Роберт Б. Лейтон - Robert B. Leighton

Роберт Бенджамин Лейтон ( / л eɪ т ən / ; 10 сентября 1919 - 9 марта 1997) был видным американским экспериментальным физиком , который провел свою профессиональную карьеру в Калифорнийском технологическом институте (Caltech). Его работа на протяжении многих лет натянутое физики твердого тела , космических лучей физики, начало современной физики элементарных частиц , физики Солнца , на планетах , инфракрасной астрономии и миллиметровых и субмиллиметровых волн астрономии . В последних четырех областях его новаторская работа открыла совершенно новые области исследований, которые впоследствии превратились в энергичные научные сообщества.

Ранние годы

Лейтон родился в Детройте , где его отец делал прецизионные штампы для автомобильной компании. После переезда в Сиэтл семья распалась, и отец вернулся в Детройт. Его мать переехала в центр Лос-Анджелеса , где работала горничной в отеле. Лейтон вырос в Лос-Анджелесе и учился в Городском колледже Лос-Анджелеса . В 1939 году он был принят в Калифорнийский технологический институт в качестве младшего специалиста, но жил дома, помогая поддерживать свою мать и себя в работе по созданию рентгеновского оборудования для лаборатории Келлогга.

Образование и Калифорнийский технологический институт

Лейтон получил степень бакалавра в области электротехники в Калифорнийском технологическом институте в 1941 году. Затем он переключился на физику и получил степень магистра в 1944 году, а также докторскую степень. в 1947 году с тезисом о теплоемкости от кубических гранецентрированных кристаллов . Он поступил на факультет в 1949 году, а затем с 1970 по 1975 год занимал должность заведующего кафедрой физики, математики и астрономии. Лейтон был известным учителем в Калифорнийском технологическом институте. Его « Принципы современной физики» , опубликованные в 1959 году, были стандартным и влиятельным учебником.

Отношения

Лейтон и Ричард Фейнман были близкими друзьями. После лекций Ричарда по физике в начале 1960-х Лейтон потратил более двух лет на переработку записанного на магнитофон текста в пригодную для публикации форму: лекции Фейнмана по физике , которые были опубликованы в 1964 и 1966 годах и с тех пор пользуются неизменным успехом. Кроме того, он в соавторстве с Робби Фогтом создал набор задач для сопровождения лекций Фейнмана. Один из сыновей Лейтона, Ральф , также сотрудничал с Фейнманом над несколькими книгами.

Научные достижения

Лейтон был известен как удивительно гениальный физик и астрофизик за свои 58 лет в Калифорнийском технологическом институте. Он не обнаружил, что проблема с приборами слишком сложна, особенно если они могут открыть для наблюдений новую часть электромагнитного спектра . Если бы он нашел недорогое решение, он бы построил аппарат в свободное время, для других и для себя. Лейтон построил, улучшил и использовал камеры облака для выявления и измерения новых продуктов столкновений космических лучей . Он исследовал моды распада из мю-мезонов и признал некоторые из странных частиц , когда физика элементарных частиц была в самом начале. Лейтон сыграл ключевую роль в 1949 году, показав, что продуктами распада мю-мезона являются два нейтрино и электрон , и он провел первое измерение энергетического спектра распадающегося электрона (в то время эксперименты с низкой статистикой предполагали, что только одно нейтрино был вовлечен). В 1950 году он сделал первое наблюдение распадов странных частиц после первоначального открытия двух случаев в Англии в 1947 году. В течение следующих семи лет он выяснил многие свойства, например массу, время жизни, моды распада и энергии нескольких новых странных частиц, в частности, лямбда, xi и того, что тогда называлось тета-частицами ( K-мезонами ).

Его предмет изучения эволюционировал от физики к астрофизике, поскольку он помог астрономии принять ее современную форму. Примерно в 1956 году Лейтон заинтересовался физикой внешних слоев Солнца . Обладая характерным воображением и проницательностью, он изобрел солнечные камеры с доплеровским сдвигом и эффектом Зеемана . Они с поразительным успехом применялись для исследования магнитных полей и полей скорости на Солнце. С помощью камеры Зеемана Лейтон нанес на карту сложные модели магнитного поля Солнца с превосходным разрешением. Еще более поразительными были его открытия замечательного пятиминутного колебания локальной скорости поверхности и «супергрануляции» горизонтальных конвекционных потоков в больших ячейках движущегося материала. Эти солнечные колебания впоследствии были признаны внутренне захваченными акустическими волнами, открыв совершенно новые области гелиосейсмологии и солнечной магнитоконвекции. Сам Лейтон вскоре понял, что солнечные магнитоконвекционные ячейки приведут к эффективной диффузии потока на солнечной поверхности (теперь называемой диффузией Лейтон), и он включил это в динамо-модель солнечного цикла .

