Герберт Лоуренс Андерсон (24 мая 1914 — 16 июля 1988) — американский физик-ядерщик , профессор физики в Чикагском университете .
Он внес вклад в Манхэттенский проект . Он также был членом команды, которая провела первую демонстрацию ядерного деления в Соединенных Штатах, в подвале Pupin Hall в Колумбийском университете . Он участвовал в первом испытании атомной бомбы под кодовым названием Trinity . После окончания Второй мировой войны он был профессором физики в Чикагском университете до своей отставки в 1982 году. Там он помог Ферми основать Институт Энрико Ферми и был его директором с 1958 по 1962 год. Последняя часть его карьеры прошла в качестве старшего научного сотрудника в Лос-Аламосской национальной лаборатории . Он был удостоен премии Энрико Ферми .
Родился в Нью-Йорке в еврейской семье. Родословная Андерсона от раввина Меира Каценелленбогена , махарама Падуи, подробно описана в книге «Неразрывная цепь» . [1] Андерсон получил три степени в Колумбийском университете : степень бакалавра искусств в 1931 году, [2] степень бакалавра наук по электротехнике в 1935 году и степень доктора философии по физике в 1940 году. [3]
Джон Р. Даннинг , профессор физики в Колумбийском университете, внимательно следил за работой Эрнеста Лоуренса над циклотроном . Даннинг хотел получить более мощный источник нейтронов, и циклотрон казался привлекательным инструментом для достижения этой цели. В 1935 и 1936 годах он построил циклотрон, используя множество спасенных деталей для снижения затрат, и с финансированием от промышленных и частных пожертвований. Проект циклотрона начался, когда Андерсон заканчивал обучение по инженерной специальности. По предложению профессора Даны Митчелл Даннинг предложил Андерсону должность ассистента преподавателя, если он также поможет спроектировать и построить циклотрон. Работая над докторской диссертацией, Андерсон внес два основных вклада в проект. Первым было проектирование высокочастотного источника питания нити накала, а не обычно используемой версии постоянного тока. Это способствовало более длительному сроку службы нити накала в условиях сильного магнитного поля циклотрона. Вторым и более важным вкладом было использование пары концентрических линий для питания дуантов циклотрона (электродов циклотрона в форме «D»), а не обычной индукционной системы. Это усовершенствование привело к большей эффективности циклотрона и стало обычной чертой в конструкции циклотрона. Другими помощниками Андерсона в строительстве циклотрона были Юджин Т. Бут , Дж. Норрис Глэсо , Хью Глассфорд и профессор Даннинг. В ожидании проведения экспериментов с циклотроном Андерсон также построил ионизационную камеру и линейный усилитель в конце 1938 года. [3] [4] [5]
В декабре 1938 года немецкие химики Отто Ган и Фриц Штрассман отправили рукопись в Naturwissenschaften, в которой сообщалось, что они обнаружили элемент барий после бомбардировки урана нейтронами ; [6] одновременно они сообщили эти результаты Лизе Мейтнер . Мейтнер и ее племянник Отто Роберт Фриш правильно интерпретировали эти результаты как ядерное деление . [7] Фриш подтвердил это экспериментально 13 января 1939 года. [8] В 1944 году Ган получил Нобелевскую премию по химии за открытие ядерного деления. Некоторые историки задокументировали историю открытия ядерного деления и считают, что Мейтнер должна была получить Нобелевскую премию вместе с Ганом. [9] [10] [11]
