
AG百家乐有规律吗 餐巾纸上画的一张图,让他赢得诺奖并成为“大科学之父”
发布日期:2024-12-22 03:22 点击次数:120
劳伦斯发明并发展了回旋加快器,创建并壮大辐射执行室AG百家乐有规律吗,导致了广博蹙迫发现,因此赢得1939年的诺贝尔物理学奖。他所指挥的执行室将物理学照拂推向了今天所称的“大科学”,因此劳伦斯也被誉为“大科学之父”。第二次寰宇大战技巧,劳伦斯的团队负责浓缩铀技俩,为原枪弹制造作念出举足轻重的孝敬,以至于奥本海默许为:在好意思国原子能领域的许多方面,劳伦斯是最有影响力的科学家,其蹙迫性逾越我方。
撰文 | 王善钦
2012年,耗资逾越130亿好意思元的大型强子对撞机(LHC)发现了希格斯(Higgs)粒子。2015年,耗资逾越11亿好意思元的激光干与引力波天文台(LIGO)径直探伤到引力波。这样的技俩即是所谓的“大科学”。
大科学技俩领有庞大的仪器,耗资巨大,成员广宽,与那些可以在执行台上进行的“小科学”技俩或只需要用纸笔和通常操办机的表面照拂千差万别。在畴昔的几十年内,大科学技俩已成为执行物理学与天文体的主流。
在走向大科学的程度中,有一个东说念主饰演了关键扮装——他即是劳伦斯(Ernest Orlando Lawrence,1901-1958)。劳伦斯发明并放浪发展了回旋加快器,创建并壮大了“辐射执行室”,因此被誉为“大科学之父”(The Father of Big Science)。
劳伦斯,1939年。丨图片起原:Nobel foundation
手脚大科学的前驱,劳伦斯率领的团队在第二次寰宇大战技巧负责了浓缩铀技俩,在原枪弹的制造中的地位不低于奥本海默(J. Robert Oppenheimer,1904-1967),奥本海默以至合计劳伦斯在那时的地位逾越我方。
本文先容劳伦斯的生平、成就与他留住的科学遗产。
早年的学术行为
劳伦斯于1901年8月8日出身于好意思国南达科他州的小镇坎顿(Canton)。他的父亲卡尔·劳伦斯(Carl Lawrence,1871-1954)与母亲冈达·劳伦斯(Gunda Lawrence,1874-1959)都是教师,且都是挪威外侨的后代。劳伦斯有一个弟弟,约翰·劳伦斯(John Lawrence,1904-1991)。
劳伦斯中学毕业后,先在明尼苏达州的圣奥拉夫(St. Olaf)学院读了一年书,然后转到南达科他大学,于1922年赢得化学学士学位;接着他用一年时候在明尼苏达大学赢得物理学硕士学位,照拂课题是建造一个执行安设,使一个椭球在磁场中旋转。然后,劳伦斯去了芝加哥大学,又转到耶鲁大学读博士,课题是钾蒸气中光电效应。
1925年,劳伦斯赢得物理学博士学位,留校连续照拂光电效应。因为莫得先当讲师就跳班当了助理指示,劳伦斯引起一些共事的不悦。1928年,加州大学伯克利分校(UCB)物理系遴聘他担任副指示,劳伦斯怡然前去。次年,奥本海默来到UCB,劳伦斯很快成为他的知音。
1930年,29岁的劳伦斯成为全校最年青的正指示。1932年,他与女友玛丽·布鲁默(Mary Blumer,1910-2003)结婚。玛丽大学毕业于瓦萨学院,然后在哈佛医学院读完照拂生;玛丽的父亲乔治·布鲁默(George Blumer,1872-1962)曾于1910-1920年间担任耶鲁大学医学院院长。
1934年,劳伦斯佳耦领有了第一个孩子约翰(John Eric Lawrence,1934 - 2010)。尔后,他们又养育了5 个子女:玛格丽特(Margaret)、玛丽(Mary)、罗伯特(Robert)、芭芭拉(Barbara)和苏珊(Susan)。[1]
1939年,玛丽、劳伦斯与女儿玛格丽特及犬子埃里克在UCB的物理系楼外。图片起原:Lawrence Berkeley National Laboratory
回旋加快器与辐射执行室
1929年4月的一个晚上,劳伦斯看到挪威物理学家维德罗伊(Rolf Widerøe,1902-1996)的一篇论文,感到额外欢乐。维德罗伊构想了一个加快器,其加快管说念为直线,期骗交流电可以不息加快粒子。经过操办,劳伦斯相识到,想用直线管说念将带电粒子加快到饱和高的速率,需要很长的管说念。
