LAWRENCE, Ernest Orlando (1901-1958)
ABD’li fizikçi. Yüksek enerjili parçacık demetlerinin elde edilmesini sağlayan dairesel hızlandırıcıyı (siklotron) geliştirmiştir.
8 Ağustos 1901’de South Dakota Eyaleti’nin Canton kentinde doğdu, 27 Ağustos 1958’de Califor-nia’daki Palo Alto’da öldü. 1922’de South Dakota Üniversitesi’ni bitirip, önce Minnesota, ardından Chicago Universitesi’nde lisansüstü öğrenim yaptıktan sonra, 1925’te Yale Üniversitesi’nden fizik dalında doktora derecesini aldı. İki yıl araştırma görevlisi, bir yıl da asistan olarak çalıştığı Yale’de deney ve gözlem yeteneğini kanıtlayan Lawrence 1928’de Berkeley’deki California Üniversitesi’ne geçti, iki yıl sonra da, henüz 29 yaşındayken profesörlüğe yükseltildi. İki öğrencisiyle birlikte ilk dairesel hızlandırıcıyı yapıp araştırmacıların kullanımına sundukları 1931 yılının üstünden daha bir yıl bile geçmeden, fizikte çığır açacak önemli buluşlar birbirini izlemeye başladı. 1936’da Berkeley’de, California Üniversitesi’ne bağlı olarak kurulan Radyasyon Laboratuvarı’nın yöneticiliğine getirilen Lawrence, sonradan kendi adıyla anılacak olan bu laboratuvarı büyük çapta araştırmaların yapıldığı önemli bir merkez durumuna getirdi.
ABD’nin II.Dünya Savaşı’na katılması üzerine, atom bombasının yapımını amaçlayan “Manhattan Projesi” için Los Alamos’ta göreve çağrılan fizikçiler arasında, Berkeley Radyasyon Laboratuvarı’nın ünlü fizikçileri Lawrence ve Oppenheimer da büyük bir sorumluluk yüklenmiş, bu fisyon tipi bombanın yapımında kullanılabilecek elementlerin izotoplarına ayrılmasını araştırmışlardı. Bu amaçla, uranyum 235 izotopunun elektromanyetik yöntemle ayrılması tekniğini geliştiren Lawrence, ürettikleri atom bombasının savaşın son günlerinde Japonya’ya karşı kullanılmasını savunanlar arasında yer aidi ve Hiroşima ile Nagasaki’nin bombardımanıyla sonuçlanan savaştan sonra Berkeley’deki laboratuvarına döndü.
Bu kez hidrojen bombasının’ yapımı gündeme gelmiş, ancak fisyon bombasından çok daha fazla tahrip gücü olan bu termonükleer bombanın yapımı konusunda fizikçiler arasında görüş ayrılığı belirmişti. Atom Enerjisi Komsiyonu’nda Bilimsel Danışma Komitesi’nin başkanı olan Oppenheimer termonükleer silahların yapımına karşı çıktığı için görevinden alınırken, Teller ile birlikte projenin uygulanmasından yana olan Lawrence, California’mn Livermore kentinde bu amaçla kurulan laboratuvarın yönetimini üstlendi. 1958’de, nükleer silah denemelerinin kısıtlanmasını sağlamak amacıyla toplanan Cenevre Kon-feransı’na, başkan Eisenhower’ın önerisiyle uzman olarak katıldıysa da, konferans sona ermeden hastalandığı için ABD’ye döndü ve yapılan ameliyat sırasında öldü.
Lawrence 1934’te ABD Ulusal Bilimler Akademisi’ne seçilmiş, ayrıca İsveç ve SSCB Bilimler Akademisi’nin yabancı üyeliğine kabul edilmiş, 1937’de Londra’daki Royal Society’nin Hughes madalyasını, 1939’da Nobel Fizik Ödülü’nü almıştı. 1961’de Berkeley’de, kendi adıyla anılan Radyasyon Laboratuvarı’nda keşfedilen 103 numaralı uranyumö-tesi elemente de “Lawrensiyum” adı verildi.
