Луис Альварес, физик-экспериментатор

Луис Альварес

Луис Альварес, физик-экспериментатор

  • Известные личности
  • Знаменитые физики
  • Луис Альварес

Луис Уолтер Альварес (англ. Luis Walter Alvarez; 13 июня 1911, Сан-Франциско — 1 сентября 1988, Беркли (Калифорния)) — американский физик-экспериментатор, член Национальной академии наук США (1947).

Родился Луис Альварес в Сан-Франциско в семье профессора Калифорнийского университета, врача и журналиста в области медицины, Уолтера Клемента Альвареса. Учился в Чикагском университете, который окончил в 1932 году.

С 1936 года работал в Калифорнийском университете, с 1945 года в должности профессора. Одновременно в 1954—1959 и 1976—1978 занимал должность заместителя директора Радиационной лаборатории имени Э. О. Лоуренса в Беркли.

В 1969 году Альварес был избран президентом Американского физического общества.

Научная деятельность в области физики

Научные работы Альвареса посвящены атомной и ядерной физике, ускорительной технике, физике элементарных частиц и космических лучей, оптике, радиолокации. В 1937 году им был открыт новый тип радиоактивного превращения — явление К-захвата (захват ядром электрона из К-слоя).

В 1939 году, воспользовавшись циклотроном как высокочастотным масс-спектрометром, он обнаружил изотоп гелия He-3. Совместно с Ф. Блохом в 1940 году Альварес определил магнитный момент свободного нейтрона.

В том же году ему впервые удалось ускорить ионы углерода, одновременно предложив оригинальный селектор скоростей по времени пролёта.

Во время Второй мировой войны он участвовал в разработке ядерной бомбы («Манхэттенский проект»), а позже исследовал последствия её применения в Хиросиме. После окончания войны, в 1946 году, им был построен первый линейный ускоритель протонов с трубками дрейфа.

Позже Альварес создал первую большую пузырьковую камеру и разработал современную методику работы с такими устройствами, что сделало их пригодными для количественного исследования элементарных частиц. В частности, под его руководством была реализована водородная пузырьковая камера и получены миллионы снимков взаимодействий частиц.

Что касается методики, то на её основе, начиная с 1955 года, был осуществлен большой цикл исследований, приведший к открытию в 1960 году короткоживущих нестабильных частиц — так называемых резонансов.

Эта работа в 1968 году была удостоена Нобелевской премии по физике («За открытие множества резонансных состояний, ставшее возможным благодаря использованию водородных пузырьковых камер и анализу данных»).

Вместе с большим коллективом исследователей в 1956 году Альварес обнаружил новую элементарную частицу — сигма-нуль-гиперон.

В 1955—1956 годах им было экспериментально доказано, что тау- и тета-мезоны имеют приблизительно равные массы и времена жизни, что говорит об идентичности этих частиц.

В 1956 Альварес открыл важное явление мюонного катализа, а в 1961 году ещё одну частицу — омега-мезон.

Деятельность в других областях

Луис Альварес выделялся многогранностью своих интересов. Так, в 1965 году он возглавил экспедицию в Египет, которая при помощи космических лучей попыталась выяснить, существуют ли ещё не найденные (потайные) комнаты в пирамиде Хефрена в Гизе.

В 1980 году он вместе со своим сыном Уолтером Альваресом (англ.), геологом по специальности, предложил метеоритную гипотезу поздне-мелового вымирания (см. Кратер Чиксулуб, а также Вымирание динозавров).

Основой гипотезы послужили открытые ими в морских отложениях иридиевые аномалии.

Кроме всего прочего, Альварес предложил оригинальную теорию убийства Джона Кеннеди.

Работы

  • Л. Альварец. Современное состояние физики элементарных частиц (Нобелевская лекция). — УФН, 1970, Т. 100, № 1.

Знаменитые физикиФизика Биография

Не можешь написать работу сам?

