Кіріспе

Американдық ядролық физик (1905–2004)

Роберт Фокс Бачер (31 тамыз 1905 – 18 қараша 2004) – американдық ядролық физик және Манхэттен жобасының жетекшілерінің бірі. Огайо штатының Лаудонвилл қаласында туған Бачер Мичиган университетінен бакалавр және докторлық дәрежелерін алды. 1930 жылы Сэмюэл Гудсмиттің жетекшілігімен атомдық деңгейлердің гиперфина құрылымының Земан эффектісі тақырыбында докторлық диссертациясын қорғады. Калифорния технология институтында (Caltech) және Массачусетс технология институтында (MIT) аспирантурадан кейін Колумбия университетінде жұмыс істеді. 1935 жылы Ханс Бетеден Нью-Йорктің Итака қаласындағы Корнелл университетінде бірге жұмыс істеуге шақыру алды. Бачер Бетемен бірлесіп «Ядролық физика. А: Ядролардың тұрақты күйлері» (1936) кітабын жазды, бұл «Бете Киелі кітабы» деп аталған үш кітаптың біріншісі болды. 1940 жылдың желтоқсанында Бачер MIT-дегі Радиациялық зертханаға қосылды, бірақ Корнеллдегі кадмийдің нейтрондық қимасын зерттеуін тоқтатпады. Радиациялық зертхана екі бөлімге бөлінді: кіріс радиолокациялық сигналдар және шығыс радиолокациялық сигналдар. Бачерге кіріс сигналдары бөлімін басқару тапсырылды. Осы жерде ол ғалымдардың жұмысын үйлестірумен қатар, General Electric және RCA компанияларымен де жұмыс істеу арқылы әкімшілік тәжірибе жинады. 1942 жылы Роберт Оппенгеймер Бачерді Нью-Мексико штатының Лос-Аламос қаласындағы жаңа зертханада Манхэттен жобасына қосылуға шақырды. Бачердің талабы бойынша Лос-Аламос әскери емес, азаматтық зертхана ретінде құрылды. Лос-Аламоста Бачер жобаның P (физика) бөлімін, кейіннен G (құрылғы) бөлімін басқарды. Бачер Оппенгеймермен тығыз байланыста болды және екеуі жобаның барысы туралы күнделікті талқылады. Соғыстан кейін Бачер Корнелл университетінің Ядролық зерттеулер зертханасының директоры болды. Ол сондай-ақ АҚШ-тың Атом энергиясы жөніндегі комиссиясында қызмет етті, бұл комиссия Манхэттен жобасын ауыстырған азаматтық агенттік болды, ал 1947 жылы ол комиссияның алғашқы комиссарларының бірі болды. 1949 жылы ол Caltech-тегі Физика, математика және астрономия бөлімінің жетекшісі болды. 1958 жылы Президенттің ғылыми кеңес комитетіне мүше болып тағайындалды. 1962 жылы Caltech-тің вице-президенті және проректоры болды. 1970 жылы проректорлық қызметінен кетіп, 1976 жылы зейнеткер профессор атанды. Ол 2004 жылы 99 жасында дүние салды.

