Эрнест Томас Синтон Уолтон: Ирландский физик и первопроходец ядерных исследований
Ernest Walton
Эрнест Уолтон: ирландский физик, лауреат Нобелевской премии за расщепление атома и создание ускорителя частиц. Первое искусственное превращение элементов.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Ирландский физик (1903–1995)
Irish physicist (1903–1995)
Эрнест Томас Синтон Уолтон (6 октября 1903 – 25 июня 1995) был ирландским физиком и лауреатом Нобелевской премии, первым осуществившим расщепление атома. Он наиболее известен своей работой с Джоном Коккрофтом над созданием одного из первых типов ускорителей частиц – генератора Коккрофта-Уолтона. В экспериментах, проведенных в Кембриджском университете в начале 1930-х годов с использованием этого генератора, Уолтон и Коккрофт впервые использовали пучок частиц для превращения одного химического элемента в другой. Как указано в обосновании присуждения им Нобелевской премии: "Таким образом, впервые ядерная трансмутация была осуществлена исключительно контролируемыми человеком методами".
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".
Ранние годы
Эрнест Уолтон родился в Аббисайде, Дунгарван, графство Уотерфорд, в семье методистского пастора, Джона Уолтона (1874–1936) и Анны Синтон (1874–1906). В те времена семьи священнослужителей переезжали раз в три года, и эта практика привела Эрнеста и его семью, когда он был маленьким ребенком, в Раткил, графство Лимерик (где умерла его мать) и в графство Монаган. Он посещал дневные школы в графствах Даун и Тайрон, а также Wesley College в Дублине, прежде чем в 1915 году поступить в Methodist College Belfast в качестве пансионера, где преуспел в науке и математике. В 1922 году Уолтон выиграл стипендии в Trinity College Dublin для изучения математики и естественных наук, а в 1924 году был избран стипендиатом Фонда. Он получил степени бакалавра и магистра в Trinity в 1926 и 1927 годах соответственно. В эти годы учебы в колледже Уолтон получил множество призов за успехи в физике и математике (всего семь призов), включая стипендию Фонда в 1924 году. После окончания университета он был удостоен исследовательской стипендии 1851 года от Королевской комиссии по выставке 1851 года и был принят в качестве научного сотрудника в Trinity College, Кембридж, под руководством сэра Эрнеста Резерфорда, директора Лаборатории Кавендиша Кембриджского университета. В то время в лаборатории Кавендиша работали четыре лауреата Нобелевской премии, и еще пять должны были появиться, включая Уолтона и Джона Коккрофта. Уолтон получил докторскую степень в 1931 году и оставался в Кембридже в качестве исследователя до 1934 года. Расщепление ядер лития привело к образованию ядер гелия. Они продолжили использовать бор и углерод в качестве мишеней для своих экспериментов по "дезинтеграции" и сообщили об искусственно индуцированной радиоактивности. Эти эксперименты подтвердили теории о структуре атома, предложенные ранее Резерфордом, Джорджем Гамовым и другими. Успешный аппарат – ускоритель частиц, теперь известный как генератор Коккрофта-Уолтона – способствовал наступлению эры экспериментальной ядерной физики, основанной на ускорителях частиц. Именно эти исследования, проведенные в Кембридже в начале 1930-х годов, принесли Уолтону и Коккрофту Нобелевскую премию по физике в 1951 году.
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.
Карьера в Тринити-колледже Дублина
Эрнест Уолтон вернулся в Ирландию в 1934 году, чтобы стать членом (fellow) Троицкого колледжа Дублина в отделе физики, а в 1946 году был назначен профессором естественной и экспериментальной философии имени Эразма Смита. Уолтон был связан с Дублинским институтом перспективных исследований более 40 лет, где он на протяжении длительного времени состоял в совете Школы космической физики и в совете Института. После смерти Джона Дж. Нолана, первого председателя Школы космической физики, в 1952 году, Уолтон возглавил Школу и занимал эту должность до 1960 года, когда его сменил Джон Х. Пул.
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.
Поздние годы и смерть
Хотя он вышел на пенсию из Тринити-колледжа в Дублине в 1974 году, он поддерживал связь с кафедрой физики Тринити до самой своей болезни. Незадолго до смерти он отдал дань своей многолетней приверженности Тринити, передав свою Нобелевскую медаль и диплом колледжу. Эрнест Уолтон умер в Белфасте 25 июня 1995 года в возрасте 91 года. Он похоронен на кладбище Диансграйндж в Дублине.
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.
Семейная жизнь
В 1934 году Эрнест Уолтон женился на Винифред Уилсон, дочери методистского пастора. У них четверо детей: Алан Уолтон (физик Кембриджского университета), Мариан Вудс, Филип Уолтон (профессор прикладной физики, NUI Galway) и Джин Кларк. Он был членом комитета колледжа Уэсли в Дублине. После получения Нобелевской премии он читал лекции об отношениях между наукой и религией в различных странах и поощрял развитие науки как способ лучше познать Бога. Уолтон говорил: «Один из способов познать разум Творца – изучать Его творение. Мы должны воздать Богу должное, изучая Его произведение искусства, и это должно относиться ко всем областям человеческой мысли. Отказ от честного использования нашего интеллекта – это проявление неуважения к Тому, кто даровал нам этот интеллект». (V. J. McBrierty (2003): Ernest Thomas Sinton Walton, Ирландский ученый, 1903–1995, Trinity College Dublin Press.) Уолтон проявлял интерес к вопросам, касающимся правительства и церкви, и после его смерти организация «Христиане в науке Ирландии» учредила «Лекции Уолтона о науке и религии» (инициатива, аналогичная лекциям Бойля). Дэвид Уилкинсон, Денис Александр и другие читали лекции Уолтона в университетах по всей Ирландии. Вместе с Локланном О’Райфертай и Майклом Фраем Уолтон содействовал созданию ирландской группы Pugwash, выступавшей против гонки ядерных вооружений.
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.
Почести
Уолтон и Джон Коккрофт были удостоены Нобелевской премии по физике 1951 года за их "работу по трансмутации атомных ядер посредством искусственно ускоренных атомных частиц" (широко известную как расщепление атома). Им принадлежит заслуга первого расщепления ядра лития путем бомбардировки ускоренными протонами (или ядрами водорода) и идентификации ядер гелия среди продуктов реакции в 1930 году. В более широком смысле, они создали установку, которая продемонстрировала, что ядра различных легких элементов (таких как литий) могут быть расщеплены быстрыми протонами. Уолтон и Коккрофт получили медаль Хьюза Королевского общества Лондона в 1938 году. Значительно позже – преимущественно после выхода на пенсию в 1974 году – Уолтон был удостоен почетных степеней и наград от многочисленных ирландских, британских и североамериканских учреждений. Парк Уолтона в родном Дунгарване был открыт в его честь, и сам Уолтон присутствовал на церемонии в 1989 году, а на месте его рождения была установлена мемориальная доска. Среди других наград Уолтона – здание Уолтона в Методистском колледже Белфаста, школе, где он был пансионером в течение пяти лет, и мемориальная доска у главного входа в Методистский колледж. Колледж Уэсли в Дублине, где он учился и на протяжении многих лет был председателем совета управляющих, учредил премию Уолтона по физике, а в Методистском колледже премия с тем же названием вручается ученику, показавшему наивысший результат по физике уровня A Level. Также в Уотерфорде существует стипендия имени Уолтона. В 2014 году Тринити-колледж Дублина основал клуб "Trinity Walton Club" – внеклассный центр STEM-образования для подростков.
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.