Доверь её нашим специалистам

от 100 р.стоимость заказа

Если материал понравился Вам и оказался для Вас полезным, поделитесь им со своими друзьями!

  • Ведро́ — сосуд для хранения жидких и сыпучих материалов и транспортировки их на небольшие расстояния.
  • Сколько должен весить человек?Чтобы узнать вес человека, достаточно знать его рост в сантиметрах, из этой цифры вычесть 100, а к полученному числу либо прибавить 10, если речь идет о мужчине, либо отнять 10, если вычисляется вес женщины.
  • Сложение и вычитание векторовСуммой двух векторов a и b называется третий вектор c, проведенный из начала a к концу b, если начало вектора b совпадает с концом вектора a. Разностью двух векторов a и b называется вектор c при условии: c = a − b, если c + b =a.
  • Перевод чисел из одной системы счисления в любую другую онлайнКалькулятор переводит числа из одной системы счисления в любую другую.
  • Массой тела называется физическая величина, характеризующая его инерционные и гравитационные свойства.
  • Согласно нормам Всемирной Организацией Здравоохранения (ВОЗ)

Источник: https://calcsbox.com/post/luis-alvares.html

Ученые физики — Новая физика

Луис Альварес, физик-экспериментатор

Аббе ЭрнстАббе был удостоен множества титулов и почетных степеней. В 1873 он был избран членом Академии естествоиспытателей в Галле, в 1878 – почетным членом Королевского общества микроскопистов в Лондоне, в 1879 – почетным профессором Йенского университета, в 1882 – почетным членом Бельгийского общества микроскопистов в Брюсселе.
Авогадро АмедеоГраф Лоренцо Романо Амедео Карло Авогадро родился 9 августа 1776 года в Турине (Италия) в семье служащего судебного ведомства Филиппо Авогадро. Амедео был третьим из восьми детей. В юношеские годы посещал школу геометрии и экспериментальной физики. По традиции того времени профессии и должности передавались по наследству, поэтому Амедео занялся юриспруденцией. В 20 лет получил степень доктора церковного законоведения. В 25 лет начал самостоятельно изучать физико-математические науки.
Алфёров Жорес ИвановичЖорес Иванович Алферов родился 15 марта 1930 г. в Витебске (Белоруссия).В 1952 г. окончил факультет электронной техники Ленинградского электротехнического института имени В. И. Ульянова (ЛЭТИ) (в настоящее время – Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) (СПбГЭТУ).
Альварес ЛуисЛуис Уолтер Альварес (англ. Luis Walter Alvarez; 13 июня 1911, Сан-Франциско — 1 сентября 1988, Беркли (Калифорния)) — американский физик-экспериментатор, член Национальной академии наук США (1947).
Амонтон ГийомФранцузский физик и механик, член Французской академии наук (French Academy of Sciences), первооткрыватель концепции абсолютного нуля (-273 °C); один из основателей трибологии, давший свое имя одному из физических явлений в области трения и изобретатель барометра. Панегирик, написанный в 1705 году на смерть Амонтона писателем и ученым де Фонтенелем (Bernard le Bovier de Fontenelle) в книге 'История Академии наук' (Histoires de l'académie des sciences), является единственным на сегодня источником биографических данных, известных об этом академике.
Ампер Андре МариАмпер, Андре Мари (Ampère, André-Marie) (1775–1836), французский физик и математик. Родился 22 января 1775 в Полемье близ Лиона в аристократической семье. Получил домашнее образование. С 14 лет, прочитав Энциклопедию Д.Дидро и Ж.Д'Аламбера, увлекся естественными науками и математикой, изучал математические труды Л.Эйлера, Ж.Лагранжа и Бернулли, а в 18 лет – Небесную механику П.Лапласа и Аналитическую механику Ж.Лагранжа.
Андерсон Карл ДейвидАмериканский физик Карл Дейвид Андерсон родился в Нью-Йорке и был единственным сыном Эммы Адольфины (в девичестве Айякссон) и Карла Дейвида Андерсона. После того как семья переехала в Калифорнию, он посещал лос-анджелесскую среднюю школу, окончил ее в 1924 году и поступил в Калифорнийский технологический институт (Калтех), расположенный в окрестностях Пасадены.
АрхимедАрхимед (около 287 до н.э., Сиракузы, Сицилия — 212 до н.э., там же) — древнегреческий ученый, математик и механик, основоположник теоретической механики и гидростатики. Разработал предвосхитившие интегральное исчисление методы нахождения площадей, поверхностей и объемов различных фигур и тел.
Бойль РобертРоберт Бойль (1627-1691) — английский физик, химик и философ, один из учредителей Лондонского королевского общества. Сформулировал (1661) первое научное определение химического элемента, ввел в химию экспериментальный метод, положил начало химическому анализу. Способствовал становлению химии как науки. Установил (1662) один из газовых законов (закон Бойля — Мариотта).
Больцман ЛюдвигЛюдвиг Больцман (полное имя Людвиг Эдуард) (1844-1906) — австрийский физик, один из величайших физиков-теоретиков конца 19 — начала 20 века, и один из основателей статистической физики и физической кинетики, иностранный член-корреспондент Петербургской АН (1899). Вывел функцию распределения, названную его именем, и основное кинетическое уравнение газов. Дал статистическое обоснование второго начала термодинамики в 1872 году. Вывел один из законов теплового излучения (закон Стефана — Больцмана).
