Википедија

Edvin Matison Makmilan

Edvin Matison Makmilan (18. septembar 1907 — 7. septembar 1991) bio je američki fizičar i nobelovac, zaslužan za to što je prvi u svetu proizveo transuranijumski element, neptunijum. Za ovo je podelio Nobelovu nagradu za hemiju sa Glenom Siborgom 1951. godine.

Edvin Matison Makmilan
Edvin Matison Makmilan
Lični podaci
Datum rođenja(1907-09-18)18. septembar 1907.
Mesto rođenjaRedondo Bič, Kalifornija, SAD
Datum smrti7. septembar 1991.(1991-09-07) (83 god.)
Mesto smrtiEl Serito, Kalifornija, SAD
ObrazovanjeKalifornijski tehnološki institut,
Univerzitet Prinston
Naučni rad
Poljehemija
InstitucijaUniverzitet u Kaliforniji,
Berkli laboratorija za radijaciju
Poznat pootkriće neptunijuma
NagradeNobelova nagrada za hemiju (1951),
Nagrada Atomi za mir (1963),
Nacionalna medalja za nauku (1990)

Diplomirao je na Kalifornijskom tehnološkom institutu, doktorirao je na Univerzitetu Prinston 1933. godine i pridružio se Laboratoriji Lorens u Berkliju, gde je otkrio kiseonik-15 i berilijum-10. Tokom Drugog svetskog rata radio je na mikrotalasnim radarima u laboratoriji za radijaciju Masačusetskog tehnološkog instituta i na sonarima u Mornaričkoj laboratoriji za radio i zvuk. 1942. godine pridružio se projektu Menhetn, ratnom naporu za stvaranje atomskih bombi, i pomogao je u uspostavljanju projekta Laboratorija Los Alamos, gde su bombe projektovane. Vodio je timove koji su radili na dizajnu nuklearnog oružja tipa pištolj, a takođe je učestvovao u razvoju nuklearnog oružja tipa implozija.

Makmilan je zajedno sa Vladimirom Vekslerom izumeo sinhrotron. Posle rata vratio se u Laboratoriju za radijaciju u Berkliju. 1954. godine imenovan je za pomoćnika direktora Laboratorije za radijaciju, a unapređen u zamenika direktora 1958. godine. Smrću osnivača laboratorije Ernesta Lorensa te godine, postao je direktor i na toj funkciji ostao je do penzionisanja 1973. godine.

Mladost uredi

Makmilan je rođen u Redondo Biču, Kalifornija, 18. septembra 1907, kao sin Edvina Harbo Makmilana i njegove supruge Ana Marije Makmilan rođene Matison.[1] Imao je mlađu sestru Ketrin Helen. Otac mu je bio lekar, kao i očev brat blizanac i trojica braće njegove majke. 18. oktobra 1908. porodica se preselila u Pasadenu u Kaliforniji, gde je od 1913. do 1918. pohađao osnovnu školu Makinli, od 1918. do 1920. Grant školu, a zatim srednju školu Pasadena, gde je diplomirao 1924.[2]

Kalifornijski tehnološki institut nalazio se na samo kilometar od njegove kuće i tamo je prisustvovao nekim javnim predavanjima.[3] Ušao je na institut 1924. Uradio je istraživački projekat sa Lajnusom Polingom kao student i dobio diplomu 1928. i mastersko zvanje 1929. godine,[1] za neobjavljenu tezu o "poboljšanom postupku za određivanje sadržaja radijuma u stenama“.[4] Potom je dobio zvanje doktora filozofije na Univerzitetu Prinston 1933. godine, napisavši tezu o „Skretanju snopa molekula HCI u nehomogenom električnom polju“ pod nadzorom Edvarda Kondona.[5] [6]

Laboratorija Lorensa Berklija uredi

 
Makmilan (levo) sa Ernestom Lorensom (desno).

