Ernest Lawrence

Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley, bin dokuz yüz otuz dokuz. Parlayan, greyfurt büyüklüğünde cam bir vakum tüpü, devasa bir elektromıknatısın kutupları arasında vızıldayarak duruyor. Bu sadece başka bir laboratuvar deneyi değil, Ernest Lawrence'ın devrim niteliğindeki siklotronunun, ilk atom parçalayıcısının prototipiydi. Atomun sırlarını açığa çıkaracak ve tıbbı dönüştürecek, görünmez mermiler olan hızlandırılmış parçacık demetleri yaratıyordu. Gerçek: Lawrence'ın siklotron prototipinin çalışırken çekilmiş açılış görüntüsü.

Lawrence'tan önce, atomları parçalamak yavaş, verimsiz bir süreçti. Rutherford gibi bilim insanları, hedeflere alfa parçacıkları fırlatmak için doğal olarak radyoaktif maddeler kullanıyorlardı. Bu, bir tuğla duvarı çakıl taşları atarak kırmaya çalışmak gibiydi. Noor, "Daha büyük çekiçlere ihtiyacımız vardı," diye açıkladı. "Lawrence, anahtarın parçacıkları tekrar tekrar hızlandırmak, onlara gerçekten bir etki yaratacak kadar enerji vermek olduğunu fark etti." Gerçek: Siklotron öncesi parçacık hızlandırmasının verimsizliğini görselleştirmek.

Lawrence'ın dehası, bir "parçacık yarış pisti" yaratmaktı. Siklotronu, parçacıkları spiral bir yola bükmek için elektromıknatıslar kullanıyordu. Her yarım daireyi tamamladıklarında, salınımlı bir voltajdan bir enerji "tekmesi" alıyorlardı. Kenara ulaştıklarında, muazzam hızlarda hareket ediyorlardı. Dmitri hayranlıkla yukarı baktı. "Yani, küçük, atomik bir hız treni gibi mi?" Gerçek: Siklotronun spiral hızlandırma yolunun yukarıdan görünümü.

Lawrence'ın ilk siklotronu yalnızca birkaç inç genişliğindeydi, çok kısıtlı bir bütçeyle inşa edilmiş bir konsept kanıtıydı. Anaya, "Bu bir ustalık harikasıydı," dedi. "Lawrence ve öğrencileri parça aradılar, kendi elektromıknatıslarını sardılar ve kendi vakum pompalarını inşa ettiler." Hidrojen iyonlarını seksen bin elektron volt enerjiye hızlandırdı. Kulağa küçük gelebilir ama prensibi kanıtlamaya yetti. Gerçek: Lawrence ilk siklotronunu dağınık bir laboratuvarda inşa ediyor.

Noor'un açıkladığı gibi, asıl atılım 'rezonans koşulunu' anlamaktı. Parçacıklar hız kazandıkça, Einstein'ın ünlü denklemi sayesinde kütle de kazanıyorlardı. Lawrence, manyetik alanı ve salınımlı voltajı dikkatlice ayarlayarak parçacıkları senkronize tutabileceğini ve onları sürekli hızlandırabileceğini fark etti. Noor, "Bu, bir çocuğu salıncakta itmek gibi," dedi. "Her seferinde doğru anda iterseniz, daha da yükseğe çıkmalarını sağlayabilirsiniz." Gerçek: Salıncak itme ile rezonans benzetmesi.

Lawrence'ın ekibi, devasa altmış inçlik makineyle sonuçlanan, giderek daha büyük siklotronlar inşa etti. Bu devasa makine, parçacıkları milyonlarca elektron volta kadar hızlandırabiliyor ve yeni radyoaktif izotoplar yaratmaya yetiyordu. Bu izotoplar hızla tıpta, kanser tedavisinde ve biyolojik süreçlerin izlenmesinde kullanılmaya başlandı. Anaya, "Nükleer tıpta bir devrimdi," dedi. Gerçek: Devasa altmış inçlik siklotron laboratuvara hakimdir.

Bin dokuz yüz otuz dokuzda Lawrence, siklotronu icat etmesiyle Nobel Fizik Ödülü'nü aldı. Çalışmaları, İkinci Dünya Savaşı sırasında Manhattan Projesi için de hayati önem taşıdı; burada siklotronlar, atom bombası için uranyum izotoplarını ayırmak için kullanıldı. Ancak Lawrence her zaman bunun olumlu amaçlar için kullanılmasını umdu. Dmitri, "Hiç bu konuda kötü hissetti mi?" diye sordu. Gerçek: Nobel Ödülü kutlaması ile Manhattan Projesi'ne katılımın karşılaştırılması.

Bugün, parçacık hızlandırıcılar bilim ve tıpta vazgeçilmez araçlardır. CERN'deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'ndan, maddenin temel doğasını araştıran, hastane siklotronlarına kadar, tıbbi izotoplar üreten Lawrence'ın mirası yaşamaya devam ediyor. Noor, "Çalışmaları sayısız hayata dokundu," dedi. "Seneca'nın 'Her yeni başlangıç, başka bir başlangıcın sonundan gelir' derken ne demek istediğinin mükemmel bir örneği." Gerçek: Modern parçacık hızlandırıcılar: LHC ve hastane siklotronları.

Güçlü hızlandırıcılarla bile birçok gizem devam ediyor. Karanlık madde nedir? Büyük Patlama'dan sonraki ilk anlarda ne oldu? Bu sorular bilim insanlarını daha da büyük ve güçlü makineler inşa etmeye itiyor. Dmitri durakladı, Noor'a bakarak, "Yani, hikaye bitmedi mi?" Gerçek: Kozmosun gizemlerini ve cevap arayışını görselleştirmek.

Ernest Lawrence'ın icadı evrene yeni bir pencere açtı ve mirası günümüz bilim insanlarına ilham vermeye devam ediyor. Siklotronları dünya üzerinde derin etkiler yarattı. Bazı uygulamalar ciddi ahlaki soruları gündeme getirse de, Lawrence'ın hayatı, insan merakının parlak mühendislikle birleştiğinde her şeyi nasıl değiştirebileceğini gösteriyor. Noor'un her zaman dediği gibi, "Sahip olabileceğimiz en güzel deneyim gizemli olandır." Gerçek: Büyük final: Lawrence'ın mirasının ve kalıcı etkisinin montajı.