Бор Нильс Хенрик ДавидНильс Хенрик Давид Бор (датск. Niels Henrik David Bohr) (7 октября 1885 — 18 ноября 1962) — датский физик, один из создателей современной физики. Создал первую квантовую теорию атома, а затем участвовал в разработке основ квантовой механики. Внёс также значительный вклад в развитие теории атомного ядра и ядерных реакций, процессов взаимодействия элементарных частиц со средой.
Борн МаксМакс Борн (1882-1970) — немецкий физик-теоретик, один из создателей квантовой механики, автор многочисленных трудов по теории относительности, электродинамике, динамике кристаллических решеток, термодинамике кристаллов, кинетической теории жидкостей, теории рассеяния и ряда публикаций по философским вопросам физики, иностранный член-корреспондент РАН (1924) и почетный член АН СССР (1934). С 1933 года в Великобритании, с 1953 в ФРГ. Труды по динамической теории кристаллической решетки, атомной физике, оптике, философии естествознания. Нобелевская премия (1954). Известен активной борьбой за мир.
Галилео ГалилейГалилео Галилей (итал. Galileo Galilei; 15 февраля 1564 — 8 января 1642) — итальянский философ, физик и астроном, оказавший значительное влияние на науку своего времени. Галилей в основном известен своими наблюдениями планет и звёзд, активной поддержкой гелиоцентрической системы мира и экспериментами по механике.
Гаусс Карл ФридрихКарл Фридрих Гаусс (1777-1855) — немецкий математик, астроном, геодезист и физик, иностранный член-корреспондент (1802) и иностранный почетный член (1824) Петербургской АН.
Гейзенберг Вернер КарлГейзенберг Вернер Карл (Heisenberg, Werner Karl) (1901–1976), немецкий физик-теоретик, удостоенный в 1932 Нобелевской премии по физике за создание квантовой механики в матричной форме. Родился 5 декабря 1901 в Вюрцбурге. В 1920 поступил в Мюнхенский университет, где прослушал курс лекций по теоретической физике А.Зоммерфельда; окончил университет в 1923. В 1923–1927 – ассистент М.Борна в Гёттингенском университете, в 1927–1941 – профессор физики Лейпцигского и Берлинского университетов, с 1941 – директор Института физики Макса Планка в Берлине и профессор Гёттингенского университета.
Гелл-Манн МюррейМарри Гелл-Манн — американский физик-теоретик. Фундаментальные исследования и работы по квантовой теории поля, элементарным частицам и ядерной физики. Ввел в 1953 году понятие странности и открыл закон ее сохранения независимо от Кацухико Нишиджимы. Предложил систематику элементарных частиц (1961), гипотезу кварков (1964). Нобелевская премия (1969 год). Сочинения: Элементарные частицы, «Успехи физических наук», 1958, т. 62, в. 2 (совместно с Е. Розенбаумом): Сильно взаимодействующие частицы, там же, 1964, т. 83, в. 4 (совместно  с А. Розенфельдом).
Гельмгольц Герман Людвиг ФердинандГерман Гельмгольц (Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц) (1821-1894) — немецкий ученый, иностранный член-корреспондент Петербургской АН (1868). Автор фундаментальных трудов по физике, биофизике, физиологии, психологии. Впервые (в 1847) математически обосновал закон сохранения энергии, показав его всеобщий характер. Разработал термодинамическую теорию химических процессов, ввел понятия свободной и связанной энергий.
Герц Генрих РудольфГенрих Рудольф Герц (1857-1894) — немецкий физик, один из основоположников электродинамики. Экспериментально доказал (1886-89) существование электромагнитных волн (используя вибратор Герца) и установил тождественность основных свойств электромагнитных и световых волн. Придал уравнениям Джеймса Максвелла симметричную форму. Открыл внешний фотоэффект (1887). Построил механику, свободную от понятия силы.
Гиббс Джозайя УиллардДжозайя Уиллард Гиббс (1839-1903) — американский физик-теоретик, один из создателей термодинамики и статистической механики. Разработал теорию термодинамических потенциалов, открыл общее условие равновесия гетерогенных систем — правило фаз, вывел уравнения Гиббса — Гельмгольца, Гиббса — Дюгема, адсорбционное уравнение Гиббса. Установил фундаментальный закон статистической физики — распределение Гиббса. Уиллард предложил графическое изображение состояния трехкомпонентной системы (треугольник Гиббса). Заложил основы термодинамики поверхностных явлений и электрохимических процессов. Ввел понятие адсорбции.
Грове Уильям РобертГрове Уильям (William-Robert Grove) — англ. физик, род. в 1811 г. Высшее образование получил в Оксфордском унив. Продолжительная болезнь помешала сначала Г. следовать намеченной карьере юриста; он обратился к изучению электричества; в 1839 г. он изобрел известную сильную гальваническую батарею (см.) С 1840—1847 гг. Г. был проф. экспериментальной физики в лондонском институте.