1932. godine Makmilan je dobio stipendiju Nacionalnog istraživačkog saveta, što mu je omogućilo da pohađa univerzitet po svom izboru za doktorske studije. Kada je doktorirao, iako je formalno prihvaćen tek 12. januara 1933,[2] prihvatio je ponudu Ernesta Lorensa sa Kalifornijskog univerziteta u Berkliju da se pridruži Berkli laboratoriji za radijaciju, koju je Lorens osnovao godinu ranije.[7] Makmilanov početni rad tamo uključivao je pokušaj merenja magnetnog momenta protona, ali Oto Štern i Imanuel Esterman su prvi bili u mogućnosti da izvrše ova merenja. [8]

U tom trenutku glavni fokus Laboratorije za radijaciju bio je razvoj ciklotrona, a Makmilan, koji je 1935. godine postavljen na fakultet u Berkliju za instruktora, ubrzo se uključio u taj rad. Njegova veština u instrumentaciji je došla do izražaja i doprineo je poboljšanju ciklotrona. Konkretno, pomogao je u razvoju procesa „homogenizacije“, prilagođavajući ciklotron tako da proizvodi homogeno magnetno polje.[6] Radeći sa M. Stenli Livingstonom, otkrio je kiseonik -15, izotop kiseonika koji emituje pozitrone. Da bi ga proizveli, bombardovali su gas azota deuteronima. Ovo je bilo pomešano sa vodonikom i kiseonikom da bi se dobila voda, koja se zatim sakupljala higroskopnim kalcijum hloridom. U njemu je pronađena koncentrovana radioaktivnost dokazujući tako da je bila u kiseoniku. Usledilo je istraživanje apsorpcije gama zraka proizvedenih bombardovanjem fluora protonima.[8]

1935. godine Makmilan, Lorens i Robert Tornton izveli su ciklotronske eksperimente sa snopovima deuterona koji su dali niz neočekivanih rezultata. Njihovi eksperimenti ukazali su na nuklearnu interakciju pri nižim energijama nego što bi se očekivalo iz jednostavnog proračuna Kulonove barijere između deuterona i ciljnog jezgra. Berklijev teorijski fizičar Robert Openhajmer i njegov postdiplomac Melba Filips razvili su Openhajmer-Filips proces da bi objasnili taj fenomen. Makmilan je postao docent 1936, a vanredni profesor 1941.[1] Sa Semjuelom Rubenom je takođe otkrio izotop berilijum-10 1940. godine.[6] Ovo je bilo i zanimljivo i teško izolovati zbog njegovog izuzetno dugog vremena poluraspada, oko 1,39 miliona godina.[9]

Otkriće neptunijuma uredi

Nakon otkrića nuklearne fisije u uranijumu od strane Ota Hana i Frica Štrasmana 1939. godine, Makmilan je počeo da eksperimentiše sa uranijumom. Bombardovao ga je neutronima proizvedenim u ciklotronu od 94 cm u Laboratoriji za radijaciju bombardovanjem berilijuma sa deuteronima. Pored proizvoda nuklearne fisije o kojima su izveštavali Han i Štrasman, otkrili su i dva neobična radioaktivna izotopa, jedan sa poluživotom oko 2,3 dana, a drugi sa oko 23 minuta. Makmilan je identifikovao kratkotrajni izotop kao uranijum-239, o čemu su izvestili Han i Štrasman. Makmilan je sumnjao da je drugi izotop novi, neotkriveni element, sa atomskim brojem 93.[10]

U to vreme se verovalo da će element 93 imati slične hemijske osobine kao renijum, pa je on počeo da radi sa Emiliom Segreom, stručnjakom za taj element iz njegovog prethodnog otkrića njegovog homologa tehnecijuma. Oba naučnika započeli su svoj rad koristeći preovlađujuću teoriju, ali Segre je brzo utvrdio da Makmilanov uzorak uopšte nije sličan renijumu. Umesto toga, kada ga je uveo u reakciju sa vodonik-fluoridom (HF) sa prisutnim jakim oksidacionim sredstvom, ponašao se poput članova retkih zemnih elemenata.[11] Budući da ovi sadrže veliki procenat fisionih proizvoda, Segre i Makmilan zaključili su da je vreme poluraspada moralo biti od drugog fisionog proizvoda, naslovljujući članak "Neuspešna potraga za transuranijskim elementima".[12]