劳伦斯速即设计了一个更紧凑的安设,并在一张餐巾纸上画出了它的旨趣图。它的中枢是两个剖面像字母“D”的空腔,即“D形盒”。带电粒子在电场的作用下,先从一个D形盒启程,进入另一个D形盒,然后在磁场的作用下明白半周;电场标的变化后,将粒子加快进入正本的阿谁D形盒,粒子在磁场作用下完成半周明白再次进入另一个D形盒。这样的流程束缚轮回,不需要长管说念就可以将粒子加快到很高的速率。
回旋加快器的旨趣图。此图出当今劳伦斯1934年的专利恳求书上。左为“俯视图”,右为“侧视图”。图片起原:Ernest O. Lawrence - U.S. Patent 1,948,384
劳伦斯在自后称它为“回旋加快器”。这个见解让劳伦斯绝顶欢乐。第二天,一位共事的家属与他擦肩而事后,听到他大叫:“我要出名了!”[2]关联词,制造这样的加快器在实行上有贫瘠。劳伦斯只可一度放手。有一次,他与来访的诺贝尔奖得主斯特恩(Otto Stern,1888-1969)提到了这个构想,斯特恩绝顶横暴,要他立即去执行室动手。[2]于是,劳伦斯让我方的照拂生埃德夫森(Niels Edlefsen,1893-1971)帮他制造出构想中的回旋加快器。
1930年4月,埃德夫森建立了一个粗拙的模子机。这是寰宇上第一个回旋加快器,它的直径唯有4英寸(10厘米,指磁铁直径,下同),可以用一只手捏住,总铺张25好意思元(相等于当今的460好意思元)。[3]
埃德夫森于1930年9月离开UCB后,劳伦斯让照拂生利文斯顿(Milton Livingston,1905-1986)制造更大的回旋加快器。1931年1月,利文斯顿制造出11英寸(28厘米)的回旋加快器,将质子加快到1.22 MeV,这个是第一个可用的回旋加快器。1932年,劳伦斯为回旋加快器恳求了专利。
劳伦斯发明回旋加快器也有走时的身分。在合并时期,德国物理学家斯廷贝克(Max Steenbeck,1904-1981)于1927年头度提议了回旋加快器的构想;匈牙利物理学家西拉德(Leo Szilard,1898-1964)在1928年也构想了回旋加快器,并初度操办了回旋加快器频率(共振条目),还于1929年恳求了专利。然则,他们都莫得公开发表相关的照拂或专利,更莫得去制造或找东说念主维护制造回旋加快器。劳伦斯因此成为回旋加快器的发明东说念主。
劳伦斯意想到回旋加快器在核物理学领域的广宽出息。1931年8月26日,劳伦斯在UCB物理系创立了辐射执行室。1932年头,劳伦斯和利文斯顿设计了27英寸(69厘米)的回旋加快器,它的磁铁重达80吨。尔后,劳伦斯劝服我方相识的富东说念主支持他的团队建造越来越大的回旋加快器。
硕果累累,荣获诺贝尔奖
1934年,伊莲娜·约里奥-居里(Irène Joliot-Curie,1897-1956)与丈夫简·约里奥-居里(Jean Joliot-Curie,1900-1958)发现东说念主工发射性。劳伦斯与团队成员用27英寸回旋加快器加快质子,并用其轰击碳13,得到了氮13——氮的东说念主工发射性同位素。
1936年7月,辐射执行室成为一个负责部门,劳伦斯成为第一任主任。1937年6月,劳伦斯的团队制造出37英寸(94厘米)回旋加快器。同庚,意大利物理学家塞格雷(Emilio Segrè,1905-1989)与共事在劳伦斯寄给他们的样本中阐发出43号元素锝,这些样本即是用回旋加快器加快的粒子轰击靶子后制造出来的。
1939年5月,劳伦斯的团队制造出60英寸(152厘米)回旋加快器。同庚6月,劳伦斯的团队用它加快质子轰击铁,赢得一批新的发射性同位素。
因为这些效果,劳伦斯于1939年11月被授予诺贝尔物理学奖,成为UCB第一个诺贝尔奖得主。他被颁奖的情理是“发明和发展回旋加快器,以及由此赢得的效果,非常是对于东说念主工发射性元素的效果”。由于那时走动泰西的船只受到纳粹德国潜艇的袭击,他莫得去瑞典领奖。颁奖典礼于1940年2月29日在UCB校园内举行。
