stringtranslate.com

Мэтью Сэндс

Мэтью Линзи Сэндс (20 октября 1919 — 13 сентября 2014) — американский физик и педагог, наиболее известный как соавтор Фейнмановских лекций по физике . Выпускник Университета Райса , Сэндс служил в Военно-морской артиллерийской лаборатории и Лос-Аламосской лаборатории Манхэттенского проекта во время Второй мировой войны .

После войны Сэндс изучал космические лучи для своей докторской диссертации в Массачусетском технологическом институте (MIT) под руководством Бруно Росси . Сэндс поступил в Калифорнийский технологический институт (Caltech) в 1950 году и помогал строить и эксплуатировать его электронный синхротрон на 1,5 ГэВ . Он стал заместителем директора по строительству и ранней эксплуатации Стэнфордского линейного ускорительного центра (SLAC) в 1963 году. Позже Сэндс присоединился к Калифорнийскому университету в Санта-Крузе (UCSC) в качестве профессора физики и занимал должность вице-канцлера по науке с 1969 по 1972 год. В 1998 году Американское физическое общество наградило его премией Роберта Р. Уилсона «за его многочисленный вклад в физику ускорителей и разработку электрон-позитронных и протонных коллайдеров». [1]

Ранняя жизнь и образование

Мэтью Линзи Сэндс родился в Оксфорде, штат Массачусетс , 20 октября 1919 года. Его родителями были Линзи Сэндс и Беатрис Гойетт, оба они были бухгалтерами. У него был брат Роджер и сестра Клэр, которая была на семь лет моложе. Когда Сэндсу было 12 лет , его вожатый, который был радиолюбителем , побудил его построить собственный коротковолновый радиоприемник . С помощью информации из Справочника радиолюбителя он сконструировал его из деталей, найденных в старых радиоприемниках. Его школьный учитель математики Джон Чейфи, выпускник Университета Брауна , поощрял его изучать математику и естественные науки . [2]

После окончания школы Сэндс поступил в Университет Кларка , где изучал физику и математику, и в конечном итоге получил степень бакалавра искусств (BA) в 1940 году. В Кларке его профессорами физики были Теодор П. Йоргенсен, [3] который прославился своей книгой «Физика гольфа», и Перси М. Руп, [4] который участвовал в ракетных экспериментах Роберта Х. Годдарда . В рамках работы, субсидируемой Национальной администрацией по делам молодежи в размере 35 центов в час , они поручили ему собирать физическое оборудование в механических цехах, где он познакомился со сверлильным станком , токарным станком и другими металлообрабатывающими инструментами . [2]

Сэнд продолжил обучение и получил степень магистра искусств (МА) по физике в Университете Райса . [5] В Райсе Сэндс прошел аспирантуру по теории относительности , статистической механике и термодинамике у Гарольда А. Уилсона , который был первым заведующим кафедрой физики Райса. Он также завершил экспериментальные исследования ферромагнетизма . В Райсе Сэндс встретил свою первую жену Элизабет, студентку бакалавриата . [2]

Вторая мировая война

В 1941 году Сэндс отправился в Военно-морскую артиллерийскую лабораторию в Вашингтоне, округ Колумбия , где он узнал больше об электронике под руководством Джозефа Ф. Кейтли . [6] Кейтли и Сэндс разработали две мины с неконтактным механизмом , на основе которых было получено три патента . [7] Они провели морские испытания рабочего прототипа, но программа была остановлена ​​по неизвестным причинам. [2]

К 1943 году Сэндс стал нетерпеливым к бюрократии ВМС. После обсуждения ситуации с Уилсоном он без предупреждения появился в Санта-Фе, штат Нью-Мексико , в офисе Дороти Маккиббин , которая была назначена для встречи с новичками в Лос-Аламосской лаборатории . После того, как она позвонила в отдел кадров, который только что получил отчаянный вызов на работу с людьми по электронике, Сэндс был доставлен на автобусе в Лос-Аламос . К его удивлению, его встретил Йоргенсон, который только что присоединился к Манхэттенскому проекту после того, как покинул Кларк и отправился в Небраску . Он немедленно отвел Сэндса в библиотеку, чтобы тот прочитал «Los Alamos Primer » Роберта Сербера , который познакомил его с основными физическими принципами ядерного деления , как они были известны в то время, и их значением для проектирования ядерного оружия . [2]