Ерте өмір және мансап

Бачер 1905 жылғы 31 тамызда Огайо штатының Лаудонвилл қаласында дүниеге келді. 1908 жылы отбасы Мичиган штатының Энн-Арбор қаласына көшті, онда Гарри банкир болып, ал Бёрл Мичиган университетінде дауыс сабақтарын оқытты. Бачер В.С. Перри мектебінде, содан кейін Энн-Арбор орта мектебінде білім алды. Ол Мичиган университетінің физика кафедрасының меңгерушісі, профессор Харрисон Рэндаллмен танысты. Рэндалл оны физиканы оқуға ынталандырды. Бачер Мичиган университетіне түсіп, Каппа Сигма студенттік қауымдастығына қосылды және студенттік үйінде тұрды. Екінші курста үйдің басқарушысы болды, бірақ физикаға толыққанды көңіл бөлу үшін үшінші курста үйге оралды. Рэндаллдың кеңесімен ол 1926 жылы Гарвардтың өнер және ғылымдар аспирантурасына түсті, онда докторантура бағдарламасын аяқтады. Оқу ақысын отбасы төледі, бірақ әкесінің жүрегі ауырып, оны төлеуге шамасы келмеді, сондықтан 1927 жылы Бачер Энн-Арборға қайтып оралды және үйде тұрды. Оның жеті топ жетекшісі Джон Х. Уильямс, Роберт Р. Уилсон, Джон Х. Мэнли, Дарол К. Фроман, Эмилио Г. Сегре, Бруно Б. Росси және Дональд В. Керст болды. Бачер Оппенгеймермен тығыз байланыста жұмыс істеді, және екеуі жобаның барысы туралы күнделікті әңгімелесті. 1944 жылдың шілдесінде Оппенгеймер лабораторияны имплозиялық типтегі ядролық қаруды жасауға бағытталған жұмысты күшейту үшін қайта ұйымдастырды, себебі пушка тәрізді конструкция плутониймен жұмыс істемейтін еді. P бөлімі таратылды, ал Бачер G (Гаджет) бөлімінің басшысы болды. Бұл бөлімде Уильям Хигинботам, Сет Неддермейер, Эдвин Макмиллан, Луис Альварес және Отто Фриш сияқты жетекшілер басқаратын он бір топ болды. Жорж Кистиаковскийдің жарылғыш заттар бөлімі (X бөлімі) жарылғыш линзаларды жасағанда, G бөлімі қарудың қалған бөлігін жобалады. Осы мәселелерді шешудің көптеген қиындықтары болды, соның ішінде линзаларды қажетті жылдамдықпен іске қосу тәсілін табу да бар еді. Роберт Ф. Кристидің қатты ядролық конструкциясы табысқа жетуі мүмкін ең сенімді конструкция ретінде таңдалды. Лабораторияның жұмысын үйлестіру үшін Оппенгеймер "Каупанчерлер комитетін" құрды, олар имплозиялық жұмысты "бақылап" және лабораторияның барлық күш-жігерін үйлестіруге тиіс болды. Оған Бачер, Сэмюэл Эллисон, Жорж Кистиаковский, Дик Парсонс, Чарльз Лорицен және Хартли Роу кірді. Нью-Мексико шөлінде бомбаны сынақтан өткізуге арналған күнден үш күн бұрын Бачер ядролық капсуланы (цилиндрлі бөлік, плутоний өзегі мен инициаторын қамтитын) құрастыру тобының құрамына кірді. Капсула оқ ату мұнарасына жеткізіліп, жарылғыш жиналымның ішіндегі шар тәрізді бұрандаға енгізілгенде, ол ілініп қалды. Бачер капсуланың плутоний өзегінен шыққан жылудан кеңейіп, тығырыққа ұшырағанын және екі бөлікті байланыста қалдыру арқылы температураны теңестіріп, капсуланың толық енуіне мүмкіндік беретінін түсінді. Сынақты көргеннен кейін оның реакциясы тек "Жарайды, жұмыс істейді" болды. Бачер 12 тамызда Лос-Аламостағы мұз үйінде Тинианға жөнелту үшін үшінші өзекті дайындап жатқанда, жапондықтардың капитуляцияция келіссөздерін бастағаны туралы хабарды алды. Ол G бөліміне жаңа типтегі өзекті және жиналымдарды жобалау және жасау міндетін қойды, сондай-ақ Роберт Уилсонмен бірлесіп Эдвард Теллердің Супер бомбасын дамытуға шақыратын есепті жасады. Ол Ричард Толман төрағалық еткен Манхэттен жобасының құжаттарын жариялау мәселесін қараған комитетте, сондай-ақ Мэнсон Бенедикт төрағалық еткен халықаралық ядролық энергияны бақылаудың техникалық мүмкіндігін зерттеген комитетте жұмыс істеді. Манхэттен жобасына қосқан үлесі үшін Бачер 1946 жылғы 12 қаңтарда "Ерен еңбегі үшін медальмен" марапатталды.