1938年,60英寸(1.52米)回旋加快器在完工前,辐射执行室的科学家们在磁铁的轭上合影,第一转左起第四为劳伦斯,最高一转中间冒露面、叼着烟斗的是奥本海默。丨图片起原:Lawrence Berkeley National Laboratory
赢得诺贝尔奖让劳伦斯与他的执行室的声望急剧擢升,他们更容易获取资金,很快产生了更多、更蹙迫的效果。1940年,辐射执行室的卡门(Martin Kamen,1913-2002)与鲁本(Sam Ruben,1913-1943)用回旋加快器加快的质子轰击石墨,得到了碳14。这是东说念主类初度发现碳14。同庚,科森(Dale Corson,1914-2012)、麦肯王人厄(Kenneth MacKenzie,1912-2002)与塞格雷制造出85号元素砹。
麦克米兰(Edwin McMillan,1907-1991)用37英寸回旋加快器加快的氘核轰击铍,响应开释的中子被用来轰击铀,最终从居品中阐发出93号元素,它很快被定名为镎,这是寰宇上第一个被制造出来的“超铀元素”(质子数逾越铀的元素)。麦克米兰于1941年与劳伦斯浑家的妹妹埃尔西·布鲁默(Elsie Blumer,1913 - 1997)结婚,成为劳伦斯鸳侣的妹夫。1951年,麦克米兰因为发现镎而赢得诺贝尔化学奖。
通常在1940年,劳伦斯开动制造184英寸回旋加快器,它的磁铁重达4500吨,预算达到265万好意思元(相等于当今的5800万好意思元)。UCB物理系楼内的执行室无法放这样大的机器,辐射执行室被搬到伯克利山的山腰。
麦克米兰(左)与劳伦斯(右)。丨图片起原:ENERGY.GOV
劳伦斯创建并壮大的辐射执行室在制造新元素方面取得的成就使好意思国在东说念主工发射性领域追逐上欧洲先进水平,踏进于寰宇顶尖的位置。劳伦斯因此被公合计好意思国最了得的科学首领之一。
曼哈顿野心
1938年12月,铀的裂变表象被发现(参见《这个改动东说念主类气运的发现,凝华了多位诺奖得主的心血》)。尔后的照拂证实铀235的裂变会激勉链式响应,可以用以开释核能并制造原枪弹的弹芯。这些发现不测中开启了核能与核刀兵时期的大门。
好意思国很快启动了原枪弹的照拂,并竖立了铀委员会,即自后的S-1委员会。劳伦斯是该委员会的几位成员之一,因此亦然原枪弹制造野心的主要决策者之一。此时,奥本海默还没被纳入原枪弹野心中。
1942年9月13日,S-1委员会成员合影。从左至右挨次是尤里(Harold Urey,1893-1981)、劳伦斯、科南特(James Conant,1893-1978)、布里格斯(Lyman Briggs,1874-1963)、墨弗里(Eger Murphree,1898-1962)和康普顿(Arthur Compton,1892-1962)。图片起原:LBL NEWS Magazine, Vol. 6, No. 3, Fall 1981, p. 32
1941年2月,西伯格(Glenn Seaborg,1912-1999)与合营者用辐射执行室的回旋加快器制造出94号元素钚的第一种同位素——钚239(西伯格因此与麦克米兰共享了1951年的诺贝尔化学奖)。他们很快发现钚239会裂变,且裂变着力比铀235更高,也可以被用来制造原枪弹。
1942年8月,有益研发原枪弹的曼哈顿野心(Manhattan Project)负责启动。制造原枪弹的原料有铀235与钚239。前者必须从自然铀等分离,后者通过中子辐照(轰击)铀238赢得。劳伦斯负责的辐射执行室负责浓缩铀坐蓐,康普顿负责的“冶金执行室”负责钚的坐蓐。
1942年9月,格罗夫斯(Leslie Groves Jr.,1896-1970)被任命为曼哈顿野心的主任。他想让康普顿、劳伦斯或尤里担任负责设计与制造原枪弹的中心执行室(即自后的洛斯阿拉莫斯执行室)的主任,因为他们都是诺贝尔奖得主,裕如照料训戒,况且莫得安全风险。关联词,他又合计这三东说念主承担的任务太蹙迫,无法离开他们各自的岗亭,因此只可另外寻找东说念主选。[4]终末,在康普顿等东说念主的推选下,格罗夫斯任命奥本海默为这个执行室的主任。
