Эрнест Томас Синтон Уолтон (6 октября 1903 — 25 июня 1995) был ирландским физиком и лауреатом Нобелевской премии , который первым расщепил атом . [1] Он наиболее известен своей работой с Джоном Кокрофтом по созданию одного из первых типов ускорителя частиц , генератора Кокрофта-Уолтона . В экспериментах, проведенных в Кембриджском университете в начале 1930-х годов с использованием генератора, Уолтон и Кокрофт стали первой командой, которая использовала пучок частиц для преобразования одного элемента в другой. Согласно их цитате из Нобелевской премии: «Таким образом, впервые ядерная трансмутация была произведена средствами, полностью находящимися под контролем человека». [2]
Эрнест Уолтон родился в Эббисайде , Дангарване , графстве Уотерфорд , в семье священника -методиста , преподобного Джона Уолтона (1874–1936) и Анны Синтон (1874–1906). В те времена семья священника переезжала раз в три года, и в результате этого Эрнест и его семья, когда он был маленьким ребенком, переезжали в Раткил, графство Лимерик (где умерла его мать), и в графство Монаган . Он посещал дневные школы в графствах Даун и Тайрон , а также в колледже Уэсли в Дублине, прежде чем в 1915 году стал пансионером методистского колледжа Белфаста , где преуспел в естественных науках и математике. [3] [4]
В 1922 году Уолтон выиграл стипендию Тринити-колледжа в Дублине для изучения математики и естественных наук, а в 1924 году был избран стипендиатом Фонда. Он получил степени бакалавра и магистра Тринити в 1926 и 1927 годах соответственно. За эти годы в колледже Уолтон получил множество премий за выдающиеся достижения в области физики и математики (всего семь премий), включая стипендию Фонда в 1924 году. После окончания учебы в 1851 году он был удостоен исследовательской стипендии Королевской комиссии по выставке 1851 года . 5] и был принят в качестве студента-исследователя в Тринити-колледж в Кембридже под руководством сэра Эрнеста Резерфорда , директора Кавендишской лаборатории Кембриджского университета . В то время в штате Кавендишской лаборатории работало четыре лауреата Нобелевской премии, и должны были появиться еще пятеро, включая Уолтона и Джона Кокрофта . Уолтон получил докторскую степень в 1931 году и оставался в Кембридже в качестве исследователя до 1934 года .
В начале 1930-х годов Уолтон и Джон Кокрофт совместно создали аппарат, который расщеплял ядра атомов лития , бомбардируя их потоком протонов , ускоренных внутри высоковольтной трубки (700 киловольт). [7] [8] В результате расщепления ядер лития образуются ядра гелия . [9] Они продолжали использовать бор и углерод в качестве мишеней для своих экспериментов по «распаду», [10] и сообщали об искусственно вызванной радиоактивности. [11] Эти эксперименты обеспечили проверку теорий об атомной структуре , которые были предложены ранее Резерфордом, Джорджем Гамовым и другими. Успешный аппарат – тип ускорителя частиц, который теперь называется генератором Кокрофта-Уолтона – помог открыть эру экспериментальной ядерной физики на основе ускорителей частиц . Именно это исследование в Кембридже в начале 1930-х годов принесло Уолтону и Кокрофту Нобелевскую премию по физике в 1951 году. [6] [12]
Эрнест Уолтон вернулся в Ирландию в 1934 году, чтобы стать научным сотрудником Тринити-колледжа Дублина на физическом факультете, а в 1946 году был назначен профессором естественной и экспериментальной философии Эразма Смита . [6] Лекции Уолтона считались выдающимися, поскольку он обладал способностью излагать сложные вопросы простыми и понятными словами. Его исследовательские интересы реализовывались с очень ограниченными ресурсами, однако в конце 1950-х годов он смог изучить фосфоресцентный эффект в стеклах, эмиссию вторичных электронов с поверхностей, подвергающихся бомбардировке положительными ионами, радиоуглеродное датирование и низкоуровневый подсчет, а также нанесение тонких пленок на стекло. [ нужна ссылка ] [13]