U novom eksperimentu, Makmilan je pokušao da nepoznatu supstancu podvrgne dejstvu HF u prisustvu redukcionog agensa, što ranije nije radio. Ova reakcija je rezultirala taloženjem uzorka sa HF, što je definitivno odbacilo mogućnost da je nepoznata supstanca redak zemni metal. U maju 1940. Filip Abelson sa Instituta Karnegi iz Vašingtona, DK, koji je nezavisno takođe pokušao da izdvoji izotop sa poluvremenom raspada od 2,3 dana, posetio je Berkli tokom kraćeg odmora i počeli su da sarađuju. Abelson je primetio da izotop sa poluvremenom raspada od 2,3 dana nije imao hemijske osobine kao bilo koji poznati element, već je sličniji uranijumu nego retkoj zemlji. To je omogućilo izolovanje izvora i kasnije, 1945. godine, dovelo je do klasifikacije aktinoidnih nizova. Kao poslednji korak, Makmilan i Abelson pripremili su mnogo veći uzorak bombardovanog uranijuma koji je imao poznato 23 minutno vreme poluraspada od 239U i nedvosmisleno pokazali da se nepoznati period poluraspada od 2,3 dana povećao u jačini zajedno sa smanjenjem u 23-minutnoj aktivnosti kroz sledeću reakciju:

 

Ovo je dokazalo da nepoznati radioaktivni izvor potiče od raspada uranijuma i, zajedno sa prethodnim zapažanjima da se izvor hemijski razlikuje od svih poznatih elemenata, van svake sumnje je dokazalo da je otkriven novi element. Makmilan i Abelson objavili su svoje rezultate u članku pod naslovom Radioaktivni element 93 u časopisu Physical Review 27. maja 1940.[11] [13] Nisu predložili naziv elementa u članku, ali su se ubrzo odlučili za „neptunijum“, pošto je uranijum dobio ime po planeti Uran, a Neptun je sledeća planeta u našem Sunčevom sistemu.[14] Makmilan je iznenada otišao u ovom trenutku, ostavivši Glena Siborga da se bavi ovom linijom istraživanja, koja je dovela do drugog transuranijumskog elementa, plutonijuma. Makmilan je 1951. godine podelio Nobelovu nagradu za hemiju sa Siborgom „za njihova otkrića u hemiji transuranijumskih elemenata“.[15]

Drugi svetski rat uredi

Nagli odlazak Makmilana izazvan je izbijanjem Drugog svetskog rata u Evropi. U novembru 1940. godine počeo je da radi u MIT laboratoriji za radijaciju u Kembridžu, Masačusets, gde je tokom Drugog svetskog rata učestvovao u razvoju i ispitivanju mikrotalasnih radara.[7] Izvršio je ispitivanja u aprilu 1941. godine sa radarom sa starog bombardera Daglas B-18 Bolo. Prelećući mornaričku podmorničku bazu Nju London, zajedno sa Luisom Volterom Alvarezom i šefom vazduhoplovnog maršala Hjugom Daudingom, pokazali su da je radar u stanju da detektuje toranj delimično potopljene podmornice. Makmilan se oženio sa Elsi Valford Blumer u Nju Hejvenu, Konektikat, 7. juna 1941.[16] [17] Njen otac je bio Džordž Blumer, penzionisani dekan sa Jejl Medicinske škole.[1] Njena sestra Meri bila je Lorensova supruga.[18] Makmilanovi su imali troje dece: An Bradford, Dejvid Matison i Stiven Volker.[19]