电磁分离法与加州大学回旋加快器
自然铀中仅0.714%为铀235(99.28%为铀238,0.006%为铀234),获取浓缩铀的流程即是将绝大部分铀238分离出去。铀235与铀238的化学性质一样,因此无法通过化学尺度分离,只可通过物理尺度分离。具体尺度有:电磁分离法、气体扩散法、液体热扩散法与离心分离法。那时,终末两种尺度着力太低,最有但愿的是电磁分离法与气体扩散法。
电磁分离法的旨趣是:粒子被打入质谱仪的真空腔后,被磁场偏转,质地不同的粒子偏转程度不同,在真空腔中各自环绕半圈后,进入不同的收罗器。这是质谱仪的基本旨趣。
1941年11月24日,劳伦斯等东说念主将37英寸回旋加快器的磁铁卸下,安装建成质谱仪,它被称为“加州大学回旋加快器”(CaliforniaUniversity Cyclotron),缩写为Calutron。它也被翻译为“电磁型同位素分离器”。严格说,这个称呼适用于通盘使用电磁分离法的同位素分离器,而“加州大学回旋加快器”仅仅其中的一类,二者并不行等同。不外,为了诠释便捷,以下的诠释将这个机器简称为“同位素分离器”。
1941年12月2日,加州大学加快器初度运行。1942年1月14日,加州大学加快器职责9个小时后,赢得18微克铀235浓度为25%的铀。为擢升着力,劳伦斯将正在建造的184英寸回旋加快器的磁铁拆下,制造更大同位素分离器(XA),并于1942年5月26日完工并职责。
不外,这些一经大得吓东说念主的加快器都仅仅测试电磁分离法的可行性与着力的原型机。在测试奏效后,劳伦斯建议建造多个更大的同位素分离器,批量赢得浓缩铀。
电磁分离法旨趣浅陋,但操作要求绝顶高,需要高真空、高电压与强磁场的开辟。它的优点是可行性高。气体扩散法的负责东说念主尤里说,电磁分离法的难度犹如戴着拳击手套在草堆里找针。核物理学的后生雄风贝特(Hans Bethe, 1906-2005)曾不信赖任何浓缩铀的有筹商可以奏效,因此一度拒却加入曼哈顿野心,直到他发现钚239可以用来制造原枪弹之后,才答应加入。
关联词,劳伦斯敬佩,只消有饱和多的大型机器,就可以在饱和短的时候内集结出可用的浓缩铀。格罗夫斯自后回忆说,一开动委果唯有劳伦斯一东说念主对电磁分离法有信心,但劳伦斯相持要鞭策这个技俩。“假如咱们不是对劳伦斯博士的才能和气派抱有很大的信心,咱们就不会作念此尝试。”
1942年6月25日,负责照料铀原料的S-1委员会提议在田纳西州的橡树岭(Oak Ridge)建造电磁分离法工场与气体扩散法工场。劳伦斯的辐射执行室负责前者,尤里的执行室负责后者。
1942年10月的某天,格罗夫斯初度窥伺劳伦斯的辐射执行室。他对弘扬很称心,决定表扬劳伦斯,以资饱读舞。他说:“是以,ag百家乐官网劳伦斯先生,你如故费力干下去为好,你的名誉全依赖于你的这个职责了。”[5]
在场的其他东说念主都惊呆了,因为从来莫得东说念主敢与劳伦斯这样言语。劳伦斯保持了酬酢风范,莫得就地回答。随后,他邀请格罗夫斯吃午饭。在饭馆里,劳伦斯盯着格罗夫斯的眼睛,说:“格罗夫斯将军,对于你刚才对我讲的话,我可以说:我的名誉早已有了,是你的名誉,取决于这项职责。”[5]
橡树岭Y-12工场
1943年2月18日,代号为“Y-12”的电磁分离厂动工,它的任务是用更多更大的同位素分离器赢得浓缩铀。通盘参与建造的公司都有东说念主驻守在辐射执行室,与那处的科学家实时相通。劳伦斯还任命了有益的相接员,负责辐射执行室与Y-12工场之间的相接。
表面照拂标明,刀兵级铀的铀235浓度必须逾越80%,最佳达到90%。单次分离无法达到这个要求,需要用一级分离器与二级分离器进行两次分离。
第一批一级分离器都被设计成一个周长37米、宽23米、高4.6米的紧闭卵形磁环,内部背靠暗自放置48对、共96个真空腔。由于它们形似“跑说念”(racetrack),因此被称为“α跑说念”。二级分离器相对较小,构型为直线,被称为“β跑说念”。第二批“α跑说念”的构型被改为直线型。
