Роберт Фокс Бахер (31 августа 1905 г. — 18 ноября 2004 г.) — американский физик- ядерщик и один из лидеров Манхэттенского проекта . Родился в Лаудонвилле, штат Огайо , Бахер получил степень бакалавра и докторскую степень в Мичиганском университете , написав свою докторскую диссертацию в 1930 году под руководством Сэмюэля Гоудсмита об эффекте Зеемана сверхтонкой структуры атомных уровней. После аспирантуры в Калифорнийском технологическом институте (Caltech) и Массачусетском технологическом институте (MIT) он принял работу в Колумбийском университете . В 1935 году он принял предложение Ганса Бете работать с ним в Корнеллском университете в Итаке, штат Нью-Йорк . Именно там Бахер сотрудничал с Бете над его книгой «Ядерная физика. A: Стационарные состояния ядер» (1936), первой из трех книг, которые станут известны как «Библия Бете».
В декабре 1940 года Бахер присоединился к Лаборатории излучений Массачусетского технологического института, хотя он не сразу прекратил свои исследования в Корнелле по нейтронному сечению кадмия . Лаборатория излучений была разделена на два отдела: один для входящих радиолокационных сигналов, а другой для исходящих радиолокационных сигналов. Бахер был назначен руководителем отдела входящих сигналов. Здесь он приобрел ценный опыт в администрировании, координируя не только усилия своих ученых, но и усилия General Electric и RCA . В 1942 году к Бахеру обратился Роберт Оппенгеймер с предложением присоединиться к Манхэттенскому проекту в его новой лаборатории в Лос-Аламосе, штат Нью-Мексико . Именно по настоянию Бахера Лос-Аламос стал гражданской, а не военной лабораторией. В Лос-Аламосе Бахер возглавил P (физическое) отделение проекта, а позже его G (гаджетное) отделение. Бахер тесно сотрудничал с Оппенгеймером, и они ежедневно обсуждали ход выполнения проекта.
После войны Бахер стал директором Лаборатории ядерных исследований в Корнелле. Он также работал в Комиссии по атомной энергии США , гражданском агентстве, которое заменило военный Манхэттенский проект, и в 1947 году стал одним из его первых комиссаров. Он ушел в 1949 году, чтобы стать главой Отделения физики, математики и астрономии в Калтехе. Он был назначен членом Научно-консультативного комитета при Президенте (PSAC) в 1958 году. В 1962 году он стал вице-президентом и проректором Калтеха . Он ушел с поста проректора в 1970 году и стал почетным профессором в 1976 году. Он умер в 2004 году в возрасте 99 лет.
Бахер родился в Лаудонвилле, штат Огайо , 31 августа 1905 года, он был единственным ребенком Гарри и Бирл Фокс Бахер. В 1908 году семья переехала в Энн-Арбор, штат Мичиган , [2] где Гарри работал банкиром, а Бирл преподавателем вокала на факультете Мичиганского университета . [3] Бахер учился в школе WS Perry, а затем в средней школе Энн-Арбор . Там он познакомился с профессором Харрисоном М. Рэндаллом , главой физического факультета Мичиганского университета, который вдохновил его изучать физику. [4]
Бахер поступил в Мичиганский университет, где вступил в братство Каппа Сигма и жил в доме братства. Он стал управляющим домом на втором курсе , но вернулся домой на третьем курсе, чтобы сосредоточиться на физике. По предложению Рэндалла он подал заявление в Гарвардскую высшую школу искусств и наук , куда он поступил в 1926 году, чтобы учиться на докторантуру. Его обучение оплачивала его семья, но у его отца случился сердечный приступ, и он больше не мог себе этого позволить, поэтому в 1927 году Бахер вернулся в Энн-Арбор, где жил дома, [4] [5] и поступил в Мичиганский университет. Он получил стипендию Фонда Чарльза А. Коффина от General Electric . [6]
Чтобы создать кафедру теоретической физики в Мичиганском университете, Рэндалл в 1927 году нанял четырех выдающихся молодых физиков для работы в Энн-Арборе: Отто Лапорта , Джорджа Уленбека , Сэмюэля Гоудсмита и Дэвида М. Деннисона . Мичиганский университет больше не был захолустьем в теоретической физике. Бахер немедленно записался на курс Гоудсмита по атомной структуре. С Гоудсмитом он исследовал эффект Зеемана сверхтонкой структуры атомных уровней, что стало предметом его докторской диссертации 1930 года. [7]
