Эрнест Томас Синтон Уолтон MRIA (6 октября 1903 г. – 25 июня 1995 г.) был ирландским физиком и лауреатом Нобелевской премии по физике, который первым расщепил атом . [1] Он наиболее известен своей работой с Джоном Кокрофтом по созданию одного из самых ранних типов ускорителей 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 , Дангарван , графство Уотерфорд, в семье методистского священника, преподобного Джона Уолтона (1874–1936) и Анны Синтон (1874–1906). В те дни семья обычного священнослужителя переезжала 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 Тирон , а также в колледже Уэсли в Дублине, прежде чем стать пансионером в методистском колледже Белфаста в 1915 году, где он преуспел в науке и математике. [3] [4]
В 1922 году Уолтон выиграл стипендию в Тринити-колледже в Дублине для изучения математики и естественных наук, а в 1924 году был избран стипендиатом Фонда. В 1926 и 1927 годах он получил степени бакалавра и магистра от Тринити соответственно. За эти годы в колледже Уолтон получил множество наград за выдающиеся достижения в области физики и математики (всего семь наград), включая стипендию Фонда в 1924 году. После окончания учебы он был награжден исследовательской стипендией 1851 года от Королевской комиссии по выставке 1851 года [5] и был принят в качестве студента-исследователя в Тринити-колледже в Кембридже под руководством сэра Эрнеста Резерфорда , директора Кавендишской лаборатории Кембриджского университета . В то время в штате Кавендишской лаборатории было четыре лауреата Нобелевской премии, и вскоре появилось еще пять, включая Уолтона и Джона Кокрофта . Уолтон получил докторскую степень в 1931 году и оставался исследователем в Кембридже до 1934 года. [6]
В начале 1930-х годов Уолтон и Джон Кокрофт объединились, чтобы построить аппарат, который расщеплял ядра атомов лития , бомбардируя их потоком протонов, ускоренных внутри высоковольтной трубки (700 киловольт). [7] [8] Расщепление ядер лития производило ядра гелия . [9] Они продолжили использовать бор и углерод в качестве мишеней для своих экспериментов по «дезинтеграции» [10] и сообщили 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 , теперь называемый 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 членом Тринити-колледжа в Дублине 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 терминами. Его исследовательские интересы были реализованы при очень ограниченных ресурсах, однако в конце 1950-х годов он смог изучить фосфоресцентный эффект в стеклах, вторичную электронную эмиссию с поверхностей при бомбардировке положительными ионами, радиоуглеродное датирование и низкоуровневый подсчет, а также осаждение тонких пленок на стекле. [ необходима цитата ] [13]
Уолтон был связан с Дублинским институтом перспективных исследований более 40 лет, где он долгое время работал в совете 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 проработал на этой должности до 1960 года, когда его сменил Джон Х. Пул. [14] [15]
Хотя он ушел из Тринити-колледжа в Дублине в 1974 году, он сохранил связь с физическим факультетом Тринити до своей последней болезни. Незадолго до смерти он отметил свою пожизненную преданность Тринити, вручив колледжу свою Нобелевскую медаль и благодарность. [16] Эрнест Уолтон умер в Белфасте 25 июня 1995 года в возрасте 91 года. Он похоронен на кладбище Динсгрейндж 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, Национальный университет Ирландии в Голуэе ) и Джин Кларк. [1] Он работал в комитете колледжа Уэсли в Дублине . [18]
Уолтон, воспитанный как методист , был описан как человек, глубоко преданный христианской вере. [19] После того, как он получил Нобелевскую премию, он читал лекции о взаимоотношениях науки и религии в нескольких странах, [20] и поощрял прогресс науки как способ узнать больше о Боге.
Уолтон сказал следующее:
«Один из способов познать разум Создателя — это изучать Его творение. Мы должны воздать Богу должное, изучая Его творения, и это должно относиться ко всем сферам человеческой мысли. Отказ честно использовать свой интеллект — это акт неуважения к Тому, Кто дал нам этот интеллект».
— VJ McBrierty (2003): Эрнест Томас Синтон Уолтон, ирландский ученый, 1903-1995 , Trinity College Dublin Press.) [21]
Уолтон интересовался темами о правительстве и Церкви, [22] и после его смерти организация «Христиане в науке Ирландии » основала Лекции Уолтона по науке и религии (инициатива, аналогичная Лекциям Бойла ). Дэвид Уилкинсон , Денис Александр и другие читали Лекции Уолтона в университетах по всей Ирландии. [23]
Вместе с Лохлейном О'Рафертеем и Майклом Фраем Уолтон помог основать ирландскую Пагуошскую группу, выступавшую против гонки ядерных вооружений. [24]
Уолтон и Джон Кокрофт были удостоены 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 были первыми, кто расщепил ядро лития бомбардировкой ускоренными протонами (или ядрами водорода) и идентифицировал ядра гелия в продуктах в 1930 году. В более общем плане, они построили аппарат, который показал, что ядра различных легких элементов (таких как литий) могут быть расщеплены быстро движущимися протонами.
В 1935 году Уолтон был избран членом Королевской ирландской академии (MRIA). [25] Уолтон и Кокрофт получили медаль Хьюза Лондонского королевского общества в 1938 году. [ 26 ] В более поздние годы — в основном после выхода на пенсию в 1974 году — Уолтон получил почетные степени или награды от многочисленных ирландских, британских и североамериканских учреждений. [27]
«Парк Уолтон Козуэй» в родном городе Уолтона Дангарване был открыт в его честь, и сам Уолтон присутствовал на церемонии в 1989 году. [28] После его смерти Уотерфордский технологический институт назвал одно из зданий зданием ETS Walton Building [29] , а на месте его рождения была установлена мемориальная доска. [28]
Другие награды Уолтона включают здание Уолтона в Методистском колледже Белфаста , школе, где он был пансионером в течение пяти лет, и мемориальную доску у 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 премия с таким же названием в Методистском колледже вручается ученику, который получает самые высокие оценки по физике уровня A. В Уотерфорде также есть стипендия имени Уолтона. [30] В 2014 году Тринити-колледж Дублина основал клуб Тринити-Уолтон , [31] внеклассный центр STEM-образования для подростков.
Медиа, связанные с Эрнестом Уолтоном на Wikimedia Commons