Вильсон, Чарлз Томсон Рис

В Википедии есть статьи о других людях с фамилией Вильсон.

Чарлз Томсон Рис Вильсон
англ. Charles Thomson Rees Wilson
Дата рождения	14 февраля 1869(1869-02-14)[…]
Место рождения	Гленкорс, Шотландия
Дата смерти	15 ноября 1959(1959-11-15)[…] (90 лет)
Место смерти	Карлопс, Шотландия
Страна	Великобритания
Род деятельности	физик, метеоролог, преподаватель университета, химик, школяр
Научная сфера	физика и метеорология
Место работы	Кавендишская лаборатория Кембриджский университет
Альма-матер	Манчестерский университет Кембриджский университет Колледж Сидни Сассекс
Научный руководитель	Джозеф Джон Томсон
Ученики	Филипп Ди
Известен как	изобретатель камеры Вильсона
Награды и премии	Нобелевская премия по физике (1927)
Произведения в Викитеке
Медиафайлы на Викискладе

Чарлз То́мсон Рис Ви́льсон (Уилсон, англ. Charles Thomson Rees Wilson; 14 февраля 1869, Гленкорс — 15 ноября 1959, Карлопс, пригород Эдинбурга) — шотландский физик, лауреат Нобелевской премии по физике за 1927 год (совместно с А. Х. Комптоном).

Член Лондонского королевского общества (1900), Эдинбургского королевского общества (1902).

Биография

Чарлз Томсон Рис Вильсон родился в семье фермера-овцевода Джона Вильсона и Энни Кларк Харпер в округе Гленкорс в графстве Мидлотиан (Шотландия), младший ребёнок в семье. Джон Вильсон умер, когда Чарлзу было четыре года, после чего Энни с семью детьми (включая четырёх от первого брака мужа) переехали в Манчестер. Чарлз с 9 до 15 лет посещал Гринхейский колледж, дававший гуманитарное образование, и самостоятельно занимался зоологией и ботаникой, в 13 лет получив в подарок микроскоп и своими руками собрав микротом. Благодаря финансовой поддержке единокровного брата Уильяма, занимавшегося бизнесом в Индии, после окончания школы поступил в 15 лет в Оуэн-колледж (позже в составе Манчестерского университета). Официально Вильсон числился студентом медицины, но посвятил себя изучению естественных наук. В 1888 году, в возрасте 18 лет, получил стипендию на поступление в Сидни-Сассекс-колледж Кембриджского университета, где изучал физику как основную специальность, а также химию, геологию и ботанику. Окончил университет в 1892 году с отличием первой степени.

Уильям Вильсон умер за три месяца до получения Чарлзом степени, и тому пришлось занять должность учителя в Брадфордской начальной школе, чтобы поддержать семью. Однако, убедившись, что эта работа не оставляет времени для научных исследований, в 1894 году он вернулся в Кембридж. Там ему поначалу удалось найти работу ассистентом преподавателя на медицинском факультете; это не только обеспечило его средствами к существованию, но и позволило наладить связи в Кавендишской лаборатории, занимавшейся самыми актуальными проблемами физики. С 1896 по 1899 год Вильсон был максвелловским стипендиатом, а в 1900 году был избран фелло Сидни-Сассекс-колледжа, получив место лектора. Преподавал экспериментальную физику, а с 1919 года — электрометеорологию. В 1925 году занял Джексоновскую кафедру натурфилософии, которую освободил в 1934 году, после чего проработал в Кембридже ещё два года, прежде чем окончательно выйти на пенсию. Современники отмечали, что в качестве лектора Вильсону недоставало силы голоса, а написанное им на доске было трудноразличимо, но простота, глубина и элегантность, с которыми он подавал излагаемый материал, в особенности в области оптики, оказали влияние на многих будущих выдающихся лекторов. Среди будущих деятелей физики, для которых Вильсон выступал в качестве научного руководителя, были Нобелевский лауреат Сесил Фрэнк Пауэлл и Филип Айвор Ди.

В 1908 году в Белсхилле женился на Джесси Фрейзер Дик, дочери священника Джорджа Хилла Дика. В этом браке родились сын и две дочери. После завершения работы в Кембридже переехал с семьёй в деревню Карлопс близ Эдинбурга, где провёл последние 23 года жизни и скончался в ноябре 1959 года, оставив после себя жену и всех троих детей.