30 мая 1930 года Бахер женился на Джин Доу. Его мать подарила им Ford Model A и право пользования семейным домом отдыха на берегу озера, где они развлекали гостей, включая Пола Эренфеста и Энрико Ферми . В 1931 году, получив стипендию Национального исследовательского совета , он провел год в Калифорнийском технологическом институте (Калтех), поскольку там преподавал Айра Боуэн . В Калтехе Бахер посещал лекции Роберта Оппенгеймера , но большую часть времени проводил в обсерватории Маунт-Вильсон , где была лучшая библиотека. Бахер решил создать работу, перечисляющую энергию, константу связи , четность и электронные конфигурации всех известных атомов и ионов , работая с Гоудсмитом еще в Энн-Арборе. Результатом стала книга « Состояния атомной энергии, полученные из анализа оптических спектров» (1932), которую они посвятили Рэндаллу. [7] [8]
На втором году своей стипендии Национального исследовательского совета Бахер переехал через всю страну в Массачусетский технологический институт, чтобы работать с Джоном С. Слейтером , который преподавал Бахера в Гарварде. Там Слейтер попросил его провести семинар по недавнему открытию Джеймсом Чедвиком нейтрона . Читая статью Чедвика, он понял, что аномалии в тогдашней теории будут разрешены, если спин нейтрона будет равен 1 ⁄ 2 . Это стало темой письма, которое он отправил в Physical Review с приглашенным ученым Эдвардом Кондоном . [9] Год спустя Бахер стал первым, кто предположил, что нейтрон имеет магнитный момент, равный примерно минус одному ядерному магнетону , на основе необычно малого магнитного момента азота, определенного по его сверхтонкой структуре. [10]
После этого Бахер вернулся в Мичиганский университет по стипендии Альфреда Х. Ллойда. В то время было трудно найти работу из-за Великой депрессии , и в 1934 году он принял предложение о работе в Колумбийском университете , где работал с Исидором Айзеком Раби , Джерролдом Захариасом , Джеромом Келлоггом и Сидом Миллманом. Однако жить в Нью-Йорке на его зарплату было трудно, и Джин родила их первого ребенка, Марту, в декабре 1935 года. Второй ребенок, Эндрю, родился в 1938 году. Поэтому Бахер принял предложение от Ганса Бете работать с ним в Корнеллском университете в Итаке, штат Нью-Йорк . Итака была университетским городом, похожим на Энн-Арбор, где выросли Бахер и Джин. В Корнелле Бахер работал с Бете над его книгой «Ядерная физика. A: Стационарные состояния ядер» (1936), первой из трех книг, которые станут известны как «Библия Бете». [11] [12]
В декабре 1940 года Бахер присоединился к Радиационной лаборатории Массачусетского технологического института, но не прекратил свои исследования немедленно. Он достиг соглашения с ее директором Ли Элвином Дюбриджем , чтобы возвращаться в Корнелл на четыре дня каждые три недели, пока работа не будет завершена. Он исследовал нейтронное поперечное сечение кадмия , тему, интересующую Энрико Ферми, который пытался построить ядерный реактор , но чьи цифры не совпадали с данными Бахера. Бахер тщательно проверил свои результаты, и Ферми, убежденный в их правильности, настоятельно рекомендовал Бахеру опубликовать их. Бахер представил статью в Physical Review с инструкциями отложить публикацию до окончания войны, и статья была опубликована только в 1946 году. [13] [12]
Дюбридж организовал Лабораторию радиации в два отдела: один для входящих сигналов радара , а другой для исходящих сигналов радара. Бахер был назначен руководителем отдела входящих сигналов. Здесь он приобрел ценный опыт в администрировании, координируя не только усилия своих ученых, но и усилия General Electric и RCA . [13] Позже он вспоминал:
Мы быстро пришли к выводу, что окончательное различение сигналов, отраженных от цели, в отличие от шума от передатчика, должно быть сделано в конечном итоге на электронно-лучевой трубке. Нам пришлось разработать трубки, а затем заключить контракт с GE и RCA на совместную работу по их производству. Я сам курировал контракты, посещая GE на одной неделе и RCA на следующей, а на следующей неделе мы проводили совместное совещание в Rad Lab в Кембридже. Я вникал в управление контрактами." [12]
