Известные люди

»

Бертон Рихтер

На втором курсе Р. работает под руководством Фрэнсиса Биттера в лаборатории магнетизма МТИ, занимаясь исследованием физической системы, состоящей из электрона и позитрона (античастицы электрона). Работа, за которую Р. сквозь 25 лет получит Нобелевскую премию, базировалась на экспериментах с теми же двумя частицами. Его дипломная служба в МТИ, написанная под руководством Биттера, была посвящена исследованию действия сильных магнитных полей на энергетические уровни атома водорода.

Получив в 1952 г. уровень бакалавра, Р. остался в лаборатории Биттера уже в качестве аспиранта. Его первым заданием было приобретение короткодвижущего изотопа ртути с помощью бомбардировки атомов золота высокоэнергетическими ядрами дейтерия (тяжелого водорода). Источником высокоэнергетических ядер служил циклотрон ускоритель, в котором заряженные частицы разгоняются, раскручиваясь по спирали. И Р. вскоре заинтересовался принципами действия циклотрона и заложенными в нем возможностями для исследований в областях ядерной физики и физики элементарных частиц значительно в большей степени, нежели проблемами получения изотопа ртути.

В это время Р. встретился с физиком Дэвидом Фришем, тот, что организовал ему приглашение на шесть месяцев в Брукхейвенскую национальную лабораторию на острове Лонг-Айленд в Нью-Йорке. Там ему представилась вероятность поработать на космотроне одном из наиболее мощных из действовавших тогда ускорителей. По возвращении в МТИ Р. проводит эксперименты на институтском синхротроне ускорителе, аналогичном космотрону по конструкции, но существенно уступающем тому по размерам. В синхротроне ускоряемые частицы движутся по круговым орбитам, а не по спирали.

В 1959 г. Р. завершает докторскую диссертацию, используя синхротрон для получения некоторых нестабильных частиц. После защиты он становится ассистентом-исследователем физического факультета Станфордского университета. К тому времени его интересы полностью сосредотачиваются на квантовой электродинамике теории электромагнитных сил, действующих на заряженные частицы. Р. предложил испытать эту теорию, наблюдая столкновения между движущимися и находящимися в покое электронами. Его коллеги Вольфганг Панофски и Сидней Дрелл предложили больше удачный подход учить пары электронов и позитронов, рождающиеся от гамма-излучения (наиболее высокоэнергетической компоненты электромагнитного излучения). Полученные Р. результаты показали, что квантовая электродинамика точно описывает электромагнитные силы на расстояниях вплоть до одной десятитриллионной сантиметра.

В обычных ускорителях пучок частиц, разогнанных до высокой энергии, направляется на атомы стационарной мишени. Гораздо больше высоких энергий удается достичь при столкновении двух частиц, движущихся навстречу приятель другу. В 1957 г. Джерард К. О'Нейл из Принстонского университета предложил для получения таких встречных столкновений накапливать ускоренные частицы, движущиеся по круговым орбитам в тороидальной вакуумной камере. В следующем же году Р., О'Нейл и немного других физиков начали к строительству двух таких накопительных колец в Станфорде Ускоритель лаборатории физики высоких энергий при университете должен был питать оба кольца электронами, разогнанными до энергии 700 млн. электрон-вольт. Несколько лет ушло на преодоление различных технических трудностей, в свое время чем накопительные кольца начали функционировать привычно. О своих первых результатах подтверждении квантовой электродинамики причем подтверждении грубо в 10 раз больше точном, чем больше преждевременный опыт Р., группа сообщила в 1965 г.

Между тем в 1960 г. Р. становится адъюнкт-профессором в лаборатории физики высоких энергий. Через три года он переходит действовать на Станфордский линейный ускоритель (СЛАК), расположенный недалече от университета и представлявший собой двухмильный ускоритель электронов. В 1967 г., продолжая вкалывать на СЛАКе, Р. становится полным (действительным) профессором Станфордского университета.

Имея эдакий источник высокоэнергетических электронов, как СЛАК, физики получили вероятность сооружать накопительные кольца нового типа. Проектировщики прежних накопительных колец располагали двумя кольцами в виде восьмерки: электроны, циркулировавшие по отдельным кольцам, сталкивались на общем отрезке, соединявшем кольца. СЛАК позволял обретать как электроны, так и позитроны, которые разрешается было накапливать в одном кольце. Те же электромагнитные поля, которые заставляют электроны циркулировать в кольце по часовой стрелке, вынуждают позитроны циркулировать супротив часовой стрелки. При этом пучки частиц и античастиц могут сталкиваться дважды на каждом обороте.

Рихтер возглавил группу, которая в 1980 г. начала к строительству электрон-позитронного накопительного кольца на СЛАКе. Эта установка, получившая наименование Станфордского позитрон-элекронного ускорительного кольца, позволяет добиваться энергий столкновения в 8 млрд. электрон-вольт. Через год следом вступления установки в строй академический мир узнал об открытии. Эксперименты, использующие новую установку, которые начались в 1973 г. были противоположны экспериментам, проведенным Р. в Станфорде. Если в тех экспериментах электроны и позитроны рождались из высокоэнергетического электромагнитного излучения, то в каждом столкновении, происходившем в новой установке, электрон и позитрон аннигилировали, порождая электромагнитный файрболл (пламенеющий шар), из которого в свою очередность рождались новые частицы.

