欧内斯特·沃尔顿(Ernest Walton)是爱尔兰物理学家,他因与英国物理学家约翰·考克饶夫共同实现了首次人工核反应而荣获1951年的诺贝尔物理学奖。他们利用由沃尔顿设计和制造的加速器,成功地将质子加速至足够高的能量,从而使得这些质子能够撞击锂原子核并将其分裂,这是人类历史上首次实现对原子核的人工转变,这一成就在核物理学领域具有划时代的意义。
欧内斯特沃尔顿出生在今爱尔兰沃特福德郡邓加文,那些日子一般牧师的家每三年搬一次,在欧内斯顿还是个小孩时,他和他的家人搬到利默里克和莫纳汉。1915年,在成为贝尔法斯顿循道中学的寄宿生前,他在泰隆和韦斯利学院参加了全日制学校,在那里,他擅长科学与数学。
1922年,沃尔顿获得都柏林三一学院研究数学及科学的奖学金。在1926年及1927年他分别被三一学院授予学士和硕士学位。在大学期间这些年,沃尔顿因为卓越的物理和数学获得了无数个奖项(总共七个奖项)。毕业后,在剑桥大学的卡文迪什实验室欧内斯特卢瑟福主任的监督下,他在剑桥三一学院以研究生的身分被接纳。当时有四个诺贝尔奖得主的工作人员在卡文迪什实验室,另外有五个人出现,其中包括沃尔顿及约翰克罗夫特。1931年,沃尔顿被授予博士学位,并且留在剑桥做研究直到1934年。
在1930年代初,沃尔顿和约翰克罗夫特合作建立一个以人工器具分裂原子核的锂原子,以加速内高压管(700仟伏)轰击它们,分裂的锂原子产生氦原子核。这个实验证明了早期卢瑟福、乔治伽莫夫所提出的原子模型理论。成功的仪器-一种称为“克罗夫特-沃尔顿发电机”的粒子加速器,帮助世人进入一个以粒子加速器为实验基础的核子物理时代。1951年,沃尔顿和克罗夫特因为这个研究赢得了诺贝尔物理奖。
诺贝尔物理学奖
沃尔顿与英国物理学家约翰·考克饶夫合作,在1932年利用自制的加速器成功实现了人类历史上首次人工核反应,他们用高能质子撞击锂原子核并将其分裂成氦核和氢核。这一成就证实了爱因斯坦的质能方程E=mc²,并开启了核物理学的新时代。因此,沃尔顿与考克饶夫共同获得了1951年的诺贝尔物理学奖。
加速器技术的发展
沃尔顿在牛津大学卡文迪许实验室师从著名物理学家欧内斯特·卢瑟福期间,设计并制造了早期的粒子加速器,这个装置可以将质子加速至足够高的能量以实现核反应。这项工作为后来更大型、更复杂的粒子加速器的研发奠定了基础。
教育与科研生涯
作为教师,沃尔顿曾在都柏林三一学院和爱尔兰国立大学任教,并培养出了一批优秀的物理学家。他在教学与研究方面都有着显著的贡献,促进了物理学知识的传播和技术的进步。
科学社区参与
沃尔顿不仅是科学家,也是积极的社会活动家和科学组织成员,他参与了多个科学学会的工作,通过这些平台推动了科学研究的合作与发展。
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