Роберт Фредерик Кристи (14 мая 1916 г. — 3 октября 2012 г.) — канадско-американский физик-теоретик , а позднее астрофизик , один из последних выживших, кто работал над Манхэттенским проектом во время Второй мировой войны . Некоторое время он исполнял обязанности президента Калифорнийского технологического института (Калтех).
Выпускник Университета Британской Колумбии (UBC) в 1930-х годах, где он изучал физику, он последовал за Джорджем Волковым , который был на год старше его, в Калифорнийский университет в Беркли , где он был принят в качестве аспиранта Робертом Оппенгеймером , ведущим физиком-теоретиком в Соединенных Штатах в то время. Кристи получил докторскую степень в 1941 году [1] и присоединился к физическому факультету Иллинойсского технологического института .
В 1942 году он присоединился к Манхэттенскому проекту в Чикагском университете , где был нанят Энрико Ферми для участия в работе по созданию первого ядерного реактора , будучи рекомендованным Оппенгеймером в качестве теоретического ресурса. Когда Оппенгеймер сформировал Лос-Аламосскую лабораторию Манхэттенского проекта в 1943 году, Кристи был одним из первых новобранцев, присоединившихся к Теоретической группе. Кристи обычно приписывают понимание того, что твердая субкритическая масса плутония может быть взрывным образом сжата до сверхкритичности , что является большим упрощением более ранних концепций имплозии, требующих полых оболочек. За это понимание модель твердого ядра плутония часто называют « ямой Кристи ».
После войны Кристи недолгое время работал на физическом факультете Чикагского университета, прежде чем в 1946 году был принят на работу в Калтех, когда Оппенгеймер решил, что для него нецелесообразно возобновлять свою академическую деятельность. Он остался в Калтехе для своей академической карьеры, занимая должности заведующего кафедрой, проректора и исполняющего обязанности президента. В 1960 году Кристи обратил свое внимание на астрофизику, создав некоторые из первых практических вычислительных моделей звездных колебаний. За эту работу Кристи был награжден медалью Эддингтона Королевского астрономического общества в 1967 году. В 1980-х и 1990-х годах Кристи участвовал в работе Комитета по дозиметрии Национального исследовательского совета, расширенной работе по лучшему пониманию фактического воздействия радиации из-за бомб, сброшенных на Японию, и на основе этого изучения — лучшего понимания медицинских рисков воздействия радиации.
Роберт Фредерик Коэн родился 14 мая 1916 года в Ванкувере, Британская Колумбия [2] , сын Моиза Жака Коэна, инженера-электрика, и его жены Хэтти Альберты, урожденной Маккей, школьной учительницы. Он был назван Робертом в честь своего двоюродного дедушки по материнской линии Роберта Вуда, а Фредериком в честь Фредерика Александра Кристи, второго мужа его бабушки по материнской линии. У него был старший брат Джон, который родился в 1913 году. Моиза изменил фамилию семьи на Кристи по акту о праве собственности 31 августа 1918 года. 4 ноября Моиза случайно ударило током на работе. [3] Хэтти умерла после операции по удалению зоба в 1926 году. Затем о Кристи и его брате заботились Роберт Вуд, их бабушка Альберта Маккей и их двоюродная бабушка Мод Маккей. [4]
Кристи получил образование в Magee High School и окончил ее в 1932 году с наивысшим баллом на экзамене в провинции Британская Колумбия . Он был награжден Академической медалью генерал-губернатора и, что немаловажно, учитывая ограниченные возможности его семьи платить, бесплатным обучением в Университете Британской Колумбии (UBC). На торжественном ужине он встретил победительницу, занявшую второе место, Дагмар Элизабет фон Ливен, с которой он встречался во время учебы в UBC. [5] Он получил степень бакалавра искусств (BA) по математике и физике с отличием в 1935 году и степень магистра искусств (MA) в 1937 году, [6] [7] написав диссертацию на тему «Присоединение электронов и образование отрицательных ионов в кислороде». [8]
