Керст, Дональд Вильям
| Дональд Вильям Керст | |
|---|---|
| англ. Donald William Kerst | |
 | |
| Дата рождения | 1 ноября 1911 |
| Место рождения | Галена, Иллинойс, США |
| Дата смерти | 19 августа 1993 (81 год) |
| Место смерти | Мадисон, Висконсин |
| Страна | США |
| Научная сфера | физика |
| Место работы | Иллинойсский университет, Висконсинский университет, Манхэттенский проект, MURA |
| Альма-матер | Висконсинский университет |
| Известен как | конструктор бетатрона |
| Награды и премии |
Премия Комстока (1943) Медаль Джона Скотта (1946) |
 Медиафайлы на Викискладе | |
Дональд Вильям Керст (англ. Donald William Kerst; 1 ноября 1911 — 19 августа 1993) — американский физик, известный как создатель первого бетатрона, автор многих пионерских идей в физике ускорителей, а также работ в области ядерной физики, физики плазмы, медицинской физики.
Биография[править | править код]
Родился в маленьком городке Галена, штат Иллинойс. Получил степень бакалавра в 1934 году, защитил диссертацию в 1937 году в Иллинойсском университете. Год работал в компании General Electric, затем с 1938 по 1958 преподавал в Иллинойсском университете, став профессором. В годы Второй мировой войны работал в Лос-Аламосе.
Был женат на Дороти Биркетт Керст, у них было двоих детей.
Умер в Мадисоне от опухоли головного мозга в 1993 году.
Основные достижения[править | править код]
Бетатрон[править | править код]
В 1940 году Керст запустил в университете Висконсина первый в мире бетатрон — циклический ускоритель, в котором электроны ускоряются вихревым электрическим полем — на энергию 2.3 МэВ. В дальнейшем он сконструировал ещё серию бетатронов на более высокие энергии, кульминацией стал 300 МэВ бетатрон в Иллинойсском университете, заработавший в 1950 году[1]. Эта энергия до сих пор не превзойдена в бетатронах. Успех Керста был обеспечен скрупулёзными расчётами динамики частиц (включая инжекцию), грамотной оценкой физических эффектов, влияющих на динамику, а также тщательным проектированием всех узлов ускорителя. (Задолго до Керста, в 1926 году, Рольф Видероэ создал бетатрон, однако он не заработал из-за ошибок в расчётах.) Керст в 1941 году публикует теорию, описывающую поперечные колебания частиц в циклическом ускорителе, позднее названные бетатронными.
Бетатрон был очень быстро использован для нужд промышленности, медицины, ядерной физики. Это был первый ускоритель, производящий гамма-излучение. В Лос-Аламосе Керст строит 20 МэВ бетатрон для изучения взрывных процессов. Позже, в конце 1940-х, начале 50-х бетатроны используются для терапии рака и для экспериментов по фотораспаду дейтрона, для фотоядерных реакций (включая открытие гигантского дипольного резонанса).
MURA и FFAG-ускорители[править | править код]
В период 1953—1957 Керст занимал пост технического директора ассоциации Midwestern Universities Research Association (MURA), где работал над концепциями перспективных конструкций ускорителей. Была разработана и построена серия ускорителей с постоянным ведущим полем (FFAG: Fixed Field Alternating Gradient). Первый ускоритель такого типа заработал в 1956 году[2]. В 1957 году Керст изобрёл для FFAG-ускорителей принцип спиральной секторной фокусировки, который сегодня часто применяется в секторных синхроциклотронах.
Встречные пучки[править | править код]
Керст был одним из первых, кто увидел будущее в ускорителях со встречными пучками (коллайдеры). В 1956 году он публикует статью, в которой предлагает сталкивать протонные пучки для экспериментов по физике элементарных частиц[3]. На примере FFAG-ускорителей он показал возможность накопления интенсивных пучков, что делало перспективным столкновение пучка с другим пучком, а не с фиксированной мишенью.
Физика плазмы[править | править код]
В 1957 году Керст переключился на вопросы, связанные с физикой плазмы. В университете Висконсина создаётся тороидальный октуполь — машина, в которой впервые было продемонстрировано время жизни плазмы, превосходящее предел Бомовский диффузии.
Награды[править | править код]
- Comstock Prize in Physics, 1943.
- John Scott Award, 1946.
- John Price Wetherill Medal, 1950.
- James Clerk Maxwell Prize in plasma physics, 1984.
- Премия Роберта Уилсона по физике ускорителей, 1988.
Примечания[править | править код]
- ↑ The Biggest Betatron in the World Архивная копия от 27 июня 2014 на Wayback Machine, «Life», March 20, 1950, p.129.
- ↑ MURA Days Архивная копия от 6 июля 2011 на Wayback Machine, Keith R.Symon, Proc. PAC’2003.
- ↑ Attainment of Very High Energy by Means of Intersecting Beams of Particles Архивная копия от 15 декабря 2019 на Wayback Machine, D.W. Kerst et al., Phys. Rev., v.102, p.590-591 (1956). DOI: https://dx.doi.org/10.1103/PhysRev.102.590
Ссылки[править | править код]
- Храмов Ю. А. Керст Дональд Вильям (Kerst Donald William) // Физики : Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера. — Изд. 2-е, испр. и доп. — М. : Наука, 1983. — С. 131. — 400 с. — 200 000 экз.
- Donald William Kerst Архивная копия от 6 марта 2012 на Wayback Machine, by A.M. Sessler and K.R. Symon].
- Donald William Kerst Dies at 81 Архивная копия от 18 мая 2020 на Wayback Machine, by M.W. Browne, The New York Times, August 20, 1993.
- Donald Kerst With First Betatron, фотография с первым и вторым в мире бетатронами, 17.11.1945.
 | |
|---|---|
| Словари и энциклопедии | |
| В библиографических каталогах |
- Родившиеся 1 ноября
- Родившиеся в 1911 году
- Персоналии по алфавиту
- Родившиеся в округе Джо-Дейвисс
- Умершие 19 августа
- Умершие в 1993 году
- Умершие в Мадисоне (Висконсин)
- Учёные по алфавиту
- Физики США
- Физики-ускорительщики
- Члены Национальной академии наук США
- Лауреаты премии Джеймса Клерка Максвелла по физике плазмы
- Почётные доктора Иллинойсского университета