Чарльз Кристиан Лауритсен: Даниялық-американ физигінің өмірі мен еңбектері

Кіріспе

Даниялық-американдық физик (1892–1968)

Чарльз Кристиан Лауритсен (4 сәуір 1892 – 13 сәуір 1968) – даниялық-американдық физик.

Ерте өмір және мансап

Лауритсен Данияның Холстебро қаласында дүниеге келді және 1911 жылы Оденсе Техникалық мектебінде сәулет өнері мамандығы бойынша білім алды. 1916 жылы ол әйелі Сигрид Хенриксен және ұлы Томмимен бірге АҚШ-қа көшіп барды, алдымен Флоридаға, онда отбасы бір уақыт бойы қайықта өмір сүрді, кейін Бостонға, Ұлы соғыс кезінде суретші болып жұмыс істеді және Бостон меласы апатының куәгері болды. 1921 жылы ол Пало-Альтода кеме мен жағалау арасындағы байланыс үшін радиомен жұмыс істеді. Ол радиоқабылдағыштардың дизайнына қызығушылық танытып, 1922 жылы бірнеше ай бойы екі серіктесімен радио құрастырумен айналысты. 1923 жылы ол Сент-Луиске көшіп, Kennedy Corporation компаниясының бас инженері болды, ол тұтыну радиоқабылдағыштар өндіруші болды. 1926 жылы Лауритсен Роберт Милликеннің лекциясын тыңдады, ал кейін ол оны Калтехке шақырды. Лауритсен отбасымен бірге көп ұзамай Пасаденаға көшіп барды, ол физика мамандығы бойынша аспирантураға оқуға мүмкіндік алды. 1929 жылы ол физика ғылымдарының докторы (Ph.D.) дәрежесін алды, ал 1930 жылы физика кафедрасының факультетіне қосылды. Ол өзінің қалған академиялық мансабын осы институтта физика профессоры болып өткізді, ақыры 1962 жылы зейнеткерлікке шықты. 1928 жылы ол Ральф Д. Беннеттпен бірге ерекше жоғары кернеулі рентгендік түтіктерді жасады. Бұл түтіктер кейіннен 1931 жылы емдеу клиникасы ретінде салынған Келлог радиациялық зертханасында қатерлі ісікпен ауыратын науқастарға сәулемен емдеу үшін пайдаланылды. Оңтүстік Калифорния университетінің медицина мектебін бітірген алғашқы әйелдердің бірі Сигрид Лауритсен клиникада радиолог болып жұмыс істеді. 1932 жылы ол рентгендік түтіктерінің бірін протон мен гелий иондарын үдетуге арналған құрылғыға айналдырып, ядролық реакцияларды зерттей бастады. 1934 жылы Лауритсен мен Х. Ричард Крейн Берклидегі Г.Н. Льюисден алынған жаңадан табылған дейтерийдің үлгісін нейтрондарды өндіру үшін қолданды, олардың көмегімен алғашқы үдеткіш арқылы жасалған жасанды радиоактивтілікті жасады. Кейін ол позитрон мен электрон бір-бірін жойғанда пайда болатын сәулеленуді өлшеді. Оның ең маңызды ашылуының бірі - көміртек ядросы гамма сәулелерін шығара отырып, протондарды ұстай алатынын көрсету болды. Бұл сәулеленуді ұстап алу процесі жұлдыздың ядросындағы ядролық процестерді зерттеуге және ауыр элементтерді өндіруге қолданылды. 1939 жылы зертхана медициналық терапияны тоқтатып, ядролық физикаға көңіл бөлді. (Лауритсен зертхананың директоры 1962 жылы зейнеткерлікке шыққанға дейін болды.) 1937 жылы ол кварц талшықты сәулелену дозаметрлері ретінде кеңінен қолданылатын Лауритсен электроскобын деп аталатын сәулелену детекторын ойлап тапты.