Джордж Волкофф , друг Кристи, который был на год старше его в UBC, был принят в качестве аспиранта в Калифорнийский университет в Беркли Робертом Оппенгеймером , который в то время возглавлял самую активную школу теоретической физики в Соединенных Штатах. Это вдохновило Кристи подать заявление в Калифорнийский университет. Его приняли, и он получил стипендию на первый год обучения. В Беркли он жил в одной квартире с Волкоффом, Робертом Корногом , Кеном Маккензи и женой Маккензи Линн Маккензи. [9] Для своей диссертации Оппенгеймер поручил ему изучить мезотроны , субатомные частицы, называемые сегодня мюонами, которые недавно были обнаружены в космических лучах . Они были так названы, потому что были массивнее электронов , но менее массивны, чем протоны . С помощью Шуичи Кусаки он выполнил подробные расчеты спина частицы . Он опубликовал две статьи о мезотронах совместно с Кусакой в Physical Review [10] [ 11] , которые легли в основу его докторской диссертации 1941 года [12]
Кристи мог бы получить высшее образование в 1940 году, но тогда не мог бы стать ассистентом преподавателя, и это оставило бы его без работы и дохода. [13] В 1941 году Оппенгеймер нашел ему должность на физическом факультете Иллинойсского технологического института (ИИТ). [14] В мае 1941 года он женился на Дагмар фон Ливен. У них было двое сыновей: Томас Эдвард (Тед), родившийся в 1944 году, [15] и Питер Роберт, родившийся в 1946 году. [16] ИИТ платил Кристи 200 долларов в месяц за преподавание 27 часов в неделю в течение 11 месяцев в году. Чтобы быть в курсе событий в области физики, он посещал семинары в Чикагском университете . [14] Это привлекло к нему внимание Юджина Вигнера , который нанял его за те же деньги, что и ИИТ, но в качестве штатного научного ассистента, начиная с января 1942 года. [17]
Энрико Ферми и его команда из Колумбийского университета прибыли в Чикагский университет в январе 1942 года в рамках усилий по концентрации реакторных работ Манхэттенского проекта в новой Металлургической лаборатории . [18] Ферми договорился с Вигнером, чтобы Кристи присоединился к его группе, [19] которая строила ядерный реактор , который Ферми называл «сваей», на корте для сквоша под Стагг-филдом в Чикагском университете. Строительство началось 6 ноября 1942 года, и Кристи присутствовал, когда Чикагская свая-1 достигла критической отметки 2 декабря. [20] [21]
В начале 1943 года Кристи присоединился к Лос-Аламосской лаборатории Оппенгеймера в Нью-Мексико, [22] где он стал гражданином США в 1943 или 1944 году. [23] [24] Ганс Бете , глава Теоретического отдела (T), выделил своих физиков для помощи с проектами в лаборатории. С его знаниями о реакторах заданием Кристи было помочь группе Дональда У. Керста по водонагревателю. [25] Водонагреватель был водный гомогенный реактор, предназначенный как лабораторный прибор для проверки расчетов критической массы и эффекта различных материалов -тамперов . Это был первый реактор, использовавший обогащенный уран в качестве топлива, и первый, использовавший жидкое топливо в виде растворимого сульфата урана, растворенного в воде. Кристи подсчитал, что для этого потребуется 600 граммов (21 унция) чистого урана-235 , цифру он впоследствии пересмотрел до 575 граммов (20,3 унции). Когда 9 мая 1944 года реактор достиг критической отметки при выбросе 565 граммов (19,9 унций), точность расчетов Кристи повысила доверие лаборатории к расчетам T Division. [26]
