Эрнест Уолтон: Атомды жарып, ядролық физикаға үлес қосқан ғалым
Ernest Walton
Эрнест Уолтон: ирланд физигі, атомды жарып, ядролық түрлендіруді алғаш рет жүзеге асырған. Кокрофт-Уолтон генераторының құрастырушысы, Нобель сыйлығының иегері.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Ирландиялық физик (1903–1995)
Irish physicist (1903–1995)
Эрнест Томас Синтон Уолтон (6 қазан 1903 – 25 маусым 1995) – ирландиялық физик және Нобель сыйлығының лауреаты, атомды алғаш бөлген адам. Ол Джон Коккрофтпен бірлесе бөлшектерді үдеткіштің алғашқы түрлерінің бірі – Коккрофт-Уолтон генераторын құрастыру жұмысымен танымал. 1930 жылдардың басында Кембридж университетінде осы генераторды пайдалана отырып өткізген тәжірибелерінде Уолтон мен Коккрофт бір элементті екінші элементке айналдыру үшін бөлшектер сәулесін қолданған тұңғыш ғалымдар тобы болды. Нобель сыйлығының мақтау қағазында былай делінген: "Осылайша, ядролық трансмутация алғаш рет толыққандай адам бақылауындағы құралдар арқылы жүзеге асты".
Ernest Thomas Sinton Walton (6 October 1903 – 25 June 1995) was an Irish physicist and Nobel laureate who first split the atom. He is best known for his work with John Cockcroft to construct one of the earliest types of particle accelerator, the Cockcroft–Walton generator. In experiments performed at Cambridge University in the early 1930s using the generator, Walton and Cockcroft became the first team to use a particle beam to transform one element to another. According to their Nobel Prize citation: "Thus, for the first time, a nuclear transmutation was produced by means entirely under human control".
Алғашқы жылдар
Эрнест Уолтон Уотерфорд графтығының Дунгарван ауданындағы Эббисайд қаласында, методист пасторы Джон Уолтонның (1874–1936) және Анна Синтонның (1874–1906) отбасында дүниеге келді. Сол кездегі дін қызметкерлерінің отбасы әдетте үш жыл сайын көшіп тұратын, осылайша кішкентай Ернест пен оның отбасы Лимерик графтығының Раткил қаласына (анасы қайтыс болған жер) және Монаган графтығына көшіп орналасты. Ол Даун және Тайрон округтеріндегі күндізгі мектептерде, ал 1915 жылы Белфаст методист колледжінде интернатта оқыды, бұрын Дублиндегі Уэсли колледжінде білім алған болатын. 1922 жылы Уолтон математика мен ғылымды оқу үшін Дублин Тринити колледжінен стипендия алды және 1924 жылы негізгі стипендияның иегері болып сайланды. 1926 және 1927 жылдары Тринити колледжінен бакалавр және магистр дәрежелерін алды. Колледжде оқыған жылдары физика және математика пәндерінен жеті сыйлыққа ие болды, соның ішінде 1924 жылғы негізгі стипендиясы да бар еді. Бітіргеннен кейін, ол 1851 жылғы Корольдік көрме комиссиясынан 1851 жылғы зерттеу стипендиясын алды және Кембридж университетінің Кавендиш зертханасының директоры, сэр Эрнест Резерфордтың жетекшілігімен Кембридж Тринити колледжінде зерттеуші студент ретінде қабылданды. Ол кезде Кавендиш зертханасында төрт Нобель сыйлығының лауреаты жұмыс істеді, ал тағы бесеуі, оның ішінде Уолтон мен Джон Коккрофт, кейіннен осы сыйлыққа ие болды. Уолтон 1931 жылы докторлық диссертациясын қорғады және 1934 жылға дейін Кембриджде зерттеуші болып жұмыс істеді. Литий ядроларын бөлу нәтижесінде гелий ядролары пайда болды. Олар борон мен көміртекті өздерінің «бөлу» эксперименттері үшін нысана ретінде пайдаланды және жасанды түрде туындаған радиоактивтілік туралы хабарлады. Бұл эксперименттер бұрын Рутерфорд, Джордж Гамов және басқалар ұсынған атом құрылымы туралы теорияларды растады. Сәтті құрылғы – қазір Коккрофт-Уолтон генераторы деп аталатын бөлшектерді үдеткіштің бір түрі – бөлшектерді үдеткішке негізделген эксперименталды ядролық физика дәуірін бастауға көмектесті. Кембриджде 1930 жылдардың басында жүргізілген осы зерттеулер 1951 жылы Уолтон мен Коккрофтқа физика саласындағы Нобель сыйлығын әкелді.