Еще до того, как она была опубликована, интерпретация Мейтнер и Фриша работы Гана и Штрассмана пересекла Атлантический океан с Нильсом Бором , который должен был читать лекции в Принстонском университете . Исидор Айзек Раби и Уиллис Лэмб , два физика из Колумбийского университета, работавшие в Принстоне, услышали эту новость и привезли ее в Колумбию. Раби сказал, что рассказал Ферми; Ферми отдал должное Лэмбу. Вскоре после этого Бор отправился из Принстона в Колумбию, чтобы увидеть Ферми. Не найдя Ферми в своем кабинете, Бор пошел в зону циклотрона и нашел Андерсона. Бор схватил его за плечо и сказал: «Молодой человек, позвольте мне объяснить вам кое-что новое и захватывающее в физике». [12] Ученым Колумбии было ясно, что они должны попытаться обнаружить энергию, выделяющуюся при ядерном делении урана при нейтронной бомбардировке. 25 января 1939 года Андерсон был членом экспериментальной группы в Колумбийском университете, которая провела первый эксперимент по ядерному делению в Соединенных Штатах, [13] который проводился в подвале Пупин-холла ; другими членами группы были Юджин Т. Бут , Джон Р. Даннинг , Энрико Ферми , Дж. Норрис Глэсо и Фрэнсис Дж. Слэк . [14]
Ферми прибыл в Колумбийский университет незадолго до этой исторической демонстрации. Это сближение Ферми и Андерсона привело к плодотворным отношениям, которые продлились до смерти Ферми в 1954 году. Ферми и Андерсон провели серию экспериментов в Колумбийском университете по замедлению нейтронов в графите, поглощению и отражению медленных нейтронов многочисленными соответствующими материалами, делению урана и предварительным экспериментам с использованием решетки урана в графите. Статья, основанная на докторской диссертации Андерсона, «Резонансный захват нейтронов ураном» , [15] по соображениям безопасности была опубликована только 10 лет спустя. [3]
В феврале 1942 года в рамках Манхэттенского проекта в Чикагском университете была создана Металлургическая лаборатория (Met Lab) . Андерсон работал под руководством Ферми над проектированием и строительством Чикагской поленницы-1 (CP-1), на которой 2 декабря 1942 года была осуществлена первая искусственная ядерная цепная реакция . [16] [17] [18] После этого Андерсон руководил строительством CP-2 в Аргоннской национальной лаборатории в 1943 году. Он также был ключевым консультантом DuPont по проектированию и строительству реакторов в Хэнфорде , которые вырабатывали расщепляющийся плутоний для ядерного арсенала США. [3]
В 1944 году Андерсон отправился в Лос-Аламосскую национальную лабораторию , где он участвовал в использовании реактора Омега для определения критической массы урана-235. В рамках подготовки к первому испытанию ядерного устройства 16 июля 1945 года, которое имело кодовое название Тринити , Андерсон вместе со своими коллегами-радиохимиками разработал метод определения ядерного выхода путем сбора продуктов деления на месте детонации. Этот метод был позже усовершенствован для определения ядерного выхода путем анализа продуктов деления в воздухе. [3] [19]
После окончания Второй мировой войны Ферми и Андерсон вернулись в Чикагский университет . Там они основали Институт ядерных исследований (сегодня Институт Энрико Ферми ). В университете Андерсон был доцентом физики с 1946 по 1947 год, доцентом с 1947 по 1950 год, профессором с 1950 по 1977 год и заслуженным профессором с 1977 по 1982 год. С 1958 по 1962 год Андерсон был директором Института Энрико Ферми. [3]
В дополнение к работе Андерсона в Италии и Бразилии , он периодически работал в Лос-Аламосской национальной лаборатории. Наконец, он вернулся туда в 1978 году в качестве научного сотрудника, а затем и старшего научного сотрудника до своей смерти от почти 40-летней борьбы с бериллиозом . Его смерть 16 июля 1988 года в Лос-Аламосе , штат Нью-Мексико, пришлась на 43-ю годовщину первого испытания атомной бомбы. [3]
Смерть Андерсона наступила в результате легочной недостаточности, возникшей в результате бериллиоза — хронического отравления бериллием , которым он заразился во время работы над урановым проектом в первые дни Второй мировой войны .
Выдающаяся карьера Андерсона принесла ему ряд наград: [3]