Летом 1974 г. группа Р. занималась измерением зависимости скорости рождения адронов (класса частиц, обусловливающих сильное ядерное взаимодействие между протоном и нейтроном) от энергии столкновения. Накопительное колечко выводили любой раз на определенную энергию столкновений и подсчитывали цифра образовавшихся адронов. Затем энергию чуть-чуть увеличивали и повторяли измерение. Как и ожидали исследователи, прыть рождения возрастала гладко и исподволь. Но при определенной энергии, соответствующей грубо троекратной массе протона, в скорости рождения адронов обнаружился большой узкий пик. Такого рода резонанс нередко бывает красноречивым признаком появления новой частицы с массой, соответствующей энергии столкновения, при которой наблюдается пик.

Р. и его группа потратили немного месяцев на повторение опыта, исключая возможные источники технических ошибок и измеряя подневольность скорости рождения адронов от энергии столкновения с меньшими шагами увеличения энергии во избежание ложной тревоги. К ноябрю все потенциальные источники ошибок были исключены, и группа объявила об открытии частицы. Через день позже этого группа Сэмюэла Тинга из МТИ независимо и (почти) в то же время идентифицировала ту же частицу, используя другую экспериментальную технику. Р. назвал новую частицу греческой буквой ψ (пси) вследствие того что, что эта была единственная греческая буква, которая не была ещё использована для обозначения атомной частицы. Тинг выбрал для новой частицы имя J (джей). Впоследствии оба обозначения были объединены в одно (джей/пси).

Открытие ещё одной новой субатомной частицы само по себе не вызвало бы особого оживления посреди тех, кто занимается физикой высоких энергий: с 50-х гг. было открыто больше 10 адронов, и имелись веские основания ждать, что цифра их увеличится ещё больше. Но по крайней мере все массивные адроны оказались необычайно короткоживущими. Они представляют собой возбужденные состояния менее массивных адронов, аналогичные возбужденным состояниям атомов, которые резво распадаются, порождая своих менее массивных сородичей, к примеру протон и нейтрон. Необычным в джей/пси-частице было время ее жизни, эдак в 10 тыс. раз превосходившее величину, которую не возбраняется был бы ждать для частицы эдакий массы. Столь неожиданное долгожитие наводило на думка, что джей/пси обладает каким-то свойством материи, которым не обладают другие легкие частицы. Необходимость каким-то образом отделаться от этого нового свойства, свалить его и приводит к задержке ее распада, так как ни одна легчайшая частица этим свойством не обладает.

Открытие Тингом и Р. джей/пси-частицы стало экспериментальным подтверждением наличия определенного свойства фундаментальных частиц, называемых очарованными. Еще в 1963 г. физики Марри Гелл-Ман и Джордж Цвейг высказали гипотезу, соответственно которой все адроны состоят из нескольких фундаментальных частиц, которые Гелл-Ман назвал кварками Первоначально было три типа кварков: верхний, нижний и чудаковатый, и они позволяли передавал все адроны, которые были известны до открытия джей/пси-частицы. Но в 1964 г. Шелдон Л. Глэшоу и Джеймс Д. Бьеркен высказали аргументы в пользу существования четвертого кварка, получившего наименование очарованного кварка, тот, что мог бы пояснить некоторые особенности во взаимодействиях известных частиц. Открытие джей/пси-частицы подтвердило гипотезу Глэшоу Бьеркена, так как частица состояла из очарованного кварка, связанного с очарованным антикварком. С тех пор были открыты десятки других очарованных частиц. Многие из них в первый раз были обнаружены группой Р.

Р. и Тингв 1976 г. были удостоены Нобелевской премии по физике за новаторские работы по открытию тяжелой элементарной частицы нового типа. В Нобелевской лекции Р. охарактеризовал свою научную карьеру как многолетнюю историю любви... к электрону. Подобно большинству подобных историй, она знала периоды горения и охлаждении, но что касается меня, то радости неизменно перевешивали разочарования. Присуждение Нобелевской премии за открытие, совершенное всего только два года обратно, событие, необычайно редкое для Шведской королевской академии наук. Однако, как заметил Р., моя служба и служба Тинга дали, по сути, мгновенное подтверждение правильности наших поисков.

С 1979 г. Р. занимает пост профессора в Станфорде, совмещая свои обязанности с работой на ускорителе СЛАКе. Он является ещё консультантом министерства энергетики США.

В 1960 г. Р. женился на помощнице администратора Станфордского университета Лаурозе Беккер. У них наследник и дочка Коллеги отзываются о Р. как о чутком человеке с поистине неисчерпаемым чувством юмора. На досуге он любит делать прогулки, кататься на лыжах, игрывать в сквош и заниматься работой в собственном саду.

Кроме Нобелевской премии, Р. удостоен премии памяти Эрнеста Орландо Лоуренса Агентства по изучению и развитию энергетики в США (1975). Он состоит членом американской Национальной академии наук, Американской ассоциации фундаментальных наук и Американского физического общества.

Так же читайте биографии известных людей:

Бертран Деланоэ Bertrand Delanoe

Вступил в Соцпартию в 1972 году, где и начал стремительную политическую карьеру. Его заметил лидер социалистов Франсуа Миттеран, который и сделал..
читать далее →

Бертран Рассел Bertran Russel

Первое изложение собственных логицистских взглядов на математику он представил в книге Принципы математики (1903), но подлинную славу ему принесла..
читать далее →

Бертран Рамсей

Рамсей Бертран Хоум (1883-1945). Адмиралу Рамсею довелось как эвакуировать британский экспедиционный корпус в 1940 году, так и руководить морским..
читать далее →

Бершаун Джексон Bershawn Jackson

В 2005 году он занял первое место в чемпионате мира, проходящем в Хельсинки. В 2006 году спортсмен стал победителем состязаний Nike Prefontaine..
читать далее →

Ваши комментарии

добавить комментарий