Открытие группой Эмилио Сегре в апреле и мае 1944 года высоких уровней плутония-240 в плутонии, полученном в реакторе, означало, что требовалось ядерное оружие имплозивного типа , но исследования показали, что этого будет чрезвычайно трудно достичь. [27] К августу 1944 года были сделаны расчеты того, как будет работать идеальная сферическая имплозия; проблема заключалась в том, как заставить ее работать в реальном мире, где струи и отколы были проблемой. Кристи работал в группе Рудольфа Пайерлса T-1, которая изучала теорию имплозии. Он предположил возможность использования твердого плутониевого ядра, которое образовывало бы критическую массу при сжатии. Это была ультраконсервативная конструкция, которая решила проблему струй грубой силой. Она стала известна как « Christy pit » или «Christy gadget», «gadget» было лабораторным эвфемизмом для бомбы. [28] Однако сплошная яма была изначально менее эффективна, чем полая, и для запуска цепной реакции требовался модулированный нейтронный инициатор . [29] Кристи работал с Клаусом Фуксом , Полом Штайном и Гансом Бете, чтобы разработать подходящую конструкцию инициатора, которая стала известна как «urchin». [30] Гаджет, использованный в ядерном испытании Тринити , и Толстяк , использованный при атомной бомбардировке Нагасаки, использовали ямы Кристи. [6]
Позже Кристи согласился дать ряд устных исторических и видеоинтервью, в которых он обсуждал свою роль в Манхэттенском проекте и его интересы. [31] [32]
После окончания войны Кристи принял должность доцента в Чикагском университете с зарплатой в 5000 долларов в год, что вдвое больше, чем он зарабатывал до войны. Он вернулся в Чикаго в феврале 1946 года, но в послевоенный период было трудно найти подходящее жилье, и Кристи с семьей жили в особняке вместе с Эдвардом Теллером и его семьей. [33]
До войны Оппенгеймер проводил часть каждого года, преподавая в Калифорнийском технологическом институте (Калтех). Кристи был одним из студентов Оппенгеймера в Беркли, которые каждый год ездили в Пасадену, Калифорния , чтобы продолжить обучение у Оппенгеймера. [34] После войны Оппенгеймер решил, что с его дополнительными обязанностями он больше не может продолжать это соглашение. Поэтому руководитель лаборатории излучения имени У. К. Келлога в Калтехе Чарльз Лауритсен попросил Оппенгеймера назвать имя физика-теоретика, которого он мог бы порекомендовать в качестве замены. Оппенгеймер порекомендовал Кристи. Затем Вилли Фаулер обратился к Кристи с предложением о постоянной должности в Калтехе за 5400 долларов в год, и Кристи согласился. Он оставался в Калтехе до конца своей академической карьеры. Недостатком работы в Калтехе было то, что ни Лауритсен, ни Фаулер не были физиками-теоретиками, поэтому на Кристи легла большая нагрузка. Это было отмечено повышением заработной платы до 10 000 долларов в год в 1954 году. [35]
Кристи присоединился к Оппенгеймеру, Лауритсену и Роберту Бахеру , который присоединился к факультету Калтеха в 1949 году, в проекте Vista , подробном исследовании 1951 года о том, как Западная Европа может быть защищена от Советского Союза . [36] Кристи был расстроен результатом слушания по безопасности Оппенгеймера в 1954 году . Когда он столкнулся с Теллером, который давал показания против Оппенгеймера, в Лос-Аламосе в 1954 году, Кристи публично отказался пожать Теллеру руку. [37] «Я считал Оппенгеймера богом», — вспоминал он позже, — «и я был уверен, что он не был предателем». [2] На вопрос о его отношениях с Теллером в 2006 году Кристи сказал:
Я видел его время от времени. Наши отношения оставались прохладными. С тех пор я не соглашался с ним в ряде областей. Например, в Стратегической оборонной инициативе . Я не соглашался с ним, но я не спорил с ним публично, потому что Теллер действует на совершенно ином уровне, чем я. Он доверенное лицо президентов; я нет. Как я уже сказал, я не согласен только в частном порядке, и так оно и есть. [38]
В 1956 году Кристи был одним из многих ученых из Калтеха, которые публично призвали к запрету испытаний ядерного оружия в атмосфере. Договор о частичном запрещении испытаний ядерного оружия 1963 года , который отстаивал Кристи, положил конец одному из его самых необычных проектов. Он работал с Фрименом Дайсоном над проектом «Орион» — проектом космического корабля, приводимого в движение атомными бомбами. [36]
