Кіріспе

Американдық эксперименталды физик және жазушы, американдық эксперименталды физик Роберт Бенджамин Лейтон (/l//eɪ//t//ən/; 1919 жылдың 10 қыркүйегі – 1997 жылдың 9 наурызы) – Калифорния технология институтында (Кальтек) кәсіби өмірін өткізген көрнекті американдық эксперименталды физик. Оның жылдар бойғы еңбектері қатты дене физикасы, ғарыштық сәуле физикасы, қазіргі заманғы бөлшектер физикасының бастамасы, күн физикасы, планеталар, инфрақызыл астрономия, миллиметрлік және субмиллиметрлік толқын астрономиясын қамтыды. Соңғы төрт сала бойынша оның пионерлік жұмысы, кейіннен белсенді ғылыми қауымдастықтарға айналған зерттеулердің толыққанды жаңа салаларын ашты.

Ерте өмір

Лейтон Детройтте дүниеге келді, онда оның әкесі автомобиль компаниясы үшін прецизионды қалыптар жасаған. Отбасы Сиэтлға көшкеннен кейін тарап кетті, әкесі Детройтке қайтып оралды. Оның анасы Лос-Анджелес қаласының орталық бөлігіне көшіп, бір қонақ үйде үй қызметшісі болып жұмыс істеді. Лейтон Лос-Анджелесте өсті және Лос-Анджелес қалалық колледжіндегі бакалавриаттың алғашқы екі жылын аяқтады. 1939 жылы ол Калтехке үшінші курсқа қабылданды, бірақ анасы мен өзін асырау үшін Келлогг зертханасы үшін рентген жабдықтарын құрастырып жұмыс істеп, үйде тұруын жалғастырды.

Білім беру және Калтех

1941 жылы Лейтон Калтехте электр инженериясы саласында бакалавр дәрежесін алды. Кейін физикаға көшіп, сол институтта магистр (1944) және доктор (1947) ғылыми дәрежелерін қорғады. Оның докторлық диссертациясы Уильям В. Хьюстон мен Пол Софус Эпштейннің ғылыми жетекшілігімен бет орталық кубтық кристалдардың қатысты жылу сыйымдылығын зерттеді. 1949 жылы Лейтон Калтех факультетіне қабылданып, 1970 жылдан 1975 жылға дейін Физика, математика және астрономия бөлімінің меңгерушісі қызметін атқарды. Лейтон Калтехте өте белгілі оқытушы болды. Оның 1959 жылы жарық көрген "Қазіргі заманғы физика негіздері" кітабы стандартты және әсерлі оқулық ретінде танылды.

Зейнеткерлік

Лейтон 1985 жылы оқыту қызметінен, ал 1990 жылы Уильям Л. Валентин атындағы физика профессоры, эмеритус лауазымынан зейнетке шықты. «The New York Times» газеті Лейтонның некрологын 14 наурыз күні, 1997 жылы, оның қайтысынан бес күн соң жариялады. Лейтон бала кезінде мектептен кейін математика мен астрономияны оқыған Лос-Анджелес орталық кітапханасы, оның өлімінен кейін көп ұзамай оның құрметіне симпозиум мен көрме өткізді.

Қарым-қатынастар

Лейтон және Калтехтегі ұзақ жылдар бойы бірге жұмыс істеген әріптесі Ричард Фейнман жақын дос болды. 1960 жылдардың басында ол екі жылдан астам уақытын Фейнманның физика лекцияларының таспаға жазылған жазбаларын "Фейнманның физика лекциялары" (1964-1966) кітабына айналдыруға жұмсады, ол кітап содан бері үнемі сәттілікке ие болып келеді. Бұған қоса, ол Робби Вогтпен бірлесіп Фейнман лекцияларына қосымша мәселелер жинағын жасады. Лейтонның ұлы Ральф та Фейнманмен бірнеше кітапта бірлесіп жұмыс істеді.