Источник: https://www.sites.google.com/site/novaafizika/fiziki-xxi-veka

Нобелевские лауреаты: Луис Альварес

Луис Альварес, физик-экспериментатор

Как попасть в науку благодаря протекции сестры, сделать множество открытий в области элементарных частиц, пытаться разгадать тайну египетских пирамид и убийства Кеннеди, наблюдать воочию за гибелью Хиросимы и Нагасаки и понять, как вымерли динозавры, рассказывает наш очередной выпуск рубрики «Как получить Нобелевку».

Луис Уолтер Альварес

Родился 13 июня 1911 года, Сан-Франциско, Калифорния, США

Умер 1 сентября 1988 года, Беркли, Калифорния, США

Нобелевская премия по физике 1968 года (единолично).

Формулировка Нобелевского комитета: «За решающий вклад в физику элементарных частиц, в частности за открытие большого числа резонансов, что стало возможным благодаря разработанной им методике использования водородной пузырьковой камеры и обработке данных (for his decisive contributions to elementary particle physics, in particular the discovery of a large number of resonance states, made possible through his development of the technique of using hydrogen bubble chamber and data analysis)».

Наш герой был одним из четырех детей в семье Уолтера Клемента Альвареса и Харриет Скидмор Смит. Отец его был отчасти коллегой автора – медицинским журналистом. Правда, еще и профессиональным врачом и профессором Калифорнийского университета.

Когда Луису исполнилось 14, отец получил должность в клинике Мейо и вся семья переехала в Рочестер, а Альварес в итоге поступил в Чикагский университет.