К этому времени Сэндс уже имел большой опыт работы с электроникой и был немедленно включён в группу электроники, которой было поручено создание приборов для всей лаборатории, а руководителем был Дэрол Фроман . В этой группе его близкими соратниками были Уильям Элмор , [8] Уильям Хигинботам и Эрнест Титтертон . Любой, у кого возникали проблемы с приборами, обращался за помощью в группу. В результате Сэндс работал с Луисом Альваресом , Робертом Бахером , Гансом Бете , Ричардом Фейнманом , Отто Фришем , Бруно Росси , Эмилио Сегре , Робертом Уокером и Робертом Уилсоном ; многие из этих известных физиков сыграли важную роль в его дальнейшей карьере. В частности, он установил тесные отношения с Росси, с которым позже решил работать над своей послевоенной докторской степенью. [2] Росси больше всего интересовался оборудованием группы для ядерной электроники : счетчиками и усилителями импульсов, дискриминаторами и масштабаторами . В этой области Сэндс разработал и запатентовал анализатор амплитуды импульсов [9], а также совместно с Отто Фришем и Элмором — усилитель импульсов . [10] Он также создал электронику для более общих целей, таких как точное регулирование температуры [11] и управление гальваническими операциями [12] .

В 1945 году Лос-Аламосская лаборатория провела ядерное испытание «Тринити» на удаленном полигоне недалеко от Аламогордо, штат Нью-Мексико . Сэндс работал с Уокером над пьезоэлектрическим измерением давления атмосферной ударной волны, произведенной « гаджетом », прототипом оружия «Толстяк» , позже сброшенного на Нагасаки . Их приборы хорошо работали во время испытательного взрыва 108 тонн тротила в мае 1945 года, но во время испытания «Тринити» 16 июля 1945 года никакой информации получено не было, поскольку неожиданный ливень накануне ночью замочил аппарат. [2]

Чтобы повысить общественное сознание в вопросах, поднятых Тринити, Дэвид Хокинс , Уильям Хигинботам , Филип Моррисон , Роберт Уилсон , Сэндс и другие основали Ассоциацию ученых-атомщиков Лос-Аламоса. Как один из основателей, Сэндс выпускал ее еженедельный информационный бюллетень. 30 ноября 1945 года эта организация объединилась с аналогичными группами в рамках Манхэттенского проекта и в Ок-Ридже, чтобы сформировать Федерацию ученых-атомщиков, которая вскоре сменила название на Федерацию американских ученых (FAS). [13]

В 1946 году Сэндс и Элмор написали «Электроника: Экспериментальные методы», которая была опубликована в 1949 году издательством McGraw-Hill . В этой книге было представлено множество идей и схем, разработанных в Лос-Аламосе, и она стала стандартным справочником для послевоенных ядерных приборов. [14]

Массачусетский технологический институт

После успеха Манхэттенского проекта и Радиационной лаборатории Массачусетский технологический институт (MIT) вступил в новую эру « большой науки », финансируемой правительством США. [15] Эта эра была предсказана в докладе 1945 года « Наука, бесконечные рубежи» , [16] написанном Ванневаром Бушем , выпускником MIT и влиятельным главой военного Управления научных исследований и разработок . Расширение MIT в области физики поощрялось его президентом Карлом Комптоном и главой физического факультета Джоном К. Слейтером . Расширение ядерной физики в MIT возглавлял Джерролд Р. Захариас , который присоединился к Лос-Аламосской лаборатории в конце войны и нанял Бруно Росси и Виктора Вайскопфа в качестве профессоров MIT. [17]