Makmilan se pridružio Mornaričkoj laboratoriji za radio i zvuk u blizini San Dijega avgusta 1941. Tamo je radio na uređaju nazvanom poliskop. Ideja, koja je potekla od Lorensa, bila je da se pomoću sonara izgradi vizuelna slika okolne vode. Ovo se pokazalo mnogo težim od radara, zbog predmeta u vodi i promena temperature vode koje su prouzrokovale razlike u brzini zvuka. Poliskop se pokazao nepraktičnim i napušten je. Takođe je razvio sonarni uređaj za obuku podmornica, za koji je dobio patent.[17] [20] [14]

Openhajmer je regrutovao Makmilana da se pridruži projektu Menhetn, ratnom naporu za stvaranje atomskih bombi, septembra 1942. U početku je putovao tamo-amo između San Dijega, gde mu je bila porodica, i Berklija.[17] U novembru je pratio Openhajmera na putovanju u Novi Meksiko na kojem je škola ranča Los Alamos izabrana za mesto laboratorije za istraživanje oružja projekta, koja je postala laboratorija Los Alamos.[21] Sa Openhajmerom i Džonom H. Menlijem sastavio je specifikacije za tehničke zgrade nove laboratorije.[22] Regrutovao je osoblje za laboratoriju, uključujući Ričarda Fajnmana i Roberta R. Vilsona, uspostavio je poligon za ispitivanje poznat kao Anchor Ranch, i pretraživao zemlju za tehničku opremu od alatnih mašina do ciklotrona.[23]

Kako je laboratorija poprimala svoj oblik, Makmilan je postao zamenik šefa projekta nuklearnog oružja tipa pištolja pod mornaričkim kapetanom Vilijamom S. Parsonsom, ekspertom za oružja.[23] Plutonijumskom pištolju, kodnog imena "Tanki čovek" (Thin Man),[24] bila je potrebna brzina projektila od najmanje 3.000 ft (910 m) u sekundi, što su se nadali da će postići modifikovanom mornaričkom 3-inčnom protivavionskom puškom. Alternativa je bila izgradnja nuklearnog oružja tipa implozija. Makmilan se rano zainteresovao za ovo, gledajući testove ovog koncepta koje je sprovodio Set Nedermejer. Rezultati nisu bili ohrabrujući. Eksplozije su rezultirale iskrivljenim oblicima.[25] Džon fon Nojman je proučio program implozije u septembru 1943. godine i predložio radikalno rešenje koje uključuje eksplozivna sočiva. To je zahtevalo stručnost u eksplozivima, a Makmilan je pozvao Openhajmera da dovede Džordža Kistiakovskog. [26] Kistiakovski se pridružio laboratoriji 16. februara 1944, a Parsonsova E (eksploziv) divizija bila je podeljena na dva dela, sa Makmilanom kao zamenikom za pištolj i Kistiakovskim kao zamenikom za imploziju.[27]

Makmilan je čuo uznemirujuće vesti u aprilu 1944. godine i odvezao se u kanjon Paharito da se sastane sa Segreom. Segreova grupa testirala je uzorke plutonijuma stvorenim u nuklearnim reaktorima projekta Menhetn i otkrila da sadrži izvesne količine plutonijuma-240, izotopa koji je izazvao spontanu fisiju, što je učinilo "Tankog čoveka" nepraktičnim.[28] U julu 1944. godine Openhajmer je reorganizovao laboratoriju kako bi uložio sveobuhvatne napore na imploziji. Makmilan je i dalje bio na čelu tima za oružja tipa pištolj,[29] koje će se sada koristiti samo sa uranijumom-235. U tom slučaju, "Tankog čoveka" je zamenio novi, smanjeni dizajn nazvan "Mališa".[30] Makmilan je takođe bio umešan u imploziju kao šef grupe G-3 u okviru odeljenja G (uređaj), koja je bila odgovorna za dobijanje merenja i vremena implozije,[31] i služila je kao veza laboratorije sa projektom Kamel, programom ispitivanja iz vazduha koji sprovodi Kalteh. 16. jula 1945. bio je prisutan na nuklearnom testu Triniti, kada je uspešno eksplodirala prva implozijska bomba.[32]