Ernest Walton was born in Abbeyside, Dungarvan, County Waterford to a Methodist minister father, Rev John Walton (1874–1936) and Anna Sinton (1874–1906). In those days a general clergyman's family moved once every three years, and this practice carried Ernest and his family, while he was a small child, to Rathkeale, County Limerick (where his mother died) and to County Monaghan. He attended day schools in counties Down and Tyrone, and at Wesley College Dublin before becoming a boarder at Methodist College Belfast in 1915, where he excelled in science and mathematics. In 1922, Walton won scholarships to Trinity College Dublin for the study of mathematics and science, and would go on to be elected a Foundation Scholar in 1924. He was awarded bachelor's and master's degrees from Trinity in 1926 and 1927, respectively. During these years at college, Walton received numerous prizes for excellence in physics and mathematics (seven prizes in all), including the Foundation Scholarship in 1924. Following graduation, he was awarded an 1851 Research Fellowship from the Royal Commission for the Exhibition of 1851 and was accepted as a research student at Trinity College, Cambridge, under the supervision of Sir Ernest Rutherford, Director of Cambridge University's Cavendish Laboratory. At the time there were four Nobel Prize laureates on the staff at the Cavendish lab and a further five were to emerge, including Walton and John Cockcroft. Walton was awarded his PhD in 1931 and remained at Cambridge as a researcher until 1934. The splitting of the lithium nuclei produced helium nuclei. They went on to use Boron and Carbon as targets for their 'disintegration' experiments, and to report artificially induced radioactivity. These experiments provided verification of theories about atomic structure that had been proposed earlier by Rutherford, George Gamow, and others. The successful apparatus – a type of particle accelerator now called the Cockcroft Walton generator – helped to usher in an era of particle accelerator based experimental nuclear physics. It was this research at Cambridge in the early 1930s that won Walton and Cockcroft the Nobel Prize in physics in 1951.
Тринити колледжінде қызмет
Эрнест Уолтон 1934 жылы Ирландияға оралып, Дублин Тринити колледжінің физика факультетіндегі мүше болды, ал 1946 жылы Эразм Смиттің табиғи және тәжірибелік философия профессоры болып тағайындалды. Уолтон 40 жылдан астам уақыт бойы Дублин жоғары оқу орталығымен байланыста болды, онда ол Ұлы космостық физика мектебінің кеңесінде және институт кеңесінде ұзақ жылдар бойы қызмет етті. 1952 жылы Ұлы космостық физика мектебінің алғашқы төрағасы Джон Дж. Нолан қайтыс болғаннан кейін Уолтон осы лауазымды өз мойнына алып, 1960 жылға дейін қызмет етті, содан кейін оны Джон Х. Пул алмастырды.
Ernest Walton returned to Ireland in 1934 to become a Fellow of Trinity College Dublin in the physics department, and in 1946 was appointed Erasmus Smith's Professor of Natural and Experimental Philosophy. Walton was associated with the Dublin Institute for Advanced Studies for over 40 years, where he served long periods on the board of the School of Cosmic Physics and on the council of the Institute. Following the 1952 death of John J. Nolan, the inaugural chairman of the School of Cosmic Physics, Walton assumed the role and served in that position until 1960, when he was succeeded by John H. Poole.
Кейінгі жылдар және өлім
1974 жылы Дублиндегі Тринити колледжінен зейнеткерлікке шыққанмен, ол өмірінің соңына дейін Тринитидің физика факультетімен байланысын үзбеді. Қайтыс болғанға аздан кейін, ол Тринитиге өмір бойы адалдығын Нобель медалін және марапаттамасын колледжге табыс ету арқылы көрсетті. Эрнест Уолтон 1995 жылғы 25 маусымда Белфаста 91 жасында дүниеден өтті. Ол Дублиндегі Диансграйндж бейіште жерленген.
Although he retired from Trinity College Dublin in 1974, he retained his association with the Physics Department at Trinity up to his final illness. Shortly before his death, he marked his lifelong devotion to Trinity by presenting his Nobel medal and citation to the College. Ernest Walton died in Belfast on 25 June 1995, aged 91. He is buried in Deansgrange Cemetery, Dublin.
Отбасылық өмір
1934 жылы Эрнест Уолтон методист пасторының қызы Виннифред Уилсонға үйленді. Олардың төрт баласы – Алан Уолтон (Кембридж университетінің физигі), Мариан Вудс, Филип Уолтон (Қолданбалы физика профессоры, NUI Galway) және Жан Кларк. Ол Дублиндегі Уэсли колледжінің комиссиясында қызмет етті. Нобель сыйлығын алғаннан кейін ол бірнеше елде ғылым мен дін арасындағы байланыс туралы лекциялар оқыды және Құдайды жақсырақ танудың жолы ретінде ғылымның дамуын қолдады. Уолтонның сөзін келтірейік: «Жаратушының санасын танудың бір жолы – Оның жаратылысын зерттеу. Біз Құдайға Оның өнер туындысын зерттеу арқылы құрмет көрсетуіміз керек, және бұл адам ойының барлық саласына қатысты болуы керек. Біздің зиямымызды адал түрде пайдаланудан бас тарту – бізге осы зияны сыйлаған Оған деген немқұрайлылық». (V. J. McBrierty (2003): Ernest Thomas Sinton Walton, The Irish Scientist, 1903–1995, Trinity College Dublin Press.) Уолтон үкімет және шіркеу мәселелеріне қызығушылық танытты, ал оның қайтысынан кейін Ирландиядағы «Ғылымдағы христиандар» ұйымы Уолтонның ғылым және дін тақырыбындағы лекцияларын (Бойль лекцияларымен салыстырылатын бастама) құрды. Дэвид Уилкинсон, Денис Александр және басқалар Ирландиядағы университеттерде Уолтон лекцияларын оқыды. Локлан О’Райфертай және Майкл Фраймен бірге Уолтон ядролық қарулану жарысына қарсы күрескен ирландиялық «Пугаш» тобын құруға көмектесті.
