James Rainwater - James Rainwater

Leo James Rainwater
James Rainwater 2.jpg
Leo James Rainwater
Født ( 1917-12-09 )9. desember 1917
Council , Idaho
Døde 31. mai 1986 (1986-05-31)(68 år)
New York
Alma mater Columbia University
Caltech
Utmerkelser Ernest Orlando Lawrence Award (1963)
Nobelpris i fysikk (1975)
Vitenskapelig karriere
Institusjoner Columbia University
Manhattan Project
Avhandling Nøytronstråle spektrometerstudier av bor, kadmium og energifordelingen fra parafin  (1946)
Doktorgradsrådgiver John R. Dunning

Leo James Rainwater (9. desember 1917 - 31. mai 1986) var en amerikansk fysiker som delte Nobelprisen i fysikk i 1975 for sin rolle i å bestemme de asymmetriske formene til visse atomkjerner .

Under andre verdenskrig jobbet han med Manhattan -prosjektet som utviklet de første atombombene . I 1949 begynte han å utvikle sin teori om at, i motsetning til det man da trodde, ikke alle atomkjerner er sfæriske. Hans ideer ble senere testet og bekreftet av Aage Bohrs og Ben Mottelsons eksperimenter. Han bidro også til den vitenskapelige forståelsen av røntgenstråler og deltok i United States Atomic Energy Commission og marine forskningsprosjekter.

Rainwater begynte på fysikkfakultetet i Columbia i 1946, hvor han nådde graden professor som professor i 1952 og ble kåret til Pupin Professor of Physics i 1982. Han mottok Ernest Orlando Lawrence -prisen for fysikk i 1963 og ble i 1975 tildelt Nobelprisen i Fysikk , "for oppdagelsen av sammenhengen mellom kollektiv bevegelse og partikkelbevegelse i atomkjerner og utviklingen av teorien om strukturen i atomkjernen basert på denne forbindelsen".

Tidlig liv

Leo James Rainwater ble født 9. desember 1917 i Council, Idaho , sønn av en tidligere sivilingeniør som drev den lokale butikken, Leo Jaspar Rainwater og kona Edna Eliza née Teague. Han brukte aldri fornavnet og ble alltid omtalt som James eller Jim. Faren døde i den store influensaepidemien i 1918, og Rainwater og moren flyttet til Hanford, California , hvor hun giftet seg med George Fowler, enke med to sønner, Freeman og John. Med tiden skaffet han seg også en halvbror, George Fowler, Jr., som ble sjøoffiser. På videregående skole utmerket han seg i matematikk, kjemi og fysikk og ble tatt opp ved California Institute of Technology på grunn av en kjemikonkurranse. Han fikk sin Bachelor of Science -grad som fysikkfag i 1939.

Manhattan -prosjektet

Rainwater valgte deretter å gjennomføre forskerstudier ved Columbia University . På den tiden var dette et uvanlig trekk for en forsker fra California, ettersom Columbia da ikke var kjent for sin fysikk; men dette hadde nylig endret seg. George B. Pegram hadde nylig bygget opp fysikkavdelingen, og ansatt forskere som Enrico Fermi . Ved Columbia studerte Rainwater under Isidor Isaac Rabi , Enrico Fermi, Edward Teller og John R. Dunning . Fermi var engasjert i nøytronmoderatorstudier som skulle føre til konstruksjonen av den første atomreaktoren, mens Dunning og Eugene T. Booth hadde bygd Colombias første syklotron , i kjelleren på Pupin Physics Laboratories . Rainwater mottok sin Master of Arts i 1941. For doktorgraden i filosofi om "Neutron beam spectrometer studies of bor, cadmium, and the energy distribution from paraffin", skrevet under Dunns tilsyn, bygde han et nøytronspektrometer og utviklet teknikker for bruk av det . Rainwater giftet seg med Emma Louise Smith i mars 1942. De hadde tre sønner, James, Robert og William og en datter, Elizabeth Ann, som døde av leukemi da hun var ni.

