Известные люди

»

Вал Фитч

По окончании средней школы Ф. был мобилизован в армию и в 1943 г. был направлен в составе специального инженерного подразделения в Лос-Аламос (штат Нью-Мексико) для обеспечения работ в рамках Манхэттенского проекта секретной программы создания атомной бомбы. Назначенный лаборантом в группу, которую возглавлял британский физик Эрнест Титтертон из британской миссии в Лос-Аламосе, Ф. познакомился с такими выдающимися физиками, как Энрико Ферми, Айзек Раби, Роберт Оппенгеймер, Нильс Бор, Джеймс Чедвик и Р.Ч. Толмен. Их профессиональные и личные качества произвели на него неизгладимое ощущение. Впоследствии Ф. вспоминал, что аккурат тогда он научился не применять для измерений уже имеющийся аппарат, а отдаться свободному течению мыслей и попробовать изобрести схема найти решение задачу по-новому. Ф. был очевидцем первого атомного взрыва в пустыне Нью-Мексико, где его группа прокладывала кабель, по которому был передан знак о взрыве бомбы.

Ф. демобилизовался в 1946 г., а в 1948 г. получил уровень бакалавра наук по электротехнике в Университете Макгилла (Монреаль) и поступил в аспирантуру Колумбийского университета в Нью-Йорке Под руководством Джеймса Рейнуотера Ф. подготовил диссертацию о мезоатомах. Тему диссертации подсказал ему Оге Бор, тот, что в то время был соседом Рейнуотера по кабинету. В мезоатомах вместо обычных электронов на орбитах находятся мю-мезоны частицы, первоначально обнаруженные в космических лучах. Мю-мезоны во всем тождественны электронам, за исключением того, что они грубо в 200 раз тяжелее их. Как показывают вычисления, излишек массы усиливает различия между рядом расположенными энергетическими уровнями и тем самым оказывает воздействие на спектр испускаемого атомом излучения. Учась окончательный год в аспирантуре, Ф. стал преподавать физику в том же университете. Докторскую диссертацию он защитил в 1954 г. Затем Ф. работал преподавателем физики в Принстонском университете, где в 1960 г. стал полным профессором, а в 1976 г. был назначен деканом факультета.

В 1963 г. Ф. и Джеймс У. Кронин сообща с Джеймсом Кристенсоном (студентом Кронина) и физиком из французского Центра ядерных исследований Рене Турле выполнили опыт в Брукхейвенской национальной лаборатории на Лонг-Айленде (Нью-Йорк) по изучению нейтральных K-мезонов (каонов). Каоны, известные своими странными свойствами неустойчивые частицы с массой, равной на глаз половине массы протона, образуются при столкновениях ядер с высокой энергией. Ранее они были описаны в работе Ли Цзундао и Янга Чжэньина (1956) как необычные частицы в так называемых слабых реакциях, в которых может нарушаться одна из трех фундаментальных симметрий, или законов сохранения. Эти симметрии имеют особые обозначения С, Р и Т. Сохранение С (зарядовое сопряжение) означает, что реакции должны проистекать в равной мере, если частицы сменить античастицами (частицами-близнецами, но с противоположным электрическим зарядом), в частности электроны позитронами и протоны антипротонами. Сохранение Р (четности) означает, что реакции должны совершаться в равной мере, если геометрические характеристики частиц сменить их зеркальными отражениями, к примеру левое правым, вращение по часовой стрелке вращением супротив часовой стрелки. Сохранение Т (симметрия сравнительно обращения времени) означает, что прямая реакция протекает так же, как обратная.

Ли и Янг предложили эксперименты для проверки своих теоретических предположений, а By Цзиньсян и ее сотрудники из Колумбийского университета обнаружили, что четность сохраняется при бета-распаде (испускании электрона) радиоактивных ядер не жестко, а только приближенно ядро испускает преимущественно левосторонние электроны. Другие эксперименты показали, что С сохраняется также неточно некоторые реакции между частицами идут с большей вероятностью, чем реакции между античастицами. Теоретические трудности удалось осилить вслед за тем того, как было выдвинуто предположение о том, что должна сохраняться комбинированная четность СР; ломание правил зарядового сопряжения С должно компенсироваться одновременным нарушением четности Р, аналогично тому как в алгебре произведение двух положительных чисел остается положительным, если оба сомножителя вместе с тем соорудить отрицательными. Поскольку сохранение полной симметрии СРТ подкрепляется общими принципами, а четность СР в то время считалась инвариантной, должна сохраняться и симметрия сравнительно обращения времени Т. Нарушение симметрии Т не могло бы быть компенсировано сильно маловероятным нарушением симметрии СР.

В 1955 г. Марри Гелл-Манн и Абрахам Пайс высказали предположение о том, что пучок каонов состоит из комбинаций частица античастица, проявляющихся в экспериментальных наблюдениях как два различных электрически нейтральных каона KS0 (S короткоживущий) и KL0 (L долгоживущий). Время жизни KL0 составляет всего только рядом одной десятимиллионной доли секунды, но эта размерность грубо в 500 раз превышает время жизни каона KS0. Сохранение комбинированной симметрии СР допускает распад каона KS0 на два пи-мезона (пиона) единственный положительно заряженный прочий отрицательно заряженный (пионы связаны с сильным взаимодействием, обеспечивающим целостность атомного ядра). Однако таковый распад запрещен для каона KL0, тот, что может распадаться только на три пиона положительно заряженный, отрицательно заряженный и нейтральный. Теоретическое положение было подтверждено в 1956 г., когда был экспериментально доказан распад каона KL0 на три пиона. Два типа каона позволительно было бы поделить, потому что в типичной экспериментальной ситуации короткоживущие частицы успевают пролететь до распада только немного сантиметров, в то время как долгоживущие частицы пролетают десятки метров, что позволило бы присматривать только KL0.