Атом энергиясы жөніндегі комиссия

Соғыстан кейін Бачер Итакаға оралып, Корнеллдің ядролық зерттеулер зертханасын басқарды. Ол Бетпен келісіп, Корнеллдің жоғары энергиялы ядролық физика саласында жетекші болуы үшін жаңа синхротрон қажет екенін, бірақ ең алдымен оны орналастыруға орын табу керек екенін айтты. Алайда, 1946 жылы Бачер Америка Құрама Штаттарының өкілдері Толман мен Оппенгеймермен бірге Біріккен Ұлттар Ұйымының жаңа Атом энергиясы жөніндегі ғылыми және техникалық кіші комитетіне тағайындалды. Сондықтан Бачер уақытын Итака мен Нью-Йорк арасында бөлуге мәжбүр болды. 1946 жылдың қазан айында Дэвид Лилиенталь Бачерден АҚШ Атом энергиясы комиссиясының алғашқы комиссарларының бірі болуын сұрады. Бұл азаматтық мекеме соғыс кезіндегі Манхэттен жобасын алмастыру үшін құрылып жатқан еді. Республикашыл болғандықтан, Бачердің АҚШ Конгресінің Атом энергиясы жөніндегі бірлескен комитетінің сенат мүшелері оны 8–0 дауыспен оңай бекітті. Ол бес комиссардың ішіндегі жалғыз ғалым болғандықтан – оның осы лауазымды қабылдауына себеп болған маңызды фактор – ол Атом энергиясы комиссиясының ықпалды Бас кеңесші комитетін іріктеуде жетекші рөл атқарды. Оған тоғыз ғалым тағайындалды: Джеймс Конант, Ли Дюбридж, Энрико Ферми, Роберт Оппенгеймер, Исидор Исаак Раби, Хартли Роу, Гленн Сиборг, Сирил Стэнли Смит және Худ Уортингтон. Бачер және әріптес комиссар Самнер Пайк Лос-Аламос пен Ханфорд полигондарын тексеріп, Норрис Брэдберимен (Оппенгеймерден кейін директор болып тағайындалған) Лос-Аламостағы бөлінуге жарамды материалдарды тізімдеді. Ол 1946 жылы тек тоғыз атом бомбасы жасалғанын, ал 1947 жылы тек төртеуін жасауға болатынын анықтады, себебі Ханфордтағы реакторлардың өндірістік проблемалары болды. Бұл мәселелер шешілуге жақын болғанда, Бачер 1948 жылы Эневетак атолындағы «Сандстоун» операциясының ядролық сынақтарын Атом энергиясы комиссиясының өкілі ретінде бақылады. Бачердің бастапқы екі жылдық мерзімі 1949 жылдың 1 қаңтарында аяқталуға тиіс еді, бірақ президент Гарри Трумэн оны қызметін жалғастыруға көндірді. Бачер 1949 жылдың мамыр айында отставкаға кетті, бірақ президент оны бұл шешімінен қайтара алмады. Бачер академиялық ортаға қайта оралуды қалаған, бірақ Роберт Уилсон қазір Корнеллдің ядролық зерттеулер зертханасының басшысы болды, және Бачер Лос-Аламостағы топ жетекшілерінің бірі болған адамға бағынудың қиын болатынын сезінді. Сондықтан ол Ли Дюбриджтен физика, математика және астрономия бөлімінің меңгерушісі қызметін қабылдады. Алайда Атом энергиясы комиссиясының жұмысын толығымен қалдыру оңай болған жоқ. Сенатор Бурк Хиккенлупер комиссияны басқарудағы кемшіліктерге, әсіресе Ханфордтағы шығындардың артуына, коммунистке стипендия беруге және Аргонн ұлттық зертханасынан уранның жоғалуына айыптады. Бачер Лилиентальдің қорғанында Атом энергиясы жөніндегі бірлескен комитеттің алдында куәлік беру үшін Вашингтонға оралуға міндетті болды. 1949 жылдың қыркүйек айында тағы бір дағдарыс туды, ол кезде әуе күштері Кеңес Одағының RDS 1 ядролық сынағының белгілерін анықтады. Бачер Оппенгеймер, Парсонс, генерал Хойт Ванденберг, Атом энергиясы комиссарлары және Уильям Пенни басқаратын британдық делегациямен бірге не істеу керектігін талқылады. Британ фунтының құнсыздануы қаржы дағдарысын тудырды және нарықтардың жаңалыққа қалай реакция жасайтыны туралы алаңдаушылық болды. Оппенгеймер мен Бачер ядролық сынақтың дәлелін нақты деп таныды, және Бачер, әсіресе, көпшілікке хабарлауды қолдады, өйткені білетін адамдардың саны ақпараттың жария болуын анық болды. Трумэн бірнеше күннен кейін бұл туралы хабарлады.