Y-12工场内的一个“α跑说念”,约拍摄于1944年或1945年。丨图片起原:Leslie R. Groves
1943年11月1日,第一个“α跑说念”完工(由于故障,它被拆掉修理后重启)。1944年1月,第二个被建好的“α跑说念”进入使用。尔后“β跑说念”与其他“α跑说念”也陆续进入使用。由于战时铜缺少,这些分离器的线圈一说念由白银制造。
1944年3月,Y-12工场的“α跑说念”分离出首批几百克浓度为13%-15%的铀,虽未达到刀兵级,但对于相关执行照拂绝顶蹙迫,因此样品被运往洛斯阿拉莫斯。1944年6月7日,Y-12初度委派了铀235含量高达89%的刀兵级铀。
使用气体扩散法的K-25工场与使用热扩散法的S-50工场开工都相比晚,直到1945年3月才开动运行。S-50工场赢得的低浓度浓缩铀被K-25连续浓缩,然后被Y-12浓缩到刀兵级。1945年春夏之际,Y-12工场每个月可坐蓐30千克刀兵级浓缩铀,一颗用“枪式法”起爆的铀原枪弹(枪式铀弹)要60多千克浓缩铀,对应那时2个月的产量。
Y-12工场分离器的适度面板与操作员。这些操作员大多是女性,它们自后被称为“加州大学加快器女孩”(Calutron Girls)。丨图片起原:unknown (probably Ed Westcott)
浓缩铀的弘扬成功,康普顿负责的“冶金执行室”的科学家们便能宽解鞭策钚弹有筹商,其失败风险要大得多。格罗夫斯评价电磁分离法时说:“它使咱们得到洛斯阿拉莫斯早期所需要的铀235样品,以及自后为轰炸广岛的炸弹所必需的铀235。莫得它,咱们的钚弹的设计职责就会严重地拖延下来。”[4]格罗夫斯合计,莫得劳伦斯,通盘这个词曼哈顿野心就无法被奏效地鞭策下去。[4]
1945年7月16日,劳伦斯与其他东说念主在执行场目击了寰宇上初度原枪弹爆炸——“三位一体”核覆按,它使用的是内爆式钚弹。
此时,Y-12工场已坐蓐出约60千克浓缩铀。1945年7月24日,这些浓缩铀被运到洛斯阿拉莫斯,然后被装配成第一颗枪式铀弹。枪式铀弹确定会奏效,是以不需要测试。这颗铀弹于7月底被运到天宁(Tinian)岛,好意思军飞契机在这里装载原枪弹前去日本空投。
由于劳伦斯在浓缩铀技俩中首屈一指的作用,里德(Bruce Reed)在《曼哈顿野心的物理学》(The Physics of the Manhattan Project)中说:“广岛原枪弹中的每一个铀原子都经过劳伦斯之手。”[6]
关联词,在使用原枪弹之前召开的高明会议中,劳伦斯反对使用原枪弹,因为他的辐射执行室也曾有日本的同业。反而是自后声称我方“手上沾满鲜血”的奥本海默在会议上赞同使用原枪弹。
轨则1945年12月,Y-12工场又坐蓐了约900千克浓度为95%的铀235,足以再制造至少15颗枪式铀弹。如若使用内爆法,则可以制造出更多铀弹。气体扩散法到这时可以平稳坐蓐出刀兵级浓缩铀,而该尺度制造浓缩铀的着力远高于电磁分离法,Y-12工场很快被关闭。
早在1940年春,光学家伍德(Robert Wood,1868-1955)写信道喜劳伦斯赢得诺贝尔奖时,就在信中说:“由于你正在为铀的疼痛性爆炸奠定基础……我信赖老诺贝尔会答应的。”
1954年,在针对奥本海默的听证会上,东说念主事安全委员会讼师问奥本海默:“博士,最迟从1943年到最近,你是这个国度原子能领域最有影响力的科学家,是吗?”奥本海默回答:“我合计劳伦斯可能在许多方面更有影响力。”
大科学之父
二战收场后,劳伦斯的辐射执行室开动将更多元气心灵再行进入到科研中。1946年,劳伦斯从曼哈顿野心技俩中恳求到200多万好意思元。XA的磁铁被拆下,再行被用于制造184英寸回旋加快器,它在1946年11月被建成。
1947年,劳伦斯恳求到1500万好意思元,其中一部分用以制造“10亿电子伏特同步加快器”(Billions ofeVSynchrotron,缩写为“Bevatron”)。Bevatron是一台质子加快器,于1954年被建成。
1950年,劳伦斯等东说念主鸟瞰Bevatron模子。丨图片起原:Lawrence Berkeley National Laboratory