Правда, на химический факультет, но один из преподавателей физики ободрил его – и экспериментальная наука обрела одного из величайших физиков в области элементарных частиц, который начал делать свои первые шаги под руководством великого Эрнеста Лоуренса, создателя ускорителей.

Вот как описывает пришествие в Большую Науку Альвареса его биография, написанная сразу после смерти: «Недавно женившийся новоиспеченный доктор философии Чикагского университета был обязан своей работой в те мрачные дни депрессии непотизму: его сестра Глэдис была секретаршей Лоуренса.

Высокий, светловолосый, голубоглазый и подтянутый, Луи позже будет описан Джейн Уилсон, женой другого ученика Эрнеста Лоуренса, как “золотой мальчик». Лишенный всего латиноамериканского и невинный в большинстве глав ядерной физики, Луи начал свои жизненные приключения».

«Невинность» скоро исчезнет, а вот сокращение «Луи» останется до конца жизни: его звали так все и всегда.

Альварес показал свой огромный талант к науке весьма рано. Еще до войны он экспериментально показал, что ядро атома может захватывать некоторые электроны, расположенные на самых близких к ядру орбиталях этого атома. Так был открыт K-захват.

Он вместе с Джекобом Вайенсом на циклотроне в Беркли получил искусственный изотоп ртути (Hg-198), он открыл радиоактивный изотоп водорода – тритий, он же открыл легкий и очень важный для физики изотоп гелия, гелий-3… И все это – до начала Второй мировой войны.

Биографии многих, очень многих выдающихся физиков в США или Британии того времени схожи: они или разрабатывали радары, или делали атомную бомбу. Альварес объединил в себе обе судьбы: с 1940 по 1943 года он занимался радарами, а затем переключился на Манхэттенский проект.

В 1945 году Альварес был одним из тех, кто непосредственно наблюдал за ядерными взрывами уже в статусе военного.

В армии США он получил звание подполковника (lieutenant colonel) и уже непосредственно перед испытанием первого ядерного заряда (Trinity), он заставил команду Манхэттенского проекта разработать систему калиброванных микрофонов и датчиков, которые сбрасывались на парашюте с самолета и передавали бы данные о распространении взрывной волны. Более того, и сам Альварес наблюдал за взрывом с борта самолета B-29. И не только за испытанием Trinity. Подполковник Альварес был включен в состав экипажа самолета B-29 Great Artist, который 6 августа наблюдал за взрывом бомбы «Малыш» над Хиросимой, а 9 августа изучал эффект от «Толстяка» над Нагасаки. Сохранилась фото улыбающегося Альвареса в каске и бронежилете на фоне «Большого артиста».

К слову, нужно сказать, что фото это и полеты – это не только (и, возможно, не столько) желание покрасоваться, или своими глазами увидеть смерть тысяч и тысяч людей или даже первым получить научные данные.

Альварес страстно любил небо и самолеты.

Еще будучи студентом, он параллельно ходил на курсы пилотов и занимался этим настолько самоотверженно и талантливо, что первый самостоятельный полет ему доверили всего лишь после трех часов с четвертью, налетанных с инструктором.

Когда война окончилась, Альварес вернулся в Беркли. Он заведовал строительством радиационной лаборатории для фундаментальных исследований в области атомной энергии и руководил постройкой первого в своем 40-футового линейного ускорителя протонов, первого в своем роде. И в 1950-е годы он стал открывать

Как мы помним, впервые треки элементарных частиц сумел сфотографировать Чарльз Вильсон, создав камеру своего имени.

Вильсон работал с камерой расширения, в которой туман образовывался вокруг частиц пыли. Он заметил, что, даже если удалить всю пыль в воздухе, туман в условиях влажности все равно образуется. Догадка Вильсона была гениальной: он предположил, что центрами сгущения служат ионизированные молекулы газов, составляющих воздух: кислорода и азота.