В новой Лаборатории ядерной науки Массачусетского технологического института , возглавляемой Захариасом, Росси было поручено создать исследовательскую группу космических лучей . Он нанял четырех молодых ученых, которые работали в Лос-Аламосе, включая Сэндса, и двух, которые работали в Радиационной лаборатории, в качестве кандидатов на получение степени доктора философии. Все они были более зрелыми, чем типичные аспиранты, с несколькими годами опыта исследований военного времени. Им выплачивалась стипендия, аналогичная стипендии постдокторанта , что позволяло им содержать семьи во время их аспирантуры. Лаборатория финансировалась Управлением военно-морских исследований . [2]

С Росси в качестве своего научного руководителя и с помощью самолета Boeing B-29 Superfortress, заимствованного у ВВС США , Сэндс выполнил свое диссертационное исследование медленной мюонной составляющей космических лучей . Он измерил интенсивность мюонов низкой энергии в зависимости от высоты до 40 000 футов (12 000 м) и вывел их спектр при образовании и распространении в атмосфере. [18] Эта информация была важна, поскольку большинство атмосферных космических лучей являются мюонами. Сэндс получил докторскую степень по физике в Массачусетском технологическом институте в 1948 году, написав диссертацию на тему «Мезонная составляющая космического излучения». [19] Затем Сэндс присоединился к факультету в качестве доцента и продолжил свои исследования космических лучей в группе Росси. [20]

Другим проектом Лаборатории ядерной науки был синхротронный ускоритель частиц , который был разработан для ускорения электронов до энергии 350  МэВ . Ускоритель финансировался Управлением военно-морских исследований и был построен под руководством Ивана А. Геттинга , который был профессором электротехники и работал в Радиационной лаборатории над чрезвычайно успешным радаром SCR-584 . Хотя его строительство началось в 1946 году, ускоритель не начал работать к 1949 году. В ответ Захариас попросил Сэндса помочь. [2] Это было введение Сэндса в физику ускорителей , и с его помощью машина начала работать в начале 1950 года. [21]

В 1948 году Сэндс развелся со своей первой женой Элизабет в Рино, штат Невада . Она осталась в Уэстоне, штат Массачусетс , с двумя детьми, в то время как Сэндс женился на Юнис Хоуторн, свояченице своего школьного учителя математики Джона Чейфи, и переехал с ней в жилые помещения Массачусетского технологического института Westgate для женатых студентов. [22] [23] В начале 1950 года, по его словам:

... у моей бывшей жены был отец, у которого было довольно много денег, и они решили устроить мне неприятности и собирались посадить меня в тюрьму как двоеженца, потому что они утверждали, что мой (Рино) развод был незаконным и т. д. Так что я известен в MIT как человек, которому пришлось уйти посреди ночи и не вернуться. [2]

Дальнейшая жизнь

Лекции Фейнмана по физике, включая «Советы Фейнмана по физике»: полное и расширенное издание (2005)

Сэндс поступил в Калифорнийский технологический институт (Caltech), где он помог построить и управлять электронным синхротроном на 1,5 ГэВ . Он был первым, кто продемонстрировал, как теоретически, так и экспериментально, роль квантовых эффектов в ускорителях электронных частиц . Он также изучал неустойчивости пучка, кильватерные поля, взаимодействия пучка с полостью и другие явления. [5]

В 1963 году Сэндс стал заместителем директора по строительству и ранней эксплуатации Стэнфордского линейного ускорительного центра (SLAC). Когда Ричард Фейнман решал, принимать ли ему Нобелевскую премию 1965 года — из-за презрения к дополнительной известности, которую она могла принести — Сэндс убедил Фейнмана, что непринятие ее привлечет еще больше внимания. [24] Позже Сэндс присоединился к Калифорнийскому университету в Санта-Крузе (UCSC) в качестве профессора физики и занимал должность вице-канцлера по науке с 1969 по 1972 год. [1] После ухода из UCSC в 1985 году Сэндс работал консультантом SLAC, а также консультантом начальной школы Bay View и средней школы Santa Cruz в Санта-Крузе, Калифорния , разрабатывая компьютерные системы и лабораторные занятия по физике для студентов. [1]

