沃尔特·阿尔瓦雷茨 :西班牙裔美国物理学家

更新时间:2024-09-20 20:44

路易斯·沃尔特·阿尔瓦雷茨(Luis Walter Alvarez,1911年6月13日-1988年9月1日),是一位西班牙美国物理学家,以其在粒子物理学领域的贡献而著名,特别是在氢气泡室中利用共振态发现了粒子物理学中的共振态,因此荣获1968年诺贝尔物理学奖。他也是一位发明家和教授,被《美国物理杂志》评为20世纪最杰出和最富有成效的实验物理学家之一。

个人经历

早年经历

路易斯·沃尔特·阿尔瓦雷茨,1911年6月13日出生于一个科学世家,其祖父和父亲都是物理学家。

他在1936年从芝加哥大学获得博士学位后,前往加利福尼亚大学伯克利分校的辐射实验室工作。

工作经历

他设计了一系列实验来观察放射性核中的K-电子俘获,并使用回旋加速器产生了并测量了其寿命。与费利克斯·布洛赫合作,他测量了中子磁矩。1940年,阿尔瓦雷兹加入了麻省理工学院的辐射实验室,为第二次世界大战期间的雷达项目做出了贡献,包括改进识别友军或敌军的雷达信标和开发地面控制进场(GCA)雷达系统。他还参与了曼哈顿计划,设计了爆炸透镜和爆炸桥丝雷管,并亲眼目睹了“三位一体核试验和广岛的原子弹轰炸。

战后,阿尔瓦雷兹参与设计了氢气泡沫室,使他的团队能够拍摄数百万张粒子相互作用的照片,并发现了整个新的粒子家族和共振态。这项工作使他在1968年获得了诺贝尔奖。他还参与了一项X射线埃及金字塔的项目,以寻找未知的空间。与他的儿子地质学家沃尔特·阿尔瓦雷兹一起,他提出了阿尔瓦雷兹假说,认为导致非鸟类恐龙灭绝的事件是一次小行星撞击。1980年,他与儿子沃尔特·阿尔瓦雷兹等人研究K-T界线地层时发现全球的白垩纪与第三纪交接地层中的含量异常,提出白垩纪-第三纪灭绝事件是因为陨石撞击造成。

晚年经历

1988年9月1日,路易斯·沃尔特·阿尔瓦雷茨因食道癌手术的并发症去世,享年77岁。他的遗体被火化,骨灰撒在蒙特利湾上。

主要成就

1944年至1945年,参加曼哈顿计划,研制第一颗原子弹

1945-1947年,领导建造了第一台质子直线加速器

科研成果

共振态

共振态是早先对寿命极端的一类强子的通称。在研究原子核的三叔和反应过程中,往往会出现这样一种"共振"现象:当单射粒子能量取某一确定值时,散射或反映的截面突然变大,截面随能量的变化曲线和力学中的共振曲线完全相似。用量子力学可以证明,这种共振现象的出现是由于在该能量附近,入射粒子于原子核结合成为一个亚稳复合核。经过一定时间后者亚稳复合核衰变为末态粒子。阿尔瓦雷斯把这类粒子称为共振态。共振态和稳定强子一样具有类似的量子数,诸如自旋宇称同位旋、奇异数和数等等,只是它可以通过强相互作用衰变。由于其寿命一般短到10-20s--10-24s,因此根据不确定原理,不稳定的粒子没有确定的质量,所以其质量的不确定度相当大,一般为几十到几百MeV。

撞击理论

沃尔特和其父亲路易斯·沃尔特·阿尔瓦雷茨最为人所知的就是和弗兰克·阿萨罗、海伦·米歇尔等人发现在白垩纪第三纪地层之间富含铱的黏土层(K-T界线)。因为铱在地球表面相当少见,却在小行星中相当大量,因此他的团队假设该地层是因为撞击事件而产生,而一个巨大的小行星撞击地球很可能是白垩纪-第三纪灭绝事件的原因。之后,在世界上许多地方也发现了铱异常;且更进一步发现了被认为是造成该灭绝事件的巨大撞击坑-希克苏鲁伯陨石坑。至今大部分科学家都认同发生在6500万年前造成地球上75%生物灭绝(包含恐龙)的白垩纪-第三纪灭绝事件是因为撞击事件造成。在他的书《T. Rex and the Crater of Doom》中则详细描述了该灭绝事件的研究细节。他的研究除了灭绝事件和撞击事件以外,还有地中海板块构造、古罗马地质和考古地质学、以及地磁地层关系的建立。

所获奖项

贡献

在1970年代后期,路易斯·沃尔特·阿尔瓦雷茨提出了彗星撞击理论,造成了白垩纪末期的大规模灭绝事件。他提出世界各地的地层,铱含量在6500万年前有大量的增加,可视为撞击的直接证据。有许多证据显示当时有颗直径5到15公里的石陨石或彗星,撞击现在的犹加顿半岛地区,形成宽170公里的希克苏鲁伯陨石坑,引发此次灭绝事件。但科学家不确定恐龙是在撞击事件中灭亡,还是在此之前就已经衰退。另有科学家提出这次撞击,使大气层布满灰尘,或者是使地球气温上升。化石纪录不能看出恐龙灭绝的速度,但许多不同的测试研究发现们的灭亡相当迅速。这些结果使科学界更加相信彗星撞击理论。撞击事件短期内会造成高温,而扬尘会造成全球性的长时间气候冷却。

外部链接

参考资料

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