Он заполучил рентгеновскую трубку (напомним, рентгеновское излучение только-только было открыто) и тотчас получил доказательство своей правоты: Х-лучи вызвали обильное образование тумана в его камере. В 1910 году Вильсон сумел сфотографировать альфа-частицы, и в итоге в 1927 году получил Нобелевскую премию.

Затем настал час Дональда Глазера.

О начале работ, приведших Глазера к Нобелевской премии, он сам вспоминал в нобелевской лекции: «Я стал пытаться придумать новые методы исследования физики элементарных частиц в 1950 году, почти сразу после открытия «странных частиц» в космических лучах.

В то время было обнаружено большое количество этих частиц и их все еще называли V-частицами или «крюками» из-за их необычного вида на снимках, сделанных в камере Вильсона.

И действительно, я помню, что, когда я покидал Калифорнийский технологический институт в 1949 году после завершения диссертационной работы по космическому излучению под руководством профессора Карла Д. Андерсона (нобелевский лауреат 1936 года за открытие позитрона в космических лучах, — прим. Indicator.Ru), в аудитории наверху доски был вопрос: «Что к сегодняшнему дню мы знаем о крюках?»»

Собственно говоря, именно эти V-частицы и показали необходимость разработки нового инструмента для визуализации треков частиц.

По идее Глазера, новое поколение детекторов элементарных частиц должно было быть основано на перегретой жидкости под давлением.

Нагревая жидкость под высоким давлением и резко сбрасывая его, физик в итоге сумел создать очень неустойчивое состояние вещества и зафиксировать четкие треки частиц с помощью высокоскоростной киносъемки прежде, чем жидкость закипала. Глазер получил свою Нобелевку в 1960 году.

А вот следующий этап – за нашим героем. Он познакомился в 1953 году с работой Глазера и понял, как можно усовершенствовать его камеру – жидкостью в новой камере стал жидкий водород.

Вот как Альварес описывал встречу с Глазером на съезде Американского физического общества в Вашингтоне: «Слева от меня сидел молодой парень, который не пережил тех волнующих лет речь о работе над атомной бомбой – прим. авт., и вскоре мы разговорились об интересующих нас физических проблемах.

Он очень сожалел о том, что никто не услышит его десятиминутного сообщения, так как оно было последним на субботнем вечернем заседании, т.е. вообще являлось самым последним докладом на съезде. В то время, время тихоходных самолетов, последний доклад на съезде слушало еще меньшее число людей, чем сейчас (если это только возможно).

Я допускал, что, быть может, тоже не буду присутствовать на этом докладе и попросил его объяснить мне то, о чем он собирается рассказывать. Так я впервые услышал от Дональда Глазера об изобретении им пузырьковой камеры и о том, до какой стадии он довел ее разработку.

В эту же ночь мы обсуждали в моем номере то, что я узнал, с моим коллегой по работе в Беркли Фрэнком Кроуфордом.

Я сказал ему, что, вероятно, мы могли бы сразу же по возвращении в Беркли приступить к созданию жидководородной камеры куда больших размеров, чем все, о чем мог мечтать Глазер.

Он решил по дороге обратно в Беркли остановиться в Мичигане, чтобы ознакомиться, по возможности более детально, с глазеровской техникой».

Несколько лет упорной работы, множества физических и технологических проблем и находок – и водородная камера Альвареса заработала, давая изображения треков элементарных частиц.

Но это было половиной дела: полученные треки, миллионы фотографий было нужно обработать. По-хорошему, Альварес был одним из первых, кто столкнулся с тем, что называется бигдатой. И одним из первых, кто стал применять мощные компьютеры для обработки огромных данных.

Результатом стало открытие огромного количества открытых так называемых резонансов – короткоживущих частиц, которые нельзя наблюдать непосредственно, но существование которых проявляется во внезапном увеличении числа других частиц, возникающих при определенной энергии. К началу 1960-х годов количество открытых частиц возросло с 30 до сотни с лишним.