Ernest Walton married Winifred Wilson, a Methodist minister's daughter, in 1934. Their four children are Alan Walton (a physicist at the University of Cambridge), Marian Woods, Philip Walton (Professor of Applied Physics, NUI Galway), and Jean Clarke. He served on a committee of Wesley College, Dublin. He gave lectures about the relationship of science and religion in several countries after he won the Nobel Prize, and he encouraged the progress of science as a way to know more about God. Walton is quoted as saying:"One way to learn the mind of the Creator is to study His creation. We must pay God the compliment of studying His work of art and this should apply to all realms of human thought. A refusal to use our intelligence honestly is an act of contempt for Him who gave us that intelligence"|V. J. McBrierty (2003): Ernest Thomas Sinton Walton, The Irish Scientist, 1903 1995, Trinity College Dublin Press.) Walton held an interest in topics about the government and the Church, and after his death, the organisation Christians in Science Ireland established the Walton Lectures on Science and Religion (an initiative similar to the Boyle Lectures). David Wilkinson, Denis Alexander, and others have given Walton Lectures in universities across Ireland. Along with Lochlainn O'Raifeartaigh and Michael Fry, Walton helped found the Irish Pugwash group, opposing the nuclear weapons race.
Құрметтер
Уолтон мен Джон Коккрофт 1951 жылы физика саласындағы Нобель сыйлығын «жасанды түрде үдетілген атомдық бөлшектер арқылы атом ядроларын трансмутациялау жөніндегі жұмыстары» үшін алды (әдетте атомды бөлу деп аталады). Олар 1930 жылы литий ядросын үдетілген протондармен (немесе сутек ядроларымен) бомбалау арқылы алғаш рет бөліп, түзілген өнімдерде гелий ядроларын анықтаған деп есептеледі. Сонымен қатар, олар әртүрлі жеңіл элементтердің (мысалы, литий) ядроларын жылдам қозғалатын протондармен бөлуге болатынын көрсететін құрал жасады. Уолтон мен Коккрофт 1938 жылы Лондон Корольдік қоғамының Хьюз медалін алды. Көп жылдар өткен соң – әсіресе 1974 жылы зейнетке шыққаннан кейін – Уолтон көптеген ирландиялық, британдық және Солтүстік Америкалық институттардан құрметті дипломдар мен наградалар алды. 1989 жылы Уолтонның туған жері Дунгарвандағы «Уолтон Коузвей паркі» оның құрметіне ашылды, онда Уолтонның өзі қатысты, сондай-ақ оның туған үйі орналасқан жерге тақта орнатылды. Уолтонға көрсетілген басқа да құрметтерге Белфасттағы Методист колледжінің Уолтон ғимараты (ол бес жыл бойы осы колледжде оқыған) және Методист колледжінің бас кіреберісі алдындағы ескерткіш тақта кіреді. Ол Дублиндегі Уэсли колледжінде оқыды және көп жыл бойы директорлар кеңесінің төрағасы болды, физика саласындағы Уолтон сыйлығын тағайындады, ал Методист колледжінде физикадан ең жоғары ұпай жинаған оқушыға осы аттас сыйлық беріледі. Уотерфордта Уолтонның есімімен аталған стипендия да бар. 2014 жылы Дублиндегі Тринити колледжі жасөспірімдерге арналған сабақтан тыс STEM білім беру орталығы – Тринити Уолтон клубын құрды.
Walton and John Cockcroft were recipients of the 1951 Nobel Prize in Physics for their "work on the transmutation of the atomic nuclei by artificially accelerated atomic particles" (popularly known as splitting the atom). They are credited with being the first to disintegrate the lithium nucleus by bombardment with accelerated protons (or hydrogen nuclei) and identifying helium nuclei in the products in 1930. More generally, they had built an apparatus which showed that nuclei of various lightweight elements (such as lithium) could be split by fast moving protons. Walton and Cockcroft received the Hughes Medal of the Royal Society of London in 1938. In much later years – predominantly after his retirement in 1974 – Walton received honorary degrees or conferrals from numerous Irish, British, and North American institutions. The "Walton Causeway Park" in Walton's native Dungarvan was dedicated in his honour with Walton himself attending the ceremony in 1989. and a plaque was placed on the site of his birthplace. Other honours for Walton include the Walton Building at Methodist College Belfast, the school where he had been a boarder for five years, and a memorial plaque outside the main entrance to Methodist College. Wesley College in Dublin, where he attended and for many years served as chairman of the board of Governors, established the Walton Prize for Physics, and a prize with the same name at Methodist College is awarded to the pupil who obtains the highest marks in A Level Physics. There is also a scholarship in Waterford named after Walton. In 2014, Trinity College Dublin set up the Trinity Walton Club, an extracurricular STEM Education centre for teenagers.