Fermis reaktorgruppe flyttet til Metallurgical Laboratory ved University of Chicago i 1942. Regnvann ble igjen i Columbia, hvor han begynte i Manhattan Projects Substitute Alloy Materials (SAM) Laboratories. Manhattan -prosjektet var den allierte innsatsen under andre verdenskrig for å utvikle atombomber . SAM Laboratories hovedoppgave var utvikling av gassformig diffusjonsteknologi for uranberikelse , for å produsere splittet uran-235 for bruk i atombomber. Rainwater jobbet med William W. Havens, Jr. og Chien-Shiung Wu , hovedsakelig med studier av nøytrontverrsnitt , ved bruk av nøytronspektrometer. Etter krigen ville et dusin artikler av Dunning, Havens, Rainwater og Wu bli avklassifisert og publisert. Slik var også oppgaven hans, publisert i Physical Review i to deler med Havens avhandling, og han ble tildelt doktorgraden i 1946. I 1963 ble han tildelt United States Atomic Energy Commission 's Ernest Orlando Lawrence Award , for sitt arbeid med Manhattan -prosjektet.

Senere liv

Regnvann ble igjen i Columbia som instruktør. I 1948 begynte han å undervise i kurs om atomstruktur. Niels Bohr og John Wheeler hadde utviklet en teoretisk behandling for atomfisjon i 1939 som de baserte på kjernens væskedråpemodell . Den ble erstattet i 1949 av Maria Goeppert-Mayer 's kjernefysiske skall modell , noe som kan forklare mer om strukturen av tunge elementer enn den eldre teorien, men det fortsatt hadde grenser. På et kollokvium i Columbia i 1949 rapporterte Charles H. Townes eksperimentelle resultater som indikerte firrupolmomenter større enn de som ble indikert av skallmodellen. Det falt opp for Rainwater at dette kunne forklares og forskjellene mellom væskedråpe og kjernefysiske skallmodeller kunne forenes, hvis atomkjernen ikke var sfærisk, slik man hadde antatt, men kunne anta andre former. Rainwater publiserte sin teoretiske artikkel i 1950. Ved et tilfelle delte han samme år et kontor med Aage Bohr , som tok utfordringen med å eksperimentelt verifisere Rainwaters teori. Bohr og Ben Mottelson publiserte resultatene sine i tre artikler i 1952 og 1953 som bekreftet definitivt teorien. Rainwater følte at modellen hans ble oversett. Senere husket han at:

Da jeg kom med mitt forslag om bruk av en sfærisk atommodell, så det ut til å være et åpenbart svar som umiddelbart ville blitt foreslått av alle teoretikere i feltet. Jeg forstår ikke hvorfor det ikke var det. Jeg ble også overrasket og forferdet over å høre en eller flere respekterte teoretikere kunngjøre på hver kjernefysisk konferanse som jeg deltok gjennom 1955 noen kommentarer som: "Selv om kjernefysisk modell virker empirisk veldig bra, er det foreløpig ingen teoretisk begrunnelse som hvorfor det skal gjelde. "

Med finansiering fra Office of Naval Research , bygde Rainwater en synkrotron , som ble operativ i 1950, ved Nevis Laboratories , på en eiendom ved Hudson River i Irvington, New York , som William DuPont ønsket til Columbia University . Han ble professor i 1952 og var direktør for Nevis Laboratories fra 1951 til 1954 og igjen fra 1957 til 1961. Han jobbet med sin student Val Fitch på studier av muoniske atomer , atomer der et elektron erstattes av en muon . Etter 1965 jobbet han med å gjøre Nevis synkrotron til et mesonanlegg . Da en reporter ringte i 1975 for å informere ham om at han hadde vunnet Nobelprisen i fysikk , trodde han først at det var for hans arbeid med muoniske atomer. Flere timer gikk før han oppdaget at det var for hans arbeid med kjernefysisk struktur, Nobelprisen ble delt med Bohr og Mottelson.

Han var stipendiat i American Physical Society , New York Academy of Sciences og Institute of Electrical and Electronics Engineers , og var medlem av National Academy of Science , American Institute of Physics , American Association of Physics Teachers og the Optical Society of America .

Rainwater etterfulgte Robert R. Wilson som Michael I. Pupin professor i fysikk i 1983.

Regnvann kollapset etter et foredrag ved Pupin Laboratories i 1985, men ble gjenopplivet av en student som visste hvordan de skulle administrere HLR . I fallende helse ble han pensjonist og ble professor emeritus i februar 1986. Han døde av hjerte- og lungestans ved St. John's Riverside Hospital i Yonkers, New York 31. mai 1986. Han ble overlevd av sin kone, tre sønner og halvbror. George.

Merknader

Referanser

Eksterne linker

  • James Rainwater på Nobelprize.org Rediger dette på Wikidatainkludert Nobel -forelesningen, 11. desember 1975 Bakgrunn for forslaget til det sfæroide atommodellet