Ғылыми жетістіктер

Лейтон 58 жыл бойы Калтех институтында жұмыс істеген кезінде өте тапқыр физик және астрофизик ретінде танымал болды. Ол құрал-жабдықты орнатуда ешқандай қиындыққа тап болған жоқ, әсіресе бұл электромагниттік спектрдің жаңа бөлігін байқауға мүмкіндік берсе. Егер ол арзан шешім тапса, басқалар мен өзі пайдалану үшін бос уақытында құралды жасап шығаратын. Лейтон ғарыш сәулелерінің соқтығысуынан пайда болатын жаңа өнімдерді анықтау және өлшеу үшін бұлтты камераларды жасады, жетілдірді және қолданды. Ол мю-мезондардың ыдырау жолдарын зерттеді және бөлшектер физикасының бастапқы кезеңінде бірнеше ерекше бөлшектерді анықтады. 1949 жылы Лейтон мю-мезонның ыдырау өнімдері екі нейтрино мен электроннан тұратынын көрсетуде маңызды рөл атқарды және ыдырау электронының энергия спектрін алғаш рет өлшеді (сол кездегі төмен статистикалық эксперименттер тек бір нейтриноның қатысқандығын көрсетті). 1950 жылы ол 1947 жылы Англияда екі жағдайдың анықталуынан кейін ерекше бөлшектердің ыдырауын алғаш рет байқады. Келесі жеті жылда ол бірнеше жаңа ерекше бөлшектердің, атап айтқанда, лямбда, ши және сол кездегі тета бөлшектерінің (К-мезондары) массасы, өмір сүру мерзімі, ыдырау түрлері және энергиясы сияқты қасиеттерін анықтады. Оның тақырыбы физикадан астрофизикаға қарай дамыды, өйткені ол астрономияның қазіргі заманғы формасын қабылдауына көмектесті. Шамамен 1956 жылы Лейтон Күннің сыртқы қабаттарының физикасына қызығушылық таныта бастады. Ол өзіне тән қиялы мен көрегендігімен Доплер эффектісі және Земан эффектісін қолданатын күн камераларын ойлап тапты. Олар Күндегі магниттік және жылдамдық өрістерін зерттеуде керемет табысқа жетті. Земан камерасымен Лейтон Күннің магниттік өрісінің күрделі үлгілерін жоғары дәлдікпен картаға түсірді. Одан да әсерлі болғаны – ол жер бетіндегі жылдамдықтың бес минуттық тербелісін және үлкен жасушалардағы көлденең конвекциялық ағындардың «супер грануляциялық үлгісін» ашты. Бұл күн тербелістері кейіннен ішкі жабық акустикалық толқындар ретінде танылып, гелиосейсмология және күннің магниттік конвекциясы саласын ашты. Лейтон өзі көп ұзамай күннің магниттік конвекциялық жасушаларының күн бетіндегі ағыстың тиімді таралуына (қазір Лейтон таралуы деп аталады) әкелетінін түсінді және оны күн циклінің динамо моделіне енгізді. 1960 жылдардың басында Лейтон жаңа, арзан инфрақызыл телескопты жасады, оған сегіз қорғасын сульфид фотоэлементінен тұратын қарапайым массив кірді. Бұл элементтер қорғаныс өнеркәсібінен қалған артық заттар еді; олар Sidewinder зымыранының жылу іздеу басқару жүйесі үшін әзірленген. 1965 жылдан бастап ол және Джерри Нойгебауэр жаңа телескопты Вильсон тауы обсерваториясынан көрінетін аспанның шамамен 70 пайызын сканерлеу үшін пайдаланды және деректерді жолақты тіркегіштегі қисықтар түрінде жинады. Бұл инфрақызыл астрономияның жаңа саласын ашты. 1969 жылы жарық көрген «Екі микрондық аспан шолуында» 5612 инфрақызыл көздер тіркелді, олардың көп бөлігі бұрын тіркелмеген. Олардың кейбіреулері әлі де шаңды жұлдыздық қабықшаларымен қоршалған жаңа жұлдыздар екені анықталды, ал басқалары эволюцияның соңғы сатыларындағы супергигант жұлдыздар, жұлдыздардың өзі шығарған шаңды материяның кеңейіп жатқан қабықшаларына енген. Лейтонның 1950 жылдардың ортасында фотосуреттік жабдықты дамытуы оған 60 және 100 дюймдік телескоптардан планеталардың сол кезге дейін ең жақсы суреттерін алуға мүмкіндік берді және 1960 жылдардың ортасында Марсқа Маринер 4, 6 және 7 миссияларында суреттеу ғылымын зерттеу үшін Реактивті қозғалтқыш зертханасында (JPL) команда жетекшісі ретінде жұмыс істеуіне әкелді. Команда жетекшісі және тәжірибелі эксперименталды физик ретінде Лейтон 1964 жылы Марстың Маринер 4 ұшуы кезінде терең ғарышқа арналған JPL-дің алғашқы цифрлық теледидар жүйесін құру мен дамытуда маңызды рөл атқарды. Сондай-ақ, ол бейнелеу деректерінің цифрлық түріне байланысты суретті өңдеу және жақсарту техникаларын жасауға үлкен үлес қосты. 1967 жылы ол «Маринер» телеэксперименттері үшін Американың Аэронавтика және Астронавтика институтының Ғарыш ғылымдары сыйлығын және 1971 жылы НАСА-ның ерекше ғылыми жетістіктері медалін алды. 1970 жылдары Лейтон миллиметрлік толқын интерферометриясы және субмиллиметрлік толқын астрономиясын жүзеге асыру үшін үлкен, арзан тарелкалы антенналарды жасауға қызығушылық танытты. Тағы да, оның ерекше эксперименталдық қабілеттері Калтех институтында жаңа ғылым саласын ашты, ол Калифорниядағы Оуэнс аңғарындағы Радио обсерваториясы және Гавайидегі Мауна-Кеа тауындағы Калтех субмиллиметрлік обсерваториясында «Лейтон тарелкалары» арқылы белсенді түрде зерттелуде.

Құрмет пен марапаттар

Лейтон Ұлттық ғылым академиясының сайланған мүшесі болды және оның Ғарыш ғылымдары кеңесінде қызмет етті. Лейтон 1986 жылы инфрақызыл астрономияны дамытудағы үлесі үшін Рамфорд сыйлығымен марапаттасты, ал 1988 жылы Джеймс Крейг Уотсон медалін жеңіп алды. Бұл жүлде астрономияның толыққанды жаңа салаларын ашқан – күн тербелісін, инфрақызыл зерттеулерді, айналмалы телескоптарды және үлкен миллиметрлік толқынды рефлекторларды жасаған және қолданған оның еңбектері үшін табысталды. 2009 жылы Марстың Сыртис-Майор аймағындағы 66 км диаметрлі кратерге оның есімі қойылды.