В 1942 году Бахер и Раби, помощник директора Радиационной лаборатории, получили предложение от Оппенгеймера присоединиться к Манхэттенскому проекту в его новой лаборатории в Лос-Аламосе, штат Нью-Мексико . Они убедили Оппенгеймера, что план военной лаборатории не сработает, поскольку научные исследования должны быть гражданскими. План был изменен, и новая лаборатория должна была стать гражданской, управляемой Калифорнийским университетом по контракту с Военным министерством . Бахер чувствовал, что это его первый вклад в успех проекта. Он встретился с Оппенгеймером в Лос-Аламосе в апреле 1943 года, но не был убежден, что он нужен. [14] Оппенгеймер написал ему, что:
Вы знаете, что я очень хотел получить вашу помощь в этой работе. Я думаю, возможно, вы не полностью осознали, насколько я ценю ваш административный опыт и очевидную административную мудрость, и насколько я осознаю нашу потребность именно в этом в текущем проекте. Возможно, вы также недостаточно высоко оцениваете тот факт, что вы так много работали в области нейтронной физики, и что вы так хорошо осведомлены о последних достижениях в MIT. Эти три квалификации делают вас, по моему мнению, почти уникальным. Кроме того, я хочу выразить в письменной форме свою уверенность в вашей стабильности и суждениях, качествах, которым это бурное предприятие придает очень большое значение. [15]
Затем Бахер принял работу в Лос-Аламосе, переехав туда в мае 1943 года со своей семьей, чтобы стать главой Отдела экспериментальной физики (Отдел P). Его жена Джин Доу Бахер также была нанята для работы в качестве человека-компьютера в Теоретическом отделе (Отдел T). [16] В качестве руководителей семи групп у него были Джон Х. Уильямс, Роберт Р. Уилсон , Джон Х. Мэнли , Дэрол К. Фроман , Эмилио Г. Сегре , Бруно Б. Росси и Дональд В. Керст . Бахер тесно сотрудничал с Оппенгеймером, и двое мужчин ежедневно обсуждали ход выполнения проекта. [17]
В июле 1944 года Оппенгеймер реорганизовал лабораторию, чтобы сосредоточиться на проблеме создания ядерного оружия имплозивного типа , что было необходимо, поскольку конструкция пушечного типа не работала с плутонием . Отделение P было расформировано, и Бахер стал главой Отделения G (Gadget). Это гораздо более крупное отделение включало одиннадцать групп, возглавляемых лидерами, среди которых были Уильям Хигинботам , Сет Неддермейер , Эдвин Макмиллан , Луис Альварес и Отто Фриш . [18] [19]
В то время как Отдел взрывчатых веществ Джорджа Кистяковски (X Division) разрабатывал взрывчатые линзы , G Division проектировал остальную часть оружия. Необходимо было преодолеть многочисленные трудности, не последней из которых была разработка средств детонации линз с необходимой скоростью. Конструкция с твердым сердечником Роберта Ф. Кристи была выбрана как наиболее вероятная для успеха. [18] [19]
Для координации усилий лаборатории Оппенгеймер создал «Комитет ковбоя», так названный потому, что они должны были «ехать стадом» на имплозивных усилиях и координировать все усилия лаборатории. В него вошли Бахер, а также Сэмюэл Эллисон , Джордж Кистяковски, Дик Парсонс , Чарльз Лауритсен и Хартли Роу. [20]
За три дня до дня, когда бомба должна была быть испытана на взрыв в пустыне Нью-Мексико , Бахер был частью сборочной группы, которая собирала ядерную капсулу (цилиндрическую часть уранового тампера, содержащую плутониевое ядро и инициатор) в старом фермерском доме недалеко от испытательного полигона Аламогордо . Когда капсулу подвезли к башне для выстрелов и вставили в сферический тампер внутри взрывной сборки, она застряла. Бахер понял, что расширение капсулы из-за тепла, выделяемого плутониевым ядром, вызывало застревание, и что оставление двух частей в контакте выровняет температуры и позволит полностью вставить капсулу. [21] После просмотра испытания его реакцией было просто: «Ну, это работает». [22]