Калтек

Бахердің Калтехтегі бөлім төрағасы 1945 жылы Роберт Милликан зейнеткерлікке шыққаннан бері бос тұрды. Бұл лауазым профессорлық атаққа ие болғанымен, көбінесе әкімшілік қызметті қамтыды. 1949 жылы бөлімде 17 профессор жұмыс істеді, олардың тоғызы – физик, екеуі – астрофизик, ал қалған алтысы – математик. Бөлімде Әскери-теңіз зерттеулер бюросының қаржыландыруымен жұмыс істейтін екі әлемдік деңгейдегі зертхана болды: Милликан құрған Космикалық сәулелер зертханасы, оны қазір Карл Андерсон басқарады, және Чарльз Лауритсен басқаратын В.К. Келлог Радиациялық зертханасы. Дегенмен, жоғары энергиялық физиканы зерттеуге арналған жабдықтар мүлдем болған жоқ, оларды бастапқыдан құру қажет еді. Бахердің жоғары энергиялық физика саласына көшуіне Дубридж ғана емес, Андерсон мен Лауритсен де толық қолдау көрсетті. Лауритсен жаңа 600 МэВ синхротронын жобалау үшін Роберт Лангмуирді жұмысқа алған еді, ал Бахер оны орналастыру үшін Паломар обсерваториясының айнасын ұнтақтау және жылтырату үшін бастапқыда пайдаланылған, бірақ 1948 жылдан бері бос тұрған үлкен ғимаратты тапты. Ол Атом энергиясы жөніндегі комиссия мен Әскери-теңіз зерттеулер бюросының 1 миллион долларлық грантын қамтамасыз етіп, осы және басқа да қажетті жабдықтарды салуға, ал оларды жыл сайын 300 000 доллармен басқаруға жағдай жасады. Жабдықтар ғана жеткіліксіз еді, Бахерге физиктер де қажет болды. Лауритсен Роберт Кристиді жұмысқа алып, осы бағытта да бастама көтерді. Бахер тәжірибелік физиктер Алвин В. Толлеструп, Роберт М. Уокер және Мэтью Сэндсті жұмысқа алды. Бірақ Бахер ең көп қалаған физик – Ричард Фейнман еді. Оны жұмысқа алу үшін Бахер оған жоғары жалақы ұсынды және Фейнманның 1950–1951 жылдардағы Бразилиядағы демалысын қаржыландыруға келісті. Фейнман 1965 жылы физика саласындағы Нобель сыйлығын жеңіп алды. 1955 жылы Бахер Мюррей Гелл-Маннды жұмысқа алды, ол 1969 жылы Нобель сыйлығын жеңіп алды. Радиоастрономияның салыстырмалы түрде жаңа саласы Бахердің қызығушылығын тудырды, ол 1955 жылы Австралияның ғылыми және өнеркәсіптік зерттеулер ұйымынан Джон Болтон мен Гордон Стэнлиді жұмысқа алды. Әскери-теңіз зерттеулер бюросының гранты Болтонға Оуэнс аңғары радио обсерваториясын салуға мүмкіндік берді, ол квазарларды зерттеудің маңызды орталығына айналды. Калтехтегі қызметі Бахердің Вашингтондағы қызметіне нүкте қойған жоқ. Ол 1953 жылдың 18 қарашасынан 1955 жылдың 30 маусымына дейін және 1957 жылдың 9 желтоқсанынан 1959 жылдың 31 желтоқсанына дейін президент Дуайт Д. Эйзенхауэрдің ғылыми кеңесшілер комитетінің (PSAC) мүшесі болып екі мерзім қызмет етті. Алғашқы мерзімінде ол 1954 жылы Оппенгеймердің қауіпсіздік жөніндегі тыңдауында өзінің ескі досының атынан куәлік берді. Екінші мерзімінде ол Джеймс Л. Фиск пен Эрнест Лоуренспен бірге Ядролық сынақтарға ішінара тыйым салу туралы келісімді қалай бақылауға болатындығын зерттеді. Бахер 1962 жылға дейін Калтехтегі физика, математика және астрономия бөлімінің төрағасы болды, содан кейін ол вице-президент және проректор болып тағайындалды. Ол 1970 жылы 65 жасқа толғанда проректорлық қызметінен кетіп, 1976 жылы зейнеткер профессор атанды. Американдық философиялық қоғамға және Американдық өнер мен ғылым академиясына мүше болып сайланды. Бахер 2004 жылдың 18 қарашасында Калифорния штатының Монтесито қаласындағы зейнеткерлер үйінде қайтыс болды. Оның артында қызы Марта Бачер Итон және ұлы Эндрю Доу Бачер қалды, ол Индиана университетінде ядролық физик болып жұмыс істеді, оның әйелі Жан 1994 жылдың 28 мамырында қайтыс болды. Оның құжаттары Калифорния технологиялық институтының мұрағатында сақтаулы.