| Ike i piony |
|
|
| Ike i piony
|
|
|
| eden z pierwszych akceleratorów był mi bardzo bliski i drogi – synchrocyklotron o mocy 400 MeV należący do Uniwersytetu Columbia. Zbudowano go na terenie, który jest własnością uniwersytetu, a znajduje się nad rzeką Hudson w stanie Nowy Jork, całkiem blisko Manhattanu. Posiadłość Ben Nevis, nazwana tak na cześć pewnej szkockiej góry, została założona w czasach kolonialnych przez Alexandra Hamiltona. Później przeszła na własność rodziny DuPontów i w końcu – Uniwersytetu Columbia. Cyklotron Nevis, zbudowany w latach 1947–1949, był jednym z najbardziej produktywnych akceleratorów wszech czasów. W ciągu dwudziestu kilku lat (w okresie od 1950 do 1972 roku) wyprodukował ponad 150 doktorów fizyki, z których blisko połowa kontynuowała prace badawcze w dziedzinie fizyki wysokich energii i została profesorami w Berkeley, Stanford, Caltechu, Princeton i w wielu innych tego typu podejrzanych instytucjach. Druga połowa zajmowała się wszystkim po trochu: małe uczelnie, laboratoria rządowe, administrowanie nauką, badania dla potrzeb przemysłu, inwestycje bankowe...
|
| Byłem doktorantem, gdy prezydent (uniwersytetu) Dwight Eisenhower dokonał uroczystego otwarcia nowego urządzenia w czerwcu 1950 roku, podczas małej ceremonii na trawnikach przepięknej posiadłości – wspaniałe drzewa, krzewy, parę czerwonych ceglanych budynków – chylącej się ku majestatycznej rzece Hudson. Po stosownej dawce krasomówstwa, Ike wcisnął guzik i z głośników posypały się wzmocnione trzaski wydawane przez liczniki Geigera, wskazujące na obecność promieniowania. Promieniowanie to pochodziło ze źródła radioaktywnego, które trzymałem w pobliżu licznika, ponieważ w tym właśnie momencie akcelerator postanowił się zepsuć. Ike nigdy się o tym nie dowiedział.
|
| Dlaczego właśnie 400 MeV? W roku 1950 uwaga uczonych koncentrowała się wokół pionu, inaczej zwanego też mezonem p. Jego istnienie przewidział japoński teoretyk Hideki Yukawa. Sądzono, że cząstka ta stanowi klucz do zrozumienia natury silnych oddziaływań, która wciąż jeszcze pozostawała zupełnie nieznana. Dziś myślimy o silnym oddziaływaniu w kategoriach gluonów. Wtedy jednak piony latające w tę i z powrotem między protonami i neutronami, by spajać je mocno w jądrze, stanowiły klucz do rozwiązania zagadki, dlatego musieliśmy je wytwarzać i badać. Aby w wyniku zderzeń jądrowych powstawały piony, cząstka wychodząca z akceleratora musi mieć energię większą niż mpionc2, czyli większą od energii masy spoczynkowej pionu. Mnożąc masę pionu przez kwadrat prędkości światła otrzymujemy 140 MeV – taka właśnie jest ta energia. Ponieważ tylko niewielka część energii biorącej udział w zderzeniu zostaje wykorzystana przy produkcji nowej cząstki, potrzebna nam była pewna nadwyżka energetyczna i w ten sposób ostatecznie stanęło na 400 MeV. Nevis stał się fabryką pionów.
|
|