塞格雷与钱伯伦(Owen Chamberlain,1920-2006)于1955年期骗Bevatron制造出反质子,科克(Bruce Cork,1916-1994)等东说念主于1956年期骗它制造了反中子。这些效果为东说念主类探索反粒子乃至反物资作念出蹙迫孝敬。塞格雷与钱伯伦因此赢得1959年的诺贝尔物理学奖。
劳伦斯也因为他对核物理的孝敬于1957年赢得第二届费米奖(Enrico Fermi Award)。值得一提的是,劳伦斯的弟弟约翰·劳伦斯因为使用回旋加快器制造的发射性同位素诊疗白血病和红细胞增加症等职责,于1983年也赢得了费米奖。
从30年代开动到50年代的20多年间,劳伦斯从各式渠说念筹集大批资金,制造越来越遒劲的加快器,组织并照料执行室的庞大团队,建立起“大科学”气象。劳伦斯是当之无愧的“大科学之父”。
与奥本海默:从亲如手足到分说念扬镳
在劳伦斯的通盘一又友中,与他关系最复杂的是奥本海默。他们也曾有深厚的友谊。为了抒发我方对奥本海默的心疼,劳伦斯将第四个孩子取名为罗伯特(奥本海默名罗伯特)。
关联词,二东说念主的友谊却因为政事态度的不合产生裂痕。在UCB时,奥本海默与那时好意思国左翼东说念主士有密切斗争,维持学校以至辐射执行室的科学家与照拂生参与工会行为。而劳伦斯在政事上偏保守;此外,劳伦斯与资助辐射执行室的富豪交从甚密,那些富豪们不可能招供工会的一些要求。
因此,劳伦斯不啻一次被奥本海默激愤。奥本海默则合计劳伦斯趋势附热,过于霸道。曼哈顿野心技巧,奥本海默主动辨认左翼行为,并积极参与制造加州大学加快器,处治了一些问题。劳伦斯与奥本海默的矛盾一度大大玩忽。
二战收场后,奥本海默决定辞去洛斯阿拉莫斯执行室主任一职。校长斯普劳尔(Robert Sproul,1891-1975)邀请奥本海默回到UCB。奥本海默不想再回到UCB,因为他与斯普劳尔以及物理系主任伯奇(Raymond Birge,1887-1980)的关系很恶劣。
劳伦斯也劝奥本海默且归,奥本海默以哈佛大学能给两三倍薪水为由辞谢。劳伦斯要求斯普劳尔给奥本海默双倍薪水,情理是奥本海默的名望大要带来的资金远逾越这个工资。斯普劳尔凑合答应了。
当劳伦斯以更高的薪水邀请奥本海默且归时,奥本海默说了真话,还说伯奇应该离开系主任的位置。劳伦斯很盛怒。奥本海默自后写信给劳伦斯,说这样多年来,我方在劳伦斯眼前长期处于误差,言语之中颇有怨气。[7]不外,二东说念主此前锋未决裂。在184英寸回旋加快器完工后,二东说念主还在加快器前很餍足性合影。
奥本海默(左)与劳伦斯(右)在184英寸回旋加快器前的合影,大要在1946年拍摄。图片起原:University of California (Berkeley) Radiation Laboratory
1948年,劳伦斯与奥本海默共同的好友托尔曼(Richard Tolman,1881-1948)腹黑病发作死一火。此前,奥本海默与托尔曼的浑家经久保持婚外情。劳伦斯合计托尔曼是因为得知浑家有婚外情,激勉了腹黑病,“他因此伤心欲绝而死。”劳伦斯说,因为托尔曼之死,他第一次对奥本海默产生不悦。[7]
1949年,苏联奏效引爆原枪弹。劳伦斯立即开动积极推动氢弹的制造,并在利弗莫尔(Livermore)建造了辐射执行室的分部,该执行室自后成为制造氢弹的蹙迫机构之一。奥本海默却放浪反对制造氢弹。二东说念主之间的裂痕赶紧扩大。
1953年,斯特劳斯(Lewis Strauss,1896-1974)担任好意思国原子能委员会(Atomic Energy Commission,AEC)主席。此前奥本海默是AEC下属的总照拂人委员会(General Advisory Committee,GAC)的主席。斯特劳斯与奥本海默素有积怨,且放浪维持制造氢弹,因此决定将奥本海默逐出核刀兵的决策层,撤销奥本海默的影响力。
1954年,斯特劳斯组织了一个针对奥本海默的听证会,以褫夺他领有的Q级安全许可(最高档别安全许可,可斗争核高明)。他邀请出席指控奥本海默的证东说念主包括劳伦斯。