Во время академического отпуска в Принстонском университете в 1960 году Кристи начал исследование переменных цефеид и меньших переменных RR Лиры , классов ярких переменных звезд . В то время было загадкой, почему они меняются. Он использовал знания гидродинамики имплозии , полученные в Лос-Аламосе во время войны, чтобы объяснить это явление. Это принесло ему медаль Эддингтона Королевского астрономического общества за вклад в теоретическую астрофизику в 1967 году. [36]
Кристи был назначен вице-президентом и проректором Калтеха в 1970 году. [39] При Кристи и президенте Гарольде Брауне Калтех расширил свои гуманитарные науки и добавил экономику , чтобы позволить (или, возможно, заставить — студенты должны были изучать 25% своих единиц по «гуманитарным наукам») студентам расширить свое образование. Он назначил Дэвида Моррисро на должность вице-президента по финансовым вопросам, и они провели Калтех через финансово жесткие 1970-е. Первые женщины были приняты в качестве студентов осенью 1970 года. [40]
Когда Джениджой Ла Белль , которая была нанята в 1969 году, но отказалась от постоянной должности в 1974 году, подала иск в Комиссию по равным возможностям трудоустройства , Кристи настаивала на урегулировании дела и предоставлении Ла Белль постоянной должности. Комиссия по равным возможностям трудоустройства вынесла решение против Калтеха в 1977 году, добавив, что ей платили меньше, чем коллегам-мужчинам. Ла Белль получила постоянную должность в 1979 году. [40]
В 1970 году у него завязались романтические отношения с Инге-Джулианой Сакман, коллегой-физиком, которая была на 26 лет моложе его. [41] Он развелся с Дагмар в начале 1971 года, [39] и женился на Джулиане 4 августа 1973 года. [42] У них было две дочери, Илья Джулиана Лилли Кристи, родившаяся в 1974 году, и Александра Роберта (Алекса) Кристи, родившаяся в 1976 году. [43]
Кристи ненадолго стал исполняющим обязанности президента Калтеха в 1977 году, когда Браун ушел, чтобы стать министром обороны . Кристи вернулся к преподаванию после того, как Марвин Л. Голдбергер стал президентом в 1978 году. Он стал профессором теоретической физики в 1983 году и почетным профессором института в 1986 году. [36]
Кристи умер 3 октября 2012 года. У него остались жена Джулиана, две дочери, Илья и Алекса, и два сына, Питер и Тед. [2] Он был похоронен на кладбище Маунтин-Вью в Альтадене, Калифорния . [44]
[ЦИТАТА]:
Ну, мои чувства были очень сильны. Я уже говорил вам, что в каком-то смысле я считал Оппенгеймера богом. Он был на пьедестале, и я смотрел на него снизу вверх. И я был уверен, что он не был предателем. Я знал, что у него были связи с левыми; это было хорошо известно всем. Но я чувствовал, что это было просто неправильно, чтобы уважаемый физик давал показания против Оппенгеймера. Это было просто неправильно. И я был очень расстроен этим. Я до сих пор расстроен. Поэтому я чувствовал, что это было действительно неуместно, это было неправильно. …
Вскоре после этого я столкнулся с [Теллером]. Мы оба были в Лос-Аламосе — это было летом. Я помню, что в Фуллер-Лодж было заведение общественного питания. Это было прекрасное, красивое старое бревенчатое здание. И я был там, ел. И я случайно увидел Эдварда Теллера. Я думаю, он подошел ко мне с протянутой рукой, чтобы пожать мне руку. И я очень сознательно отказался пожать ему руку. …
[Э]то было очень преднамеренным действием с моей стороны — импульсивным, конечно, потому что у меня не было времени это спланировать. И все остальные поняли, что это было — что я отказался от прямого общения с ним. Я думаю, он был несколько обижен. … Я видел его время от времени [с тех пор]. Наши отношения оставались прохладными.
