إرنست لورنس

(تم التحويل من إرنست اورلاندو لورنس)
إرنست لورنس
Ernest Lawrence
إرنست لورنس
إرنست لورنس
ولدَ في (1901-08-08)أغسطس 8, 1901
كنتون، داكتوا الجنوبية, الولايات المتحدة
توفي في أغسطس 27, 1958(1958-08-27) (عن عمر 57 عاماً)
پالو ألتو، كاليفورنيا، الولايات المتحدة
مكان الإقامة الولايات المتحدة
القومية أمريكي
مجال البحث الفيزياء
المؤسسات جامعة يل
جامعة كاليفورنيا بركلي
خريج جامعة داكوتا الجنوبية
جامعة منيسوتا
جامعة يل
مشرف الدكتوراه و. ف. گ. سوان
طلاب الدكتوراه إدوين ماكميلان
اشتهر بسبب إختراع السيكلوترون
الجوائز جائزة نوبل في الفيزياء 1939

إرنست أورلاندو لورنس (8 اغسطس 1901- 27 أغسطس، 1958)، هو فيزيائي أمريكي وحصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1939، اشتهر بإختراع وتطوير واستخدام السيكلوترون في عام 1929، وآخر أعماله فصل نظائر اليورانيوم في مشروع منهاتن.

باشر لورنس إنشاء سيكلوترون ضخم قبل الحرب العالمية الثانية (1939-1945) واستخدمه أثناء الحرب لفصل نظائر اليورانيوم. وفي عام 1946 أتم إقامة هذا السيكلوترون المتزامن الذي يسرّع الجسيمات إلى طاقة تبلغ 400 مليون إلكترون ـ فولت. وفي عام 1948 أنتج هذا الجهاز أول ميزونات يتم إنتاجها صناعيا.

وفي عام 1954 قام لورنس وعلماء آخرون بإنجاز البيفاترون، وهو جهاز لتسريع الجسيمات يولد طاقة تبلغ 7 بليون إلكترون ـ فولت. [1]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الحياة المبكرة

إرنست لورنس

ولد إرنست لورنس في مدينة كانتون بولاية داكوتا، وتلقَّى تعليمه في جامعات داكوتا الجنوبية ومينيسوتا وشيكاغو ويال. عيّن أستاذاً مساعداً للفيزياء بجامعة كاليفورنيا عام 1927، وغدا أستاذاً فيها عام 1930. وفي العام التالي أسس مخبر الإشعاعات بجامعة بيركلي، وسمي مديراً له عام 1936.

حاز عام 1939 جائزة نوبل في الفيزياء لابتكاره السيكلوترون، كما حاز عام 1957 جائزة إنريكو فيرمي لإسهاماته في ميدان الفيزياء النووية.[2]


السيكلوترون

مخطط لتجربة السيكلوترون، إرنست لورنس، 1934 .
الشكل (1) مبدأ عمل السيكلوترون (أ) الجسيم يتسارع في الفجوة بين نصفي العلبة (ب) الجسيم في معزل عن تغيرات الحقل الكهربائي (جـ) انعكاس الفولطية بين نصفي العلبة (د) الجسيم يتسارع نحو نصف العلبة الآخر (هـ) توضع مسرى الانحراف في إحدى النصفين
الشكل (2) مشهد عام لأجزاء السيكلوترون (أ) نصفا العلبة بين قطبي مغنطيسي قوي وضمن علبة مفرغة (ب) مشهد عام للسيكلوترون

يتألف السيكلوترون، كما يبين الشكل (1)، من نصفي علبة معدنية بشكل الحرف D، يوضعان وجهاً لوجه حيث تفصل بينهما مسافة صغيرة، يُطبَّق عليهما فرق كمون متناوب ذو تردد عالٍ يصل إلى عدة ملايين هرتز. وهنا يكون الحيِّز الواقع داخل نصفي العلبة معزولاً عن تغيرات الفولتية بين حافتيهما المتقابلتين بخلاف الفجوة بينهما، ويطبَّق عمودياً على العلبتين كذلك حقل مغنطيسي شديد.

تخضع الجسيمات المشحونة المنطلقة من منبع الأيونات بين حافتي نصفي العلبة إلى حقل كهربائي يكسبها سرعة متزايدة في كل مرة تجتاز فيها الجسيمات الفجوة بين نصفي العلبة، وترسم الجسيمات مسارات دائرية متزايدة في نصف القطر بفضل الحقل المغنطيسي الشديد العمودي عليها. وعندما يقترب نصف قطر الدائرة التي ترسمها الجسيمات من نصف قطر العلبة يطبَّق على مسرى electrode ملاصق لجدارها جهدٌ مناسب وتخرج الجسيمات المسرَّعة من فتحة في جدار المسرِّع لتصطدم بهدف خارجي، ولتجري هناك تفاعلات نووية تقود إلى توليد نظائر مشعة أو عناصر مابعد اليورانيوم بحسب طبيعة الهدف والجسيمات التي تُقصَف بها. وبالطبع فإن الجسيمات المشحونة تتسارع في حيّز مفرغ من الهواء ويتحقق ذلك بفضل مخلّيات مناسبة، وبإحاطة نصفي العلبة بوعاء مغلق إلا من فتحات لخروج الجسيمات أو لتطبيق الجهود الكهربائية الملائمة على نصفي العلبة، كما يظهر في الشكل (2).

إن قصف هدف من الحديد

7109-2.jpg


بالديترونات

7109-3.jpg


الصادرة عن مسرع السيكلوترون مثلاً، يقود إلى توليد الكوبلت المشع

7109-12.jpg


وذلك وفقاً للمعادلة:

7109-5.jpg


كما إن قصف اليورانيوم

7109-13.jpg


بنوى الهليوم

خ7109-4.jpg


يقود إلى توليد البلوتونيوم

7109-14.jpg


وهو عنصر مابعد اليورانيوم وفقاً للتفاعل:

7109-7.jpg


وهو بدوره عنصر مشع لا يلبث أن يتفكك إلى أمريكيوم

7109-6.jpg


مصدراً جسيمات بيتا

7109-9.jpg


وذلك وفقاً للتفاعل:

7109-1.jpg


وقد استخدمت نوى البور والكربون المسرَّعة لتوليد عناصر ما بعد اليورانيوم أمثال النوبليوم ورمزه

7109-16.jpg


الذي تحوي نواته على 102 بروتوناً، واللورنسيوم ورمزه

7109-8.jpg


الذي تحوي نواته على 103 بروتونات، والذي سمي كذلك تكريماً للعالم لورنس.

الحرب العالمية الثانية

معامل كالوترون عملاقة، طُوِّورت في معمل لورنس، تم استخدامها في الموقع X أثناء الحرب العالمية الثانية لتنقية اليورانيوم للاستخدام في أول قنبلة ذرية.

عمله بعد الحرب

المصادر

مراجع للإستزادة

  • Understanding Science No. 9, 65, 70 (Sampson Low, Marston & Co. Ltd.Great Britain).

وصلات خارجية

سبقه
لا أحد
جائزة سلڤانوس ثاير
1958
تبعه
جون فوستر دلس