劳伦斯对于奥本海默一再不容氢弹照拂的步履绝顶盛怒,答理出席。然则,在出席的前一天晚上,他打电话告诉斯特劳斯,说我方结肠炎发作,无法出席听证会。电影《奥本海默》中,劳伦斯在听证会会议室外面被拉比(Isidor Rabi,1898-1988)的扫视劝退,这是电影的戏剧性凭空,因为劳伦斯那天莫得到听证会现场隔邻。
斯特劳斯很讨厌,谴责劳伦斯是怯夫。劳伦斯如实可能牵挂出席指控导致我方与一些同寅们的关系恶化,因此临阵陈腐(所谓的“恇怯”)。但他也可能果然在那天结肠炎发作,因为他如实有严重的结肠炎。自然,他也可能因为在终末时刻顾念旧情。他的缺席也许是以上两个以至三个原因同期作用的亏欠。
然则,AEC官员拜谒劳伦斯的时候留住了劳伦斯品评奥本海默的书面记录。劳伦斯合计奥本海默“不应该再与决策有任何相关。”这被手脚不利于奥本海默的证词之一。最终,奥本海默被休止安全许可。不外,劳伦斯的访谈记录偶而对最终亏欠有决定性作用。
此次听证会也代表着劳伦斯与奥本海默的透顶决裂。仅仅劳伦斯拒却出庭,幸免了与奥本海默迎面决裂,以相对体面的面貌已矣了他们之间的友谊。
劳伦斯的遗产
1958年8月27日,劳伦斯因结肠炎灭一火,年仅57岁。他的早逝与他经久高强度的照料职责有一定关系,冷战技巧不时驱驰于好意思国东西部对健康变成了影响。
电影《奥本海默》有一个温馨的镜头:1963年,奥本海默赢得费米奖,在颁奖现场,两鬓花白的劳伦斯畴昔拍了拍奥本海默肩膀,以示妥协。关联词,这个镜头并莫得发生:1963年,劳伦斯一经灭一火5年了。(自然,电影不是记录片,给不雅众一个好意思好的设想,亦然可以的。)
为了暗意对劳伦斯创建发展辐射执行室的感恩,加州大学董事会在他灭一火后不久就将辐射执行室被更名为“劳伦斯辐射执行室”。
自后,劳伦斯辐射执行室止境在利弗莫尔的分部都被划回国有,分辩被更名为“劳伦斯伯克利国度执行室”(Lawrence Berkeley National Laboratory,LBNL)与“劳伦斯利弗莫尔国度执行室”(Lawrence Livermore National Laboratory,LLNL),附庸于好意思国动力部。
LBNL 的62、67号楼(分子锻造厂)和66号楼的航拍像片。图片起原:U.S. Department of Energy
1961年,LBNL 的科学家晓示制造出103号元素,并将其定名为铹(lawrencium),以挂念劳伦斯。这是一个巨大的荣誉,西伯格自后在得知我方的姓被用来定名新元素(Seaborgium)时,很餍足性声称这个荣誉逾越我方赢得的诺贝尔化学奖。
事实上,从1949到1974年,辐射执行室(LBNL)先后发现了97号元素锫(1949,发现的年份,下同)、98号元素锎(1950)、99号元素锿(1952)、100号元素镄(1952)、101号元素钔(1955)、102号元素锘(1958)、103号元素铹(1961)、104号元素(1969)与106号元素(1974)。于今为止被发现的27种超铀元素中,有12种在辐射执行室被最初制造并阐发,比例高达44%。
辐射执行室建成后,一直处于物理学与化学领域的最前沿,对物理、化学、天文体、寰宇学等领域都作念出广宽创举性孝敬,也对生物学、环境照拂、动力等学科作念出重要孝敬。于今为止,辐射执行室(LBNL)的科学家共赢得15次诺贝尔奖,其中9次为物理学奖,6次为化学奖。
LBNL的市内通勤车,车身上写着“向寰宇带来科学处治有筹商”(Bringing Science Solution to the World)丨图片起原:王善钦
LLNL的名气固然不如LBNL,但这家机构在可控核聚变领域享有有名。闻明的“国度燃烧安设”(NIF)即是LLNL照料的执行室,它是寰宇上最大、能量最高的激光系统,亦然好意思国最大的科学技俩。
好意思国“国度燃烧安设”的大楼。上头的牌子写着“National Ignition Facility Bringing Star Power to Earth”(国度燃烧安设将恒星的能量带到地球)。图片起原:National Ignition Facility