Lauritsen was born in Holstebro, Denmark and studied architecture at the Odense Tekniske Skole, graduating in 1911. In 1916 he emigrated to the United States with his wife Sigrid Henriksen and son Tommy, first to Florida, where the family lived for a time on a houseboat, and later to Boston, where he worked as a draftsman during the Great War and was a witness to the Boston Molasses Disaster. By 1921, he was working in Palo Alto on radio for communicating between ship and shore. He became interested in the design of radio receivers, and for a few months in 1922 was in business with two partners building radios. By 1923, he had moved to St. Louis where he was chief engineer at the Kennedy Corporation, a producer of consumer radio receivers. In 1926, Lauritsen attended a public lecture by Robert Millikan who, in casual conversation afterwards, invited him to visit Caltech. Lauritsen and his family soon moved to Pasadena where he talked his way into graduate study in physics. In 1929, he received his Ph. D., and, in 1930, he joined the physics department faculty. He spent the remainder of his academic career as professor of physics at this institution, finally retiring in 1962. In 1928, he and Ralph D. Bennett developed X ray tubes of exceptionally high voltage. These tubes were then used for radiation therapy of cancer patients in the Kellogg Radiation Laboratory, built as a treatment clinic in 1931. Sigrid Lauritsen, who was one of the first female graduates of the University of Southern California medical school, worked in the clinic as a radiologist. In 1932, he converted one of his X ray tubes into an accelerator of protons and helium ions and began to study nuclear reactions. In 1934, Lauritsen and H. Richard Crane used a sample of recently discovered deuterium, obtained from G. N. Lewis at Berkeley, to generate neutrons with which they made the first accelerator produced artificial radioactivity. He later measured the radiation produced when a positron and an electron annihilate each other. One of his most significant discoveries was to show that protons could be captured by a carbon nucleus, releasing gamma rays. This radiative capture process was applied to the study of the nuclear processes at the heart of a star, and the production of the heavier elements. In 1939, the laboratory ceased to do medical therapy and concentrated on nuclear physics. (Lauritsen was director of the laboratory from its inception until he retired in 1962.) In 1937, he invented a radiation detector called the Lauritsen electroscope, widely used as quartz fiber radiation dosimeters.

Қару-жарақтарды әзірлеу

1940 жылы АҚШ Екінші дүниежүзілік соғысқа кіруге бір жылдан астам уақыт қалғанда Лауритсен қару-жарақ және қару-жарақ дизайны саласында жұмыс істей бастады. Оның алғашқы жұмысы жақындықты қозғалтқышты (proximity fuze) жобалау және әзірлеу болды, бірақ соғыстың көп бөлігінде ол Калтехте Әскери-теңіз күштері үшін негізінен түрлі ракеталық қаруларды әзірлеу және өндіру бойынша ірі бағдарламаны басқарды. Осыған байланысты ол Калифорния штатының Иньокерн қаласында Әскери-теңіз қару-жарағын сынақтан өткізу стансасын (қазіргі Әскери-теңіз әуе соғысы орталығы, Қару-жарақ бөлімі, Қытай көлі, оның атымен аталған зертханасы) құруға көмектесті. Соғыстың соңғы айларында ол американдықтардың атом бомбасын жобалау және құрастыруға қатысты, соның ішінде "қабақ бомбасын" (pumpkin bomb) жасауға көмектесті, ол "Жұқа адам" (Fat Man) бомбасының жоғары қуатты жарылғыш көшірмесі болды. Соғыстан кейінгі жылдары ол қару-жарақ саласындағы жұмысын жалғастырды, оның көп бөлігі құпия сақталды. Ол қатысқан жобалардың арасында "Хартвелл" жобасы, "Чарльз" жобасы, "Майкл" жобасы және "Виста" жобасы бар. Корея соғысы кезінде ол Инчонға десанттан кейін қорғаныс министрлігі үшін американдық қару-жарақты бақылау және бағалау мақсатымен майданға барды. Ол АҚШ үкіметіне кеңесші ретінде және көптеген комитеттер мен басқа да ұйымдардың мүшесі ретінде қызмет етті. Ұзаққа созылған қатерлі ісікпен күрескеннен кейін ол 1968 жылдың 13 сәуірінде 76 жасында қайтыс болды.

Марапаттар мен құрметтер

Дания Корольдік ғылым және әдебиет академиясының мүшесі болып сайланды, 1939 жыл. 1941 жылы АҚШ Ұлттық ғылым академиясының мүшесі болып сайланды. Дания королінің 1953 жылғы жарлығымен Даннеброг орденінің командирі атанды. 1954 жылы Америка философиялық қоғамының мүшесі болып сайланды. 1951 жылы Америка физикалық қоғамының президенті болды. 1967 жылы Том В. Боннер сыйлығымен марапатталды. 1965 жылы UCLA-дан құрметті заң докторы дәрежесін алды. Айдың Лауритсен кратері оның құрметіне аталды. 1948 жылы президент Гарри С. Трумэннің "Еңбек сіңіргені үшін" медалімен марапатталды.