С 1960 по 1966 год Сэндс работал в Комиссии по физике колледжей, которая осуществляла национальную программу по модернизации преподавания физики в колледжах и университетах США. Он помог Фейнману и Роберту Б. Лейтону написать учебник по физике 1964 года «Лекции Фейнмана по физике» , основанный на лекциях, прочитанных Фейнманом студентам бакалавриата в Калтехе в период с 1961 по 1963 год. [2] [25] Он участвовал в создании колледжа Кресдж , где познакомился с Фрейей Киднер, студенткой колледжа, которая впоследствии стала его третьей женой. [26] Он получил премию «За выдающиеся заслуги» от Американской ассоциации преподавателей физики в 1972 году, а в 1998 году Американское физическое общество наградило его премией Роберта Р. Уилсона «за его многочисленный вклад в физику ускорителей и разработку электрон-позитронных и протонных коллайдеров». [1]

Сэндс умер в Санта-Крус 13 сентября 2014 года. У него остались жена Фрейя, дочь Мишель, сыновья Майкл и Ричард, а также брат Роджер. [26]

Ссылки

  1. ^ abcd Стивенс, Тим (20 апреля 1998 г.). "Профессор-эмерит выигрывает премию по физике". University of Santa Cruz Currents .
  2. ^ abcdefghijk Aaserud, Finn (4–5 мая 1987 г.). «Устная история стенограммы — д-р Мэтью Сэндс». Центр истории физики; Библиотека и архив Нильса Бора . Американское физическое общество. Архивировано из оригинала 20 августа 2016 г. Получено 10 августа 2016 г.
  3. ^ "Теодор "Тед" П. Йоргенсен". The Scarlet . Университет Небраски-Линкольна. 15 апреля 2010 г. Архивировано из оригинала 13 мая 2012 г. Получено 23 января 2013 г.
  4. ↑ Wilford, John Noble (5 октября 1982 г.). «Салют давно забытому „отцу американской ракетной техники“». New York Times . Архивировано из оригинала 6 марта 2014 г. Получено 23 января 2013 г.
  5. ^ ab "Биография Мэтью Сэндса". Американское физическое общество. Архивировано из оригинала 5 мая 2015 г. Получено 14 сентября 2014 г.
  6. ^ Keithley Instruments Inc. История . St. James Press. 1967. {{cite book}}: |work=проигнорировано ( помощь )
  7. ^ Патенты Keithley и Sands: 297969: Микрофон для измерения переходных давлений в водоеме1, 4185556: Система подрыва мины, 3044398: Электронное устройство подрыва, реагирующее на давление и время; Патентное и товарное ведомство США
  8. ↑ Pray, Rusty (1 февраля 2003 г.). «Уильям С. Элмор, 93 года, профессор физики». philly.com . The Philadelphia Inquirer. Архивировано из оригинала 4 марта 2016 г. . Получено 31 января 2013 г. .
  9. ^ Sands, Matthew L. (19 июля 1948 г.). «Анализатор высоты импульса». Номер патента: 2529666. Бюро по патентам и товарным знакам США. Архивировано из оригинала 16 сентября 2014 г. Получено 31 января 2013 г.
  10. ^ Sands, Matthew L.; William C. Elmore; Otto R. Frisch (19 марта 1945 г.). «Усилитель импульсов». Номер патента: 2531164. Бюро по патентам и товарным знакам США. Архивировано из оригинала 2 апреля 2016 г. Получено 31 января 2013 г.
  11. ^ Sands, Matthew L. (1 сентября 1950 г.). «Автоматический регулятор температуры». Номер патента: 2646544. Бюро по патентам и товарным знакам США. Архивировано из оригинала 16 сентября 2014 г. Получено 31 января 2013 г.
