Чарльз Томсон Рис Уилсон CH FRS [1] (14 февраля 1869 – 15 ноября 1959) был шотландским физиком и метеорологом, который получил Нобелевскую премию по физике за изобретение камеры Вильсона . [2] [3]
Уилсон родился в приходе Гленкорс , Мидлотиан, у Энни Кларк Харпер и Джона Уилсона, овцевода. После смерти отца в 1873 году он переехал с семьей в Манчестер . При финансовой поддержке своего сводного брата он изучал биологию в колледже Оуэнс , ныне Манчестерский университет, намереваясь стать врачом. В 1887 году он окончил колледж со степенью бакалавра наук . Он выиграл стипендию для обучения в колледже Сиднея Сассекса в Кембридже , где заинтересовался физикой и химией. В 1892 году он получил диплом с отличием 1-го класса по обеим частям экзамена на получение степени Tripos по естественным наукам . [4] [5] [6]
Он особенно заинтересовался метеорологией , и в 1893 году начал изучать облака и их свойства. Начиная с 1894 года, он некоторое время работал в обсерватории на Бен-Невисе , [7] где проводил наблюдения за образованием облаков. Его особенно завораживал вид глории . [8] Затем он попытался воспроизвести этот эффект в меньших масштабах в Кавендишской лаборатории в Кембридже, расширяя влажный воздух в герметичном контейнере.
В 1895 году он обнаружил, что при достаточно большом коэффициенте расширения пересыщенный водяной пар конденсируется даже без пыли, которую он удалил предыдущими конденсациями, в отличие от предыдущих исследований Джона Эйткена . [9] Под руководством Дж. Дж. Томсона к 1896 году он обнаружил, что рентгеновские лучи стимулируют конденсацию так же хорошо, как и пыль. [10]
Позже он экспериментировал с созданием облачных следов в своей камере путем конденсации на ионах, генерируемых радиоактивностью . Несколько его камер Вильсона сохранились. [11]
В 1900 году Уилсон стал членом Сиднейского Сассекского колледжа, а также преподавателем и демонстратором университета. [3] Некоторые считали его плохим лектором из-за ярко выраженного заикания, [12] но он читал курс по атмосферному электричеству в качестве приглашенного лектора в Имперском колледже Лондона . [13]
В 1906 году он выдвинул гипотезу, что космическое излучение может генерировать ионы, вызывающие конденсацию, без видимых причин. [14]
Изобретение камеры Вильсона было, безусловно, знаковым достижением Уилсона, принесшим ему Нобелевскую премию по физике в 1927 году. [6] Кавендишская лаборатория похвалила его за создание «нового и поразительного метода исследования свойств ионизированных газов». [15] Камера Вильсона позволила совершить огромный экспериментальный скачок вперед в изучении субатомных частиц и области физики элементарных частиц в целом. Некоторые приписывают Уилсону то, что он вообще сделал возможным изучение частиц. [8]
Уилсон опубликовал множество статей по метеорологии и физике, на такие темы, как рентгеновские лучи , [16] ионизация , [17] образование грозовых облаков, [18] и другие метеорологические явления. [8] Уилсон также мог наблюдать спрайт в 1924 году, за 65 лет до их официального открытия. [19] Погода была в центре его внимания на протяжении всей его карьеры, от ранних наблюдений в Бен-Невисе до его последней статьи о грозовых облаках. [20] [18]
Оглядываясь назад, можно сказать, что экспериментальный метод Уилсона привлек внимание ученых.
В период научного исследования, характеризующийся разделением на «аналитических» и «морфологических» ученых, метод исследования Уилсона представлял собой гибрид. В то время как некоторые ученые считали, что явления должны наблюдаться в чистой природе, другие предлагали лабораторные эксперименты в качестве главного метода исследования. Уилсон использовал комбинацию методов в своих экспериментах и исследованиях. [21] Работа Уилсона «сделала видимыми вещи, свойства которых ранее были выведены только косвенно». [8]
Его называли «почти последним из великих экспериментаторов в физике». [12] Он использовал свою камеру Вильсона различными способами, чтобы продемонстрировать принципы работы таких вещей, как субатомные частицы и рентгеновские лучи. [16] [17] Но его основным интересом и предметом большинства его статей была метеорология. [21]
В 1900 году Уилсон был избран членом Королевского общества (FRS) . [1]
За изобретение камеры Вильсона он получил Нобелевскую премию по физике в 1927 году. [8] [6] Он разделил эту премию с американским физиком Артуром Комптоном , награжденным за его работу о корпускулярной природе излучения. [20] Несмотря на большой вклад Уилсона в физику элементарных частиц, он продолжал интересоваться физикой атмосферы, в частности атмосферным электричеством , на протяжении всей своей карьеры. [22] [23] Например, его последняя исследовательская работа, опубликованная в 1956 году, когда ему было около восьмидесяти (в то время он был самым старым членом Королевского общества, опубликовавшим статью в журналах Королевского общества), была посвящена атмосферному электричеству. [18]
Кратер Вильсона на Луне назван в его честь, в честь Александра Вильсона и Ральфа Элмера Вильсона . [24] Образования конденсационных облаков Вильсона, которые возникают после крупных взрывов, таких как ядерные детонации , названы в его честь. [25] Общество Вильсона, научное общество колледжа Сиднея Сассекса в Кембридже, названо в его честь, [26] как и Институт атмосферного электричества имени К. Т. Р. Вильсона, Специальная группа по интересам в области атмосферного электричества Королевского метеорологического общества.
Архивы CTR Wilson хранятся в Архиве Университета Глазго . [27]
В 2012 году Королевское общество Эдинбурга провело собрание в честь Уилсона, «великого шотландского физика». [23]
В 1908 году Уилсон женился на Джесси Фрейзер, дочери министра из Глазго . У пары было четверо детей. Его семья знала его как терпеливого и любознательного человека, любящего гулять по холмам недалеко от своего дома. [19] Он умер у себя дома в Карлопсе 15 ноября 1959 года, в окружении своей семьи. [4]
Медиа, связанные с Чарльзом Томсоном Ризом Уилсоном на Wikimedia Commons