Dairesel parçacık hızlandırıcısı: siklotron
Atomun, çekirdeğin ve temel parçacıkların yapısını inceleyebilmek için fizikte başvurulan temel yöntem, incelenecek parçacığı yüksek enerjili parçacıklarla bombardıman etmektir. Nitekim, atomun hemen hemen tüm kütlesinin, atom boyutunun yaklaşık on binde biri kadar olan çekirdekte yoğunlaştığı, atomların alfa parçacıklarıyla bombardımanından anlaşılmıştı. Rutherford, bu deneyinden bir süre sonra, azotu alfa parçacıklarıyla bombardımana tutarak ilk yapay dönüşümü gerçekleştirdi ve doğabilimlerinde yeni bir çığır açtı. Ancak, bombardıman için yalnızca doğal çekirdek tepkimeleri sırasında yayılan alfa parçacıklarının kullanılabilmesi, bu tür araştırmaların alanını büyük ölçüde kısıtlıyordu. Yeni bombardıman aracı olarak elektrik alanlarında hızlandırılan protonlar denendiyse de, kütlesi çok büyük olan protonları hızlandırabilmek için çok güçlü elektrik alanlarının yaratılması gerektiğinden bu yöntem beklenileni vermedi.
Kendisinden önce bazı araştırmacıların tasarladığı basit ve yetersiz parçacık hızlandırıcılarını inceleyen Lawrence, 1930 Eylül’ünde, parçacıkları yüksek enerjilere çıkarabilmek için manyetik rezonans yönteminden yararlanmayı düşündü. Bu amaçla, sabit bir manyetik alanla eşzamanlı salınım yapan bir elektrik alanı kullandı. Manyetik alan parçacıkları dairesel bir yörünge üzerinde tutuyor, sırt sırta yerleştirilmiş D harfi biçimindeki iki elektrota uygulanan salınımlı elektrik alanının yönü ise, hızlandırılan parçacık tam bir yarım daire çizdiği zaman tersine çevriliyordu. Böylece parçacık, D elektrotların birinden öbürüne her geçişinde iki elektrot arasındaki voltaj farkı nedeniyle biraz daha hızlanıyordu. Lawrence ve iki öğrencisinin bu ilke üzerine kurdukları ilk model protonlara 80.000 eV’luk bir enerji kazandırırken, 1932’de yaptıkları 70 cm çapındaki hızlandırıcı milyonlarca eV’luk enerji sağlayabiliyordu. Dairesel parçacık hızlandırıcılarının ilk örneği olan ve sonradan “siklotron” diye adlandırılan bu aygıt “yüksek enerji fiziği”nin doğuşunu müjdelerken, döteryum, nötron, pozitron gibi temel parçacıkların keşfi de birbirini izledi. Ayrıca, yeni çekirdek etkileşmelerinin ve yeni dönüşüm deneylerinin gerçekleştirilmesinde, özellikle kanser tedavisinde yaşamsal önem taşıyan yapay radyoizotopların bol miktarda üretilebilmesinde ve yeni yeni radyoaktif izotopların bulunmasında dairesel hızlandırıcıların katkısı büyük oldu.
II. Dünya Savaşı’ndan az önce 150 cm çapındaki hızlandırıcıyı yapan, ardından protonlara 100 milyon eV’luk enerji kazandıran 470 cm’lik hızlandırıcıyı geliştiren Lawrence, savaştan sonra milyar eV’luk hızlandırıcıların tasarımına yöneldi. Bu amaçla önce yarım daire (D) biçimindeki elektrotları dörtte bir daire dilimine dönüştürdü, sonra da senkronize hızlandırıcının (senkrotron) geliştirilmesine katkıda bulundu. Böylece, milyarlarca eV’luk enerjiye yükseltilmiş hızlı parçacıkların çarpışmasıyla maddenin temel yapı taşlarını inceleyen yüksek enerji fiziğinin kurucuları arasında yer aldı.
• KAYNAKLAR: H.Childs, An American Genius: The Life of Ernest Lawrence, 1968; N.P.Davis, Lawrence and Oppenheimer, 1968.
Türk ve Dünya Ünlüleri Ansiklopedisi