Бахер упаковывал третье ядро для отправки на Тиниан 12 августа в Ледяном доме в Лос-Аламосе, когда он получил известие о том, что японцы начали переговоры о капитуляции . [23] Он уже поставил перед G Division задачу по проектированию и созданию новых типов ядер и сборок, и он был соавтором доклада с Робертом Уилсоном, призывающим к разработке супербомбы Эдварда Теллера . Он работал в комитете под председательством Ричарда Толмена , который занимался рассекречиванием документов, подготовленных Манхэттенским проектом, [24] и в комитете под председательством Мэнсона Бенедикта , который исследовал техническую осуществимость международного контроля над ядерной энергией. За свои заслуги перед Манхэттенским проектом Бахер был награжден Медалью за заслуги 12 января 1946 года. [19]
После войны Бахер вернулся в Итаку, чтобы возглавить Корнеллскую лабораторию ядерных исследований. Он согласился с Бете, что для того, чтобы Корнелл стал крупным игроком в области ядерной физики высоких энергий, нужен был новый синхротрон , но сначала нужно было найти место для его размещения. Однако в 1946 году Бахер был назначен в Научно-технический подкомитет новой Комиссии по атомной энергии ООН вместе с другими представителями США Толменом и Оппенгеймером. Поэтому Бахеру пришлось делить свое время между Итакой и Нью-Йорком. [25]
В октябре 1946 года Дэвид Лилиенталь попросил Бахера стать одним из первых комиссаров Комиссии по атомной энергии США , гражданского агентства, которое формировалось для замены военного Манхэттенского проекта. Будучи республиканцем , Бахер был легко утвержден членами Сената Объединенного комитета Конгресса США по атомной энергии 8 голосами против 0. Поскольку он был единственным из пяти комиссаров, кто был ученым — важный фактор в его решении принять этот пост — он сыграл ведущую роль в выборе влиятельного Генерального консультативного комитета Комиссии по атомной энергии [26] , в который были назначены девять ученых: Джеймс Конант , Ли Дюбридж, Энрико Ферми, Роберт Оппенгеймер, Исидор Айзек Раби, Хартли Роу, Гленн Сиборг , Сирил Стэнли Смит и Худ Уортингтон. [27]
Бахер и его коллега Самнер Пайк начали с осмотра Лос-Аламоса и объекта в Хэнфорде и провели инвентаризацию расщепляемых материалов в Лос-Аламосе с Норрисом Брэдбери , который сменил Оппенгеймера на посту директора. Он обнаружил, что в 1946 году было построено всего девять атомных бомб; в 1947 году их будет всего четыре, в основном из-за производственных проблем с реакторами в Хэнфорде. Эти проблемы были на пути к разрешению, когда Бахер наблюдал за ядерными испытаниями Operation Sandstone на атолле Эниветок в 1948 году в качестве представителя Комиссии по атомной энергии. Первоначальный двухлетний срок полномочий Бахера истекал 1 января 1949 года, но президент Гарри Трумэн убедил его остаться. Бахер ушел в отставку в мае 1949 года, и на этот раз президент не смог его отговорить. [28] [29]
Бахер хотел вернуться в академическую сферу, но Роберт Уилсон теперь был главой Корнеллской лаборатории ядерных исследований, и Бахер чувствовал, что будет неловко работать с тем, кто был одним из руководителей его группы в Лос-Аламосе. Поэтому он принял предложение Ли Дюбриджа, председателя Отделения физики, математики и астрономии в Калтехе. Однако работу в Комиссии по атомной энергии было не так легко оставить позади. Сенатор Бурк Хикенлупер обвинил комиссию в неэффективном управлении, в частности в перерасходе средств в Хэнфорде, присуждении стипендии коммунисту и потере 289 граммов (10,2 унции) урана из Аргоннской национальной лаборатории . Бахер чувствовал себя обязанным вернуться в Вашингтон, чтобы дать показания от имени Лилиенталя перед Объединенным комитетом по атомной энергии. [30] [31]
Еще один кризис разразился в сентябре 1949 года, когда ВВС обнаружили признаки ядерного испытания Советского Союза РДС-1 . Бахер присоединился к Оппенгеймеру, Парсонсу, генералу Хойту Ванденбергу , комиссарам по атомной энергии и британской делегации под руководством Уильяма Пенни, чтобы обсудить, что делать. Недавняя девальвация британского фунта уже спровоцировала финансовый кризис, и существовало беспокойство по поводу того, как рынки отреагируют на эту новость. Оппенгеймер и Бахер считали доказательства ядерного испытания неоспоримыми, и Бахер в частности решительно выступал за публичное заявление, поскольку количество людей, которые уже знали, делало утечку почти неизбежной. Трумэн сделал заявление несколько дней спустя. [32]