И почти все они были открыты Альваресом. Или его коллегами. Или теми, кто использовали его камеру. Или теми, кто использовал его метод обработки данных.

Как результат – закономерная и единоличная Нобелевская премия 1968 года по физике.

В своей Нобелевской лекции Альварес сказал: «В этой связи мои коллеги и я признательны Шведской Королевской академии наук за упоминание обоих аспектов нашей работы в Лоуренсовской радиационной лаборатории и Калифорнийском университете — наблюдения новых групп частиц и создания для этого соответствующей аппаратуры».

И что, думаете 57-летний физик, вознесшийся на вершину научного Олимпа успокоился? Нет, ни разу. За оставшиеся 20 лет жизни (Альварес умер в результате осложнений операции по поводу рака пищевода, прах его развеяли над заливом Монтерей).

На его счету – экспедиция в Каир (еще до Нобелевки), где он при помощи космических лучей пытался найти неоткрытые камеры в пирамиде Хефрена, своя версия убийства Кеннеди и последнее его крупное открытие, которое он сделал вместе со своим сыном, геологом Уолтером Альваресом – иридиевая аномалия в морских отложениях, которая привела Альваресов к одной из самых громких гипотез XX века – вымирания динозавров в результате падения астероида в районе Мексиканского залива. Потрясающий человек, потрясающая жизнь!

Источник: https://indicator.ru/physics/nobelevskie-laureaty-luis-alvares.htm

Луис Альварес, физик-экспериментатор

Луис Альварес, физик-экспериментатор

Луис Уольер Альварес (1911 -1988 гг.) был американским физиком-экспериментатором. Его научные интересы были довольно широкими. Он занимался:

  • атомной и ядерной физикой,
  • физикой элементарных частиц и космических лучей,
  • проводил работы по радиолокации и оптике,
  • ускорителями частиц,
  • был участником Манхзттенского проекта (проект по разработке ядерной бомбы).

Основные достижения ученого

В 1937 голу Л. Альварес экспериментально показал существование K – захвата, как нового вида радиоактивного превращения.

В 1939 г. он открыл ${}3{He\ }$ применив циклотрон в роли высокочастотного масс – спектрометра.

В 1940 году Л. Альварес и Ф. Блох смогли измерить магнитный момент свободного нейтрона.

В 1940 г. он первым проводил ускорение ионов углерода и предложил использовать селектор скоростей.

В 1946 г. он сконструировал первый протонный линейный ускоритель, использующий трубки дрейфа.

Альварес усовершенствовал пузырьковую камеру и применил ее для наблюдения за элементарными частицами. Разработал методику работы с этой камерой для проведения количественных исследований.

Альварес предложил использовать в пузырьковой камере водород вместо перегретой жидкости.

Анализируя большое количество фотографий, Альварес первым использовал компьютерную программу, существенно повысившую скорость обработки результатов экспериментов.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

В середине пятидесятых годов в коллективе авторов ученый открыл новую элементарную частицу: сигма – нуль-гиперон.

Альварес эмпирически доказал, что $\tau{}-$ и $\theta{}-$- мезоны обладают примерно равными массами и временами жизни и открыл мюонный катализ и $\omega{}$ – мезон.

Под руководством Альвареса были открыты нестабильные частицы с коротким сроком жизни, названные резонансами. (1960 г). За открытие резонансов и исследование их свойств, Альварес в 1968 году был удостоен Нобелевской премии.

Альварес провел цепную реакцию без использования урана.

Л. Альварес предложил применить метод зондирования (используя космические лучи) для выявления потайных помещений в пирамидах Гизы и придумал новую систему цветного телевидения.

Ученый выдвинул предположение о том, что причиной гибели динозавров стало столкновение с Землей астероида. Результатом столкновения были облака пыли, которые закрыли доступ солнечным лучам и вся растительность и животные погибли. Данная идея нашла свое подкрепление позже, когда были найдены частицы сажи, имеющие возраст 65 млн. лет, появившиеся в результате глобального пожара.