В начале 1960-х Лейтон разработал и изготовил новый недорогой инфракрасный телескоп, который включал в себя простую матрицу из восьми фотоэлементов из сульфида свинца . Эти ячейки были излишками оборонной промышленности; они были разработаны для SideWinder теплового луча системы наведения ракеты. Начиная с 1965 года он и Джерри Нойгебауэр использовали новый телескоп, чтобы охватить примерно 70 процентов неба, видимого с обсерватории Маунт Вильсон , собирая данные в виде волнистых линий на самописце. Это положило начало новой области инфракрасной астрономии . Полученный в результате двухмикронный обзор неба , опубликованный в 1969 году, содержал 5612 инфракрасных источников, подавляющее большинство из которых ранее не были каталогизированы. Было обнаружено, что некоторые из них являются новыми звездами, все еще окруженными своими пыльными предзвездными оболочками, в то время как другие являются звездами- сверхгигантами на последних стадиях своей эволюции, заключенными в расширяющиеся пыльные оболочки вещества, выброшенные самими звездами.

Роберт Лейтон в здании синхротрона Калифорнийского технологического института, работая над первой из антенн 10,4-метрового радиотелескопа в 1974 году.

Разработка Лейтоном фотографического оборудования в середине 1950-х годов позволила ему получить лучшие снимки планет, когда-либо существовавшие до того времени, с помощью 60- и 100-дюймовых телескопов, и привела к его работе в качестве руководителя группы в Лаборатории реактивного движения. (JPL) для исследований в области визуализации в миссиях Mariner 4 , 6 и 7 на Марс в середине 1960-х годов. Как руководитель группы и опытный физик-экспериментатор, Лейтон сыграл ключевую роль в формировании и руководстве разработкой первой системы цифрового телевидения JPL для использования в глубоком космосе : пролета Марса Mariner 4 в 1964 году. Он также внес свой вклад в первые попытки создания изображений. методы обработки и улучшения, которые стали возможными благодаря цифровой форме данных изображения. Он получил Премию космической науки от Американского института аэронавтики и астронавтики за телевизионные эксперименты Mariner в 1967 году и медаль НАСА за выдающиеся научные достижения в 1971 году.

В 1970-х годах интерес Лейтон сместился в сторону разработки большой недорогой параболической антенны, которую можно было бы использовать для проведения интерферометрии миллиметрового диапазона и астрономии субмиллиметрового диапазона . И снова его замечательные экспериментальные способности открыли новую область науки в Калифорнийском технологическом институте, которая продолжает активно изучаться в радиообсерватории долины Оуэнс в Калифорнии и субмиллиметровой обсерватории Калифорнийского технологического института на Мауна-Кеа , Гавайи, с использованием «блюд Лейтона» .

Лейтон был избранным членом Национальной академии наук и входил в ее Совет по космическим наукам.

Лейтон разделил премию Рамфорда в 1986 году за достижения в области инфракрасной астрономии и выиграл медаль Джеймса Крейга Уотсона в 1988 году за свою работу в качестве создателя и исследователя новых инструментов и методов, которые открыли совершенно новые области астрономии - солнечные колебания, инфракрасные исследования и т. Д. телескопы и большие отражатели миллиметрового диапазона.

Поздние годы

Лейтон ушел с преподавания в 1985 году и с исследовательской работы в 1990 году в качестве почетного профессора физики Уильяма Л. Валентайна. The New York Times опубликовала некролог Лейтона 14 марта 1997 года, через пять дней после его смерти. Библиотека в центре Лос-Анджелеса, где Лейтон читал математику и астрономию после школы в детстве, также представила симпозиум и выставку в честь Лейтона вскоре после его смерти.

В 2009 году его именем был назван кратер диаметром 66 км в районе Большого Сиртиса на Марсе .

использованная литература

внешние ссылки

• Биографические мемуары Национальной академии наук, V.75 (1998) - Роберт Б. Лейтон, стр. 164-189. Биографические мемуары Джесси Л. Гринштейна, в которых описывается большая часть научных достижений Лейтона.
• Роберт Лейтон, 77 лет, физик, занимающийся исследованием космоса (некролог New York Times)
• Фейнман Р. , Лейтон Р. и Сэндс М. Лекции Фейнмана по физике . 3 тома 1964, 1966.