  12. ^ Sands, Matthew L. (17 августа 1948 г.). «Система управления гальванопокрытием». Номер патента: 2584816. Патентное и торговое бюро США. Архивировано из оригинала 16 сентября 2014 г. Получено 31 января 2013 г.
  13. ^ Goldsmith, HH; S. Rabinowitch (1 сентября 1946 г.). «Федерация американских ученых». Бюллетень ученых-атомщиков . Ученые-атомщики Чикаго. стр. 24. Архивировано из оригинала 14 апреля 2016 г. Получено 31 января 2013 г.
  14. ^ Элмор, Уильям К.; Сэндс, Мэтью Л. (1949). Электроника: экспериментальные методы. McGraw-Hill Book Co. стр. 417. Получено 31 января 2013 г. {{cite book}}: |work=проигнорировано ( помощь )
  15. ^ "История физического факультета Массачусетского технологического института". Большая физика в Массачусетском технологическом институте: 1946-1970 . Массачусетский технологический институт. Архивировано из оригинала 3 апреля 2013 года . Получено 2 февраля 2013 года .
  16. ↑ Буш, Ванневар (июль 1945 г.). Science The Endless Frontier. Вашингтон: United States Government Printing Office. Архивировано из оригинала 16 января 2013 г. Получено 2 февраля 2013 г. {{cite book}}: |work=проигнорировано ( помощь )
  17. ^ Голдштейн, Джек С. (1992). Другой вид времени: жизнь Джерролда Р. Захариаса, ученого, инженера, педагога . Кембридж, Массачусетс: MIT Press. стр. 66–70. ISBN 978-0262071383. OCLC  24628294.
  18. ↑ Sands, Matthew (5 октября 1949 г.). «Мезоны низкой энергии в атмосфере». Physical Review . 77 (2): 180–193. Bibcode :1950PhRv...77..180M. doi :10.1103/PhysRev.77.180 . Получено 2 февраля 2013 г. .
  19. ^ Сэндс, Мэтью (1948). Мезонная составляющая космического излучения (Ph.D.). NASA . Bibcode :1948PhDT........10S.
  20. ^ "Compton Gives Promotions to 9 Professors" (PDF) . The Tech . MIT. 6 апреля 1948 г. стр. 1. Архивировано (PDF) из оригинала 10 мая 2012 г. . Получено 4 февраля 2013 г. .
  21. ^ "Synchrotron Passes Tests" (PDF) . The Tech . MIT. 7 февраля 1950 г. стр. 1–3. Архивировано (PDF) из оригинала 11 мая 2012 г. Получено 3 февраля 2013 г.
  22. ^ Смит, Нэнси ДюВернь; Дебби Леви (12 августа 2012 г.). «Как ветераны Второй мировой войны изменили ландшафт MIT». Фрагмент блога MIT . Ассоциация выпускников MIT. Архивировано из оригинала 4 ноября 2012 г. . Получено 2 февраля 2013 г.
  23. ^ Sands, Matthew L.; Joseph F. Keithley (30 декабря 1949 г.). «Патент, в котором указан адрес Sands: 11 Westgate, Cambridge, MA». Номер патента: 3044398. Бюро по патентам и товарным знакам США. Архивировано из оригинала 20 сентября 2016 г. Получено 3 февраля 2013 г.
  24. ^ Фейнман, Ричард (1985). Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман! (Приключения любопытного персонажа) . Нью-Йорк: WW Norton. стр. 200. ISBN 9780393019216.
  25. ^ Глейк, Джеймс (1992). Гений: Жизнь и наука Ричарда Фейнмана . Нью-Йорк: Pantheon Books. стр. 357–364. ISBN 978-0-679-40836-9. OCLC  243743850.
  26. ^ ab "Некролог Мэтью Линзи Сэндса". Santa Cruz Sentinel . 17 сентября 2014 г. Архивировано из оригинала 4 марта 2016 г. Получено 18 сентября 2014 г.