 
60-inčni ciklotron, Laboratorija za zračenje, 1939, Makmilan drugi sa desna

Kasniji život uredi

U junu 1945. Makmilanove misli počele su da se vraćaju ka ciklotronima. Vremenom su postajali sve veći i veći. Ciklotron od 184 inča bio je u fazi izrade u Laboratoriji za radijaciju, ali on je shvatio da se energija koja se koristi za ubrzavanje čestica može efikasnije iskoristiti. Varirajući korišćeno magnetno polje, čestice bi mogle da se kreću u stabilnim orbitama, a veće energije postižu istim ulaznim unosom energije. Ovo je nazvao „principom fazne stabilnosti“, a novi dizajn „ sinhrotronom“.[33] [34] Makmilanu nepoznat, sinhrotronski princip je već izumeo Vladimir Veksler, koji je svoj predlog objavio 1944.[35] Makmilan je saznao za Vekslerov rad u oktobru 1945.[17] Njih dvojica su se počeli dopisivati, a na kraju su postali i prijatelji. 1963. godine podelili su nagradu Atomi za mir, za pronalazak sinhrotrona.[36] 1964. godine Makmilan je dobio nagradu Zlatna ploča Američke akademije dostignuća.[37]

Princip fazne stabilnosti testiran je na starom 37-inčnom ciklotronu u Berkliju nakon što se Makmilan vratio u Laboratoriju za radijaciju septembra 1945. Kada je ustanovljeno da radi, 184-inčni ciklotron je slično modifikovan.[33] [17] Redovni profesor postao je 1946. Godine 1954. imenovan je za saradnika direktora Laboratorije za radijaciju. Unapređen je u zamenika direktora 1958. godine. Smrću Lorensa te godine postaje direktor, a na tom položaju ostaje do penzionisanja 1973. Laboratorija je 1958. preimenovana u Lorens Laboratoriju za radijaciju. 1970. godine podeljena je u laboratoriju Lorens Berkli i Laboratoriju Lorens Livermor, a Makmilan je postao direktor prve.[1] [36] [38]

Makmilan je izabran u Nacionalnu akademiju nauka 1947. godine, obavljajući funkciju njenog predsedavajućeg od 1968. do 1971. godine. Bio je član uticajnog Opšteg savetodavnog komiteta Komisije za atomsku energiju od 1954. do 1958. i Komisije za fiziku visokih energija Međunarodne unije čiste i primenjene fizike od 1960. do 1967.[39] Nakon odlaska u penziju iz fakultetu u Berkliju 1974, proveo je 1974–75 u CERN-u, gde je radio na eksperimentu za merenje magnetnog momenta miona. Odlikovan je Nacionalnom medaljom za nauku 1990.[36]

Makmilan je pretrpeo prvi iz niza moždanih udara 1984.[36] Preminuo je u svojoj kući u El Seritu, u Kaliforniji, zbog komplikacija od dijabetesa 7. septembra 1991. Iza njega su ostali supruga i troje dece.[19] Njegova zlatna medalja za Nobelovu nagradu nalazi se u Nacionalnom muzeju američke istorije, na odeljenju Smitsonijan, u Vašingtonu.[40]