Ф., Кронин и их сотрудники начали свои исследования, используя усовершенствованное оборудование, в частности искровую камеру, позволяющую с особой точностью предуготовлять треки продуктов распада и избирать реакцию для наблюдения. Чтобы заполучить каоны, экспериментаторы бомбардировали бериллиевую мишень протонами, разогнанными до высоких энергий на Брукхейвенском синхротроне с сильной фокусировкой (ускорителе, способном разгонять частицы до энергий в немного млрд. электрон-вольт). Свои детекторы экспериментаторы поместили в 17 м от мишени, где рождались каоны, на расстоянии, довольно большом, чтобы успел миновать распад каонов KS0 и остался пучок, состоящий из одних только каонов KL0. Но одна из особенностей в поведении каонов, обнаруженная в ходе опыта, состояла в том, что после этого прохождения сквозь блок из материала, поглощающего KL0, в пучке ещё раз возникали каоны KS0. Это явление называется регенерацией. Исследуя его, ученые использовали блоки из вольфрама, меди, углерода и жидкого водорода и обнаружили подтверждение теоретических предположений при полном отсутствии аномалий. Полученные данные позволили участникам опыта утверждать, что регенерация незначительно влияет на результаты проведенного ими позднее испытания, когда в область распада каона KL0 был введен сосуд, наполненный гелием. Результаты опыта, встреченные в первую голову с недоверием, показали, что в 45 из 23 тыс. сфотографированных событий в искровой камере каон KL0 распался на два пиона, вместо того чтобы в соответствии с теорией распасться на три. Учитывая важность результатов, экспериментаторы подтвердили его повторными испытаниями и на протяжении полугода безуспешно пытались разыскать альтернативные объяснения, некогда чем решились издать данные о нарушении комбинированной симметрии СР.

Нарушение СР-симметрии означает, что в силу сохранения CPT-симметрии нарушается кроме того симметрия сравнительно обращения времени Т, вследствие этого не возбраняется соорудить вывод, что натура небезразлична к тому, в каком направлении течет время, вперед или вспять. Это ломание правил симметрии позволило ученым заявить определенные предположения, объясняющие, зачем материя и антиматерия, возникшие, по теории большого взрыва, при рождении Вселенной, аннигилировали не всецело. Если материя обладает более того едва больше продолжительным периодом распада, чем антиматерия, то это приводит к тому, что современная Вселенная является тем остатком вещества, тот, что сохранился потом взаимной аннигиляции материи и антиматерии и окончательного исчезновения антиматерии из-за его больше быстрого распада. При этом как раз аннигиляция является источником большей части космического электромагнитного излучения.

Ф. и Кронину была присуждена Нобелевская премия по физике 1980 г. за открытие нарушений фундаментальных принципов в распаде нейтральных K-мезонов. Представляя лауреатов на церемонии вручения премий Геста Экспонг из Шведской королевской академии наук охарактеризовал три фундаментальные симметрии как путеводные правила, позволяющие нам раскрывать математические законы природы. Ссылаясь на работу Гелл-Манна о нейтральных K-мезонах и открытия Ли и Янга, он отметил, что Кронин и Ф. интерпретировали результаты своих опытов как слабое, но толково выраженное ломание правил симметрии, и подчеркнул, что никто, вовсе никто, не ожидал ничего подобного.

Нарушение симметрии СР разрешается пояснить с помощью новых теорий, утверждающих наличие фундаментальных частиц кварков, из которых состоят другие субатомные частицы. Существование кварков было в первый раз постулировано Гелл-Манном. Различают 6 кварков: u-кварк (верхний), d-кварк (нижний), s-кварк (странный), c-кварк (очарованный), b-кварк (нижний), t-кварк (верхний, или правдивый).

В 1949 г. Ф. вступил в брак с Элизой Каннингхем. У них родились два сына. Через четыре года после этого смерти первой жены Ф. в 1973 г. женился на Дейзи Харкер, у которой было трое детей от предыдущего брака. С детских лет Ф. был горячим поклонником отдыха на свежем воздухе: пеших прогулок, походов с ночевками в палатках и т.п. Он любит внимать классическую музыку и на досуге заниматься выращиванием карликовых деревьев.

Ф. состоит членом Американского физического общества. Американской академии наук и искусств и Национальной академии наук США. С 1970 по 1973 г. он был членом Американской ассоциации содействия развитию науки и состоял членом Консультативного комитета по науке при президенте США. Среди полученных им наград и отличий премия по науке Исследовательской корпорации Америки (1968), премия по физике Эрнеста Орландо Лоуренса Комиссии по атомной энергии Соединенных Штатов Америки (1968) и медаль Джона Прайса Уезерилла Франклиновского Института (1976).

Так же читайте биографии известных людей:

Валдас Адамкус Valdas Adamkus

Бывший политэмигрант Адамкус, проживший большую часть жизни в США и считающийся "прозападно ориентированным политиком", занимал президентский пост с..
читать далее →

Валдас-Аугустинас Иванаускас Valdas-Augustinas Ivanauskas

После игры Отто похвалил литовца и по возвращении в Германию посоветовал его тренеру "Гамбурга" Бенно Мёльманну. После двух просмотров его купили за..
читать далее →

Валдис Залтерс Valdis Zalters

Сейм (парламент) Латвии избрал президентом страны Валдиса Залтерса, руководителя рижской Травматологической и ортопедической больницы.
читать далее →

Валдис Затлерс Valdis Zatlers

Валдис Затлерс - 7-й Президент Латвии. Родился 22 марта 1955 года.Валдис Затлерс по профессии врач-травматолог-ортопедИзбран на пост Президента..
читать далее →

Ваши комментарии

добавить комментарий