Электронный захват

Возможность электронного захвата ядром была предсказана японскими физиками Х. Юкавой и С. Сакатой в 1936 году. Данный процесс был назван E- захватом или, так как чаще всего электрон подвергается захвату из самой близкой к ядру K – оболочки, этот захват называют еще K – захватом.

Замечание 1

При определенных условиях электроны могут быть захвачены ядром и из более далеких оболочек.

При К – захвате из ядра не вылетает ничего кроме нейтрино, что делает возможность обнаружения данного эффекта крайне затруднительным.

Однако в 1938 (по другим источникам в 1937 г) Л. Альварес смог эмпирически обнаружить этот захват. Дело состоит в том, что после захвата электрона ядром на месте электрона возникает «дырка», которую имеют возможность заполнять электроны, находящиеся на других оболочках атома.

Такие переходы электронов сопровождаются испусканием γ – квантов характеристического рентгеновского излучения (иное название этих квантов Оже — электроны). Именно Оже электроны и позволяют провести детекцию K- захвата. Заметим, что К – захват можно определить как процесс обратный $\beta{}$ – распаду.

При К-захвате электрон не вырывается из ядра, а попадает в него. При этом превращения нуклонов внутри ядра в этих процессах схожи:

  • при $\beta{}-$ распаде происходит реакция: $n\rightarrow{}p+e-\hat{u{}};$
  • при $ \beta{}+-$ распаде идет реакция: $p\rightarrow{}n+e++u{}$;
  • при K – захвате $e-+p\rightarrow{}n+u{}.$

Из чего следует, что К-захват можно рассматривать как третью разновидность $\beta{}$ распада.

Открытие К- захвата помогло несколько лет спустя Аллену получить убедительные доказательства существования нейтрино.

Ускоритель Альвареса

Определение 1

Линейными ускорителями называют ускорители частиц, в которых они движутся практически по прямым линиям.

Линейный ускоритель Альвареса – это длинная вакуумная трубка (резонатор в виде цилиндра). В этой трубке расположены несколько дрейфовых трубок. Частицы ускоряются в поле электромагнитных волн высокой частоты. Перемещение частиц происходит вдоль оси резонатора.

Для того чтобы обеспечивать процесс непрерывного увеличения скорости частиц, состоящий из них пучок подвергается экранированию дрейфовыми трубками. В момент прохождения частицами ускоряющего зазора поле направлено в «положительную» сторону.

За время перемещения частицы в дрейфовой трубке электрическое поле изменяет свое направление на противоположное.

Ускорители Альвареса применяют при больших энергиях частиц (больших скоростях и малых длинах).

Резонансы

Сильное взаимодействие $\pi{}$ – мезона и нуклона, находящегося в состоянии с полным изотопическим спином $\frac{3}{2}$ и моментом $\frac{3}{2}$ ведет к тому, что у нуклона возникает состояние возбуждения.

Данное состояние на время порядка ${10}{-23}$ с совершает распад на нуклон и $\pi{}$ – мезон. Поскольку это состояние имеет определенные квантовые числа, как и другие элементарные частицы, то его тоже назвали частицей.

Для того чтобы сделать акцент на очень малом времени жизни этой частицы ее назвали резонансом.

Резонансы обнаруживают по характерному поведению сечений рассеяния частиц и свойствам продуктов их распада. Большое число известных на сегодняшний день частиц относят к резонансам.

Практически все резонансы были открыты Л. Альваресом и его коллегами, которые применяли пузырьковую камеру и его методики.

В 1968 году Л. Альварес был удостоен Нобелевской премии по физике за исключительный вклад в изучение элементарных частиц, создание методик поиска резонансов с использованием пузырьковой камеры и оригинальный способ анализа данных.

Источник: https://spravochnick.ru/fizika/luis_alvares_fizik-eksperimentator/

Booksm
Добавить комментарий