在物理学照拂以外,回旋加快器为医学作念出了蹙迫孝敬。东说念主们用其制造出的一些发射性同位素,用于诊疗癌症、甲状腺疾病、白血病、红细胞增加症等疾病,取得了一定疗效。时于当天,回旋加快器依然被寰宇上许多病院粗鲁使用。
《冷战中的劳伦斯》(Ernest Lawrence in the Cold War)这样评价劳伦斯的孝敬与影响:
“劳伦斯留住了一大笔遗产。回旋加快器的发展改动了咱们对自然的明白,从物资的微不雅结构到东说念主体的吐故纳新,从光合营用的流程到新化学元素的创造。……通常蹙迫的是,劳伦斯创造了大科学执行室的气象,这种气象通过曼哈顿野心传播到好意思国的国度执行室,然后传播到其他国度。……劳伦斯的执行室将跨学科的尺度鞭策到环境照拂、替代动力、天体物理学和分子生物学等硕果累累的新领域。对于终末一个领域,伯克利和利弗莫尔执行室是东说念主类基因组野心的两个主要中心。劳伦斯执行室匡助制造了第一颗原枪弹,然后推动了与苏联的危急武备竞赛,但他们敬佩他们因此拦阻了核讲和。”[8]
参考文件与冷静
[1]Lab Mourns Death of Molly Lawrence, Widow of Ernest O. Lawrence (https://www2.lbl.gov/Science-Articles/Archive/Molly-Lawrence-obit.html)
[2] Richard Rhodes, The Making of the Atomic Bomb, Simon & Schuster, 1986. (中译本:《原枪弹出世记》,李汇川 等 译,李汇川 校;寰宇学问出书社,1990年;《横空出世》,江向东,廖湘彧 译;方在庆 译校,2023;此书还有上海科技莳植出书社的译本,本文未参考此译本)
[3]本文对不同庚代的货币的购买力的换算一说念来自通胀操办器(https://www.usinflationcalculator.com/),输入那时的年份与货币数值,点击“calculate”,即可得到当今的值。由于算法非独一,得到的值仅供参考。感兴致的读者可以自行查阅。
[4] Groves, Leslie (1962). Now it Can be Told: The Story of the Manhattan Project. New York: Harper & Row. ISBN 0-306-70738-1. OCLC 537684
[5] Stanley A. Blumberg& Gwinn Owens, Energy and Conflict: The Life and Times of Edward Teller, New York: G. P. Putnam's Sons, 1976.(中译本:《好意思国氢弹之父泰勒》,华君铎、赵淑云译,北京:原子能出书社,1991)
[6]Bruce Camero Reed, The Physics of the Manhattan Project, Springer; 2nd edition, October 5, 2010
[7] Kai Bird & Martin J.Sherwin, American Prometheus: The Triumph and Tragedy of J. Robert Oppenheimer, New York : A.A. Knopf, 2005.(中译本:《奥本海默传——好意思国“原枪弹之父”的成功与悲催》,汪冰 译;方在庆 审校)
[8] Ernest Lawrence in the Cold War, American Institute of Physics (https://history.aip.org/exhibits/lawrence/lcw.htm)
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