Кафедра отделения, которую теперь занимал Бахер в Калтехе, была вакантной с тех пор, как Роберт А. Милликен ушел на пенсию в 1945 году. Хотя номинально это была профессорская должность, в первую очередь это была административная должность. В 1949 году на кафедре было 17 профессоров, из которых девять были физиками, двое были астрофизиками, а остальные шесть были математиками. Существовали две исследовательские лаборатории мирового класса, финансируемые Управлением военно-морских исследований : Лаборатория космических лучей, основанная Милликеном, которой теперь руководил Карл Андерсон , и Лаборатория излучения имени В. К. Келлога, которой руководил Чарльз Лауритсен. Но не было никаких возможностей для физики высоких энергий; их пришлось бы создавать с нуля. [31]
При переходе в физику высоких энергий Бахер получил полную поддержку не только от Дюбриджа, но и от Андерсона и Лауритсена. Лауритсен уже нанял Роберта Ленгмюра, чтобы начать проектирование нового синхротрона на 600 МэВ, и Бахер нашел для него большое здание, которое изначально использовалось для шлифовки и полировки 200-дюймового (5100 мм) зеркала Паломарской обсерватории, но которое пустовало с 1948 года. Он организовал гранты Комиссии по атомной энергии и Управления военно-морских исследований на сумму 1 миллион долларов на его строительство и другие необходимые объекты, а также 300 000 долларов в год на его эксплуатацию. [33]
Учреждений было недостаточно; Бахеру нужны были физики. Лауритсен также положил начало этому, наняв Роберта Кристи. Бахер нанял физиков-экспериментаторов Элвина В. Толлеструпа , Роберта М. Уокера и Мэтью Сэндса . Однако физиком, которого Бахер решил видеть больше всего, был Ричард Фейнман . [34] Чтобы заполучить его, Бахер предложил большую зарплату и согласился оплатить творческий отпуск Фейнмана в Бразилии в 1950–1951 годах. Фейнман впоследствии получил Нобелевскую премию по физике в 1965 году. [35] В 1955 году Бахер нанял Мюррея Гелл-Манна , который получил Нобелевскую премию в 1969 году. [36]
Относительно новая область радиоастрономии вызвала интерес у Бахера, и в 1955 году он нанял Джона Болтона и Гордона Стэнли из Австралийской организации научных и промышленных исследований Содружества . Грант от Управления военно-морских исследований позволил Болтону построить радиообсерваторию долины Оуэнс , которая стала важным центром по изучению квазаров . [33]
Caltech не ознаменовал конец службы Бахера в Вашингтоне. Он прослужил два срока в качестве члена Научного консультативного комитета президента (PSAC) при президенте Дуайте Д. Эйзенхауэре , с 18 ноября 1953 года по 30 июня 1955 года и с 9 декабря 1957 года по 31 декабря 1959 года. Во время своего первого срока он свидетельствовал от имени своего старого друга на слушаниях по безопасности Оппенгеймера в 1954 году. Во время своего второго срока он работал с Джеймсом Фиском и Эрнестом Лоуренсом, чтобы изучить, как можно контролировать Договор о частичном запрещении ядерных испытаний . [37] [38]
Бахер оставался председателем отделения физики, математики и астрономии в Калтехе до 1962 года, когда он был назначен вице-президентом и проректором . Он ушел с поста проректора в 1970 году в возрасте 65 лет и стал почетным профессором в 1976 году . [39] Он все еще проводил некоторые исследования в Лаборатории реактивного движения и время от времени посещал Калтех. В 1983 году он был ведущим церемоний в Лос-Аламосе на мероприятиях, посвященных 40-летию основания лаборатории в 1943 году. [40] За свою жизнь он был избран в Национальную академию наук , [41] Американское философское общество , [42] и Американскую академию искусств и наук . [43]
Бахер умер 18 ноября 2004 года в доме престарелых в Монтесито, Калифорния . У него остались дочь Марта Бахер Итон и сын Эндрю Доу Бахер, физик-ядерщик, работающий в Университете Индианы , [39] его жена Джин умерла 28 мая 1994 года. [40] Его документы находятся в архиве Калифорнийского технологического института. [44]