Уолтон был связан с Дублинским институтом перспективных исследований более 40 лет, где он долгое время работал в правлении Школы космической физики и в совете Института. После смерти в 1952 году Джона Дж. Нолана , первого председателя Школы космической физики, Уолтон взял на себя эту роль и занимал эту должность до 1960 года, когда его сменил Джон Х. Пул. [14] [15]
Хотя он ушел из Тринити-колледжа в Дублине в 1974 году, он продолжал сотрудничать с физическим факультетом Тринити до своей последней болезни. Незадолго до своей смерти он отметил свою пожизненную преданность Тринити, вручив Колледжу Нобелевскую медаль и награду. [16] Эрнест Уолтон умер в Белфасте 25 июня 1995 года в возрасте 91 года. Он похоронен на кладбище Динсгранж в Дублине. [17]
Эрнест Уолтон женился на Уинифред Уилсон, дочери методистского священника, в 1934 году. [18] Их четверо детей — Алан Уолтон (физик из Кембриджского университета ), Мэриан Вудс, Филип Уолтон (профессор прикладной физики, NUI Голуэй ) и Джин Кларк. [1] Он работал в комитете колледжа Уэсли в Дублине . [18]
Выросший как методист , Уолтон был описан как человек, твердо приверженный христианской вере. [19] Он читал лекции о взаимоотношениях науки и религии в нескольких странах после того, как получил Нобелевскую премию, [20] и поощрял прогресс науки как способ узнать больше о Боге.
Цитируются слова Уолтона:
«Один из способов познать разум Творца — это изучать Его творение. Мы должны воздать Богу должное за изучение Его произведений искусства, и это должно относиться ко всем сферам человеческого мышления. Отказ честно использовать свой разум — это акт презрение к Тому, кто дал нам этот разум»
- В. Дж. МакБриерти (2003): Эрнест Томас Синтон Уолтон, ирландский ученый, 1903–1995 , Trinity College Dublin Press.) [21]
Уолтон проявлял интерес к темам о правительстве и церкви, [22] и после его смерти организация «Христиане в науке Ирландии» учредила « Лекции Уолтона по науке и религии» (инициатива, аналогичная лекциям Бойля ). Дэвид Уилкинсон , Денис Александер и другие читали Уолтонские лекции в университетах Ирландии. [23]
Вместе с Лохлайнном О'Рэйфертей и Майклом Фраем Уолтон помог основать ирландскую группу Пагуоша , выступающую против гонки ядерного оружия. [24]
Уолтон и Джон Кокрофт были лауреатами Нобелевской премии по физике 1951 года за «работу по трансмутации атомных ядер искусственно ускоренными атомными частицами» (широко известную как расщепление атома ). Им приписывают то, что они первыми разрушили ядро лития путем бомбардировки ускоренными протонами (или ядрами водорода) и идентифицировали ядра гелия в продуктах в 1930 году. В более общем смысле, они построили аппарат, который показал, что ядра различных легких элементов (таких как как литий) может быть расщеплен быстро движущимися протонами.
Уолтон и Кокрофт получили медаль Хьюза Лондонского королевского общества в 1938 году. [ 25 ] В гораздо более поздние годы – преимущественно после выхода на пенсию в 1974 году – Уолтон получил почетные степени или награды от многочисленных ирландских, британских и североамериканских учреждений. [26]
«Парк Уолтон-Козуэй» в родном Дангарване Уолтона был посвящен в его честь, и сам Уолтон присутствовал на церемонии в 1989 году. [27] После его смерти Уотерфордский технологический институт назвал здание ETS Walton Building [28] , и была установлена мемориальная доска. на месте его рождения. [27]
Другие награды Уолтона включают здание Уолтона в методистском колледже Белфаста , школу, в которой он учился в течение пяти лет, и мемориальную доску возле главного входа в методистский колледж. Колледж Уэсли в Дублине, где он учился и в течение многих лет был председателем совета управляющих, учредил премию Уолтона по физике, а одноименная премия в методистском колледже присуждается ученику, получившему высшие оценки по А. Уровень физики. Также в Уотерфорде существует стипендия имени Уолтона. [29] В 2014 году Тринити-колледж в Дублине открыл Тринити-Уолтон-клуб , [30] центр внеклассного STEM-образования для подростков.
СМИ, связанные с Эрнестом Уолтоном, на Викискладе?