Publikacije uredi

Napomene uredi

  1. ^ a b v g d Nobel Foundation. „Edwin M. McMillan – Biographical”. Pristupljeno 16. 7. 2015. 
  2. ^ a b „Edwin McMillan – Session I”. American Institute of Physics. Pristupljeno 16. 7. 2015. 
  3. ^ Seaborg 1993, str. 287.
  4. ^ McMillan, Edwin. „An improved method for the determination of the radium content of rocks”. California Institute of Technology. Pristupljeno 16. 7. 2015. 
  5. ^ McMillan, Edwin Mattisox (1933). Deflection of a beam of hydrogen chloride molecules in a non-homogeneous electric field  (Teza). Princeton University. 
  6. ^ a b v Seaborg 1993, str. 288.
  7. ^ a b Lofgren, Abelson & Helmolz 1992, str. 118–119.
  8. ^ a b Jackson & Panofsky 1996, str. 217–218.
  9. ^ „Chart of Nuclides: 10Be information”. National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Arhivirano iz originala 12. 07. 2017. g. Pristupljeno 18. 7. 2015. 
  10. ^ Jackson & Panofsky 1996, str. 221–222.
  11. ^ a b Jackson & Panofsky 1996, str. 221–223.
  12. ^ Segrè, Emilio (1939). „An Unsuccessful Search for Transuranium Elements”. Physical Review. 55 (11): 1104—5. Bibcode:1939PhRv...55.1104S. doi:10.1103/PhysRev.55.1104. 
  13. ^ McMillan, Edwin; Abelson, Philip (1940). „Radioactive Element 93”. Physical Review. 57 (12): 1185—1186. Bibcode:1940PhRv...57.1185M. doi:10.1103/PhysRev.57.1185.2. 
  14. ^ a b Seaborg 1993, str. 289.
  15. ^ Nobel Foundation. „The Nobel Prize in Chemistry 1951”. Pristupljeno 16. 7. 2015. 
  16. ^ Seaborg 1993, str. 291.
  17. ^ a b v g d „Edwin McMillan – Session IIII”. American Institute of Physics. Pristupljeno 16. 7. 2015. 
  18. ^ Jackson & Panofsky 1996, str. 216.
  19. ^ a b Lambert, Bruce (9. 9. 1991). „Edwin McMillan, Nobel Laureate And Chemistry Pioneer, Dies at 83”. The New York Times. Pristupljeno 16. 7. 2015. 
  20. ^ U.S. Patent 2,694,868
  21. ^ Rhodes 1986, str. 449–451.
  22. ^ Hoddeson et al. 1993, str. 62.
  23. ^ a b Hoddeson et al. 1993, str. 84.
  24. ^ Hoddeson et al. 1993, str. 114.
  25. ^ Rhodes 1986, str. 477–479, 541.
  26. ^ Hoddeson et al. 1993, str. 130–133.
  27. ^ Hoddeson et al. 1993, str. 139.
  28. ^ Hoddeson et al. 1993, str. 238–239.
  29. ^ Hoddeson et al. 1993, str. 245.
  30. ^ Hoddeson et al. 1993, str. 256–257.
  31. ^ Hoddeson et al. 1993, str. 272–273.
  32. ^ Jackson & Panofsky 1996, str. 225.
  33. ^ a b Jackson & Panofsky 1996, str. 226–227.
  34. ^ McMillan, Edwin M. (1. 9. 1945). „The Synchrotron—A Proposed High Energy Particle Accelerator”. Physical Review. 68 (5–6): 143. Bibcode:1945PhRv...68..143M. doi:10.1103/PhysRev.68.143. 
  35. ^ Veksler, V. I. (1944). „A new method of accelerating relativistic particles”. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences de l'URSS. 43: 329—331. 
  36. ^ a b v g Lofgren, Edward J. „Edwin McMillan, a biographical sketch” (PDF). Lawrence Berkeley Laboratory. Arhivirano iz originala (PDF) 23. 7. 2015. g. Pristupljeno 18. 7. 2015. 
  37. ^ „Golden Plate Awardees of the American Academy of Achievement”. www.achievement.org. American Academy of Achievement. 
  38. ^ Jackson & Panofsky 1996, str. 230.
  39. ^ Seaborg 1993, str. 290–291.
  40. ^ „Nobel Prize Medal in Chemistry for Edwin McMillan”. National Museum of American History, Smithsonian Institution. Pristupljeno 18. 7. 2015. 

Reference uredi

Spoljašnje veze uredi

Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Едвин_Матисон_Макмилан&oldid=24272757”