейтон сыграл ключевую роль в формировании и руководстве разработкой первой системы цифрового телевидения Лаборатории реактивного движения для использования в глубоком космосе : пролета корабля «Маринер-4» над Марсом в 1964 году. Он также внес свой вклад в первые усилия по разработке методов обработки и улучшения изображений , которые стали возможными благодаря цифровой форме данных изображений. Он получил премию по космической науке от Американского института аэронавтики и астронавтики за телевизионные эксперименты Mariner в 1967 году и медаль НАСА за выдающиеся научные достижения в 1971 году.

В 1970-х годах интерес Лейтона переключился на разработку большой и недорогой тарелочной антенны , которую можно было бы использовать для проведения миллиметровых волн интерферометрии и астрономии субмиллиметровых волн . И снова его замечательные экспериментальные способности открыли новую область науки в Калифорнийском технологическом институте, которая продолжает активно развиваться в Радиообсерватории Оуэнс-Вэлли в Калифорнии и Субмиллиметровой обсерватории Калифорнийского технологического института на Мауна-Кеа , Гавайи, с использованием «тарелок Лейтона» .

Почести и награды

Лейтон был избранным членом Национальной академии наук и входил в состав ее Совета по космическим наукам.

Лейтон разделил премию Рамфорда в 1986 году за достижения в инфракрасной астрономии и получил медаль Джеймса Крейга Уотсона в 1988 году за свою работу в качестве создателя и использования новых инструментов и методов, которые открыли совершенно новые области астрономии — солнечные колебания, инфракрасные исследования, вращательные исследования. телескопы и большие рефлекторы миллиметрового диапазона.

кратер диаметром 66 км в районе Большого Сиртиса на Марсе . В 2009 году его именем был назван

Внешние ссылки

• Биографические мемуары Национальной академии наук, т. 75 (1998) - Роберт Б. Лейтон, стр. 164–189. Биографические мемуары Джесси Л. Гринштейна, в которых описана большая часть научных достижений Лейтона.
• Роберт Лейтон, 77 лет, физик, участвовавший в освоении космоса (некролог New York Times)
• Фейнмановские лекции по физике