Научная работа

После наблюдения атмосферных явлений короны и глории в обсерватории на горе Бен-Невис летом 1894 года Вильсон приступил к попыткам воспроизвести эти эффекты в лаборатории. Во время опытов с влажным, обеспыленным воздухом он обнаружил, что в этом воздухе очень часто образуются капельки. После нескольких месяцев экспериментов он предположил, что конденсация происходит на постоянно образующихся центрах, скорее всего ионах, которые ответственны за остаточную проводимость воздуха. Верность этих предположений укрепилась после того, как он подверг в 1896 году ранний вариант своей камеры облучению недавно открытыми рентгеновскими лучами. При этом резко возрастало образование капелек в камере (почти дождеобразно). Эти наблюдения соответствовали выводам Томсона и Макклелланда о повышении проводимости воздуха после прохождения рентгеновских лучей. В 1897 году Вильсон также показал, что соотношение заряда электрона к его массе в 2000 раз превышает аналогичное соотношение для иона водорода, что позволило вычисление массы электрона через измерение его заряда. Эксперимент 1899 года с помощью облачной камеры позволил ему доказать, что масса электрона ничтожно мала.

В 1895—1900 годах основной объём исследований Вильсона касался вопросов роли ионов как центров конденсации, а затем — атмосферного электричества (самая ранняя из его работ по этой теме, опубликованная в 1906 году, называлась «Об измерении электрических токов между земной поверхностью и атмосферой и о происхождении атмосферного электричества», англ. On the measurement of the earth-air current and on the origin of atmospheric electricity). После 1900 года он начал заниматься активной преподавательской деятельностью, что ограничило интенсивность его исследований, в том числе дальнейшего совершенствования облачной камеры. Тем не менее в 1911 году именно Вильсону удалось зарегистрировать фотографически треки (следы) отдельных альфа-частиц и бета-частиц (электронов). Этот результат вызвал большой интерес, так как траектории альфа-частиц близко соответствовали ранее предсказанным У. Г. Брэггом. К 1923 году облачная камера была окончательно доработана, что позволило Вильсону опубликовать две статьи о траекториях электронов, впоследствии признанных классическими. Его достижения использовались во всём мире и с большим успехом, среди прочего Патриком Блэкеттом и Петром Капицей в Кембридже, Ирэн Жолио-Кюри и Пьером Оже в Париже, Вальтером Боте и Лизой Мейтнер в Берлине, Владимиром Скобельцыным в Ленинграде и Сэйси Кикути в Токио.

Облачная камера впоследствии получила имя своего создателя и с тех пор известна как «камера Вильсона». Эрнест Резерфорд назвал её «самым оригинальным и замечательным инструментом в истории науки». Среди научных достижений, сделанных с её помощью, были демонстрация существования электронов отдачи — экспериментальное доказательство эффекта рассеяния Комптона; открытие Карлом Андерсоном позитрона; демонстрация Блэкеттом и Оккиалини возникновения пар и аннигиляции электронов и позитронов; доказательство превращения атомных ядер Кокрофтом и Уолтоном.

Наблюдения за явлениями атмосферного электричества Вильсон продолжал в Шотландии (в районе Пиблса, Шотландия) в 1900—1901 годах. В 1913 году был назначен наблюдателем метеорологической физики в Обсерватории солнечной физики, где в дальнейшем вёл большинство своих исследований по трекам ионизирующих частиц и по грозовому электричеству. Диапазон тем его исследований в этой области простирался от средней силы электрического поля и связанных земных токов в хорошую погоду до изменений полей и токов при атмосферном разряде. Заметный интерес вызвали, в частности, опубликованные в 1916 и 1920 годах труды по определению знака и абсолютного значения электрического разряда при вспышках молний. Выдвинутая Вильсоном в 1920 году идея, что поля и электрические потоки в хорошую погоду поддерживаются за счёт потоков, образующихся в условиях дождей и гроз, стала в дальнейшем общепринятой. Тема атмосферного и, в частности, грозового электричества продолжала занимать Вильсона даже после выхода на пенсию: его последняя научная работа, опубликованная в 1956 году, носила название «Теория электричества грозовых облаков» (англ. A theory of thundercloud electricity).

В годы Первой мировой войны Вильсон работал также над прикладными задачами, для решения которых требовалось глубокое понимание вопросов атмосферного электричества. В частности, он занимался вопросами защиты аэростатов от пожара под воздействием статического электричества и молний.

Награды

• Действительный член Лондонского королевского общества, 1900.
• Медаль Хьюза от Лондонского королевского общества, 1911.
• Премия Хопкинса от Кембриджского философского общества, 1920.
• Премия Ганнинга от Эдинбургского королевского общества, 1921.
• Королевская медаль от Лондонского Королевского общества, 1922.
• Медаль Говарда Поттса от института Франклина, 1925.
• Нобелевская премия по физике, 1927.
• Медаль Франклина от института Франклина, 1929.
• Медаль и премия Дадделла, 1931.
• Медаль Копли от Лондонского королевского общества, 1935.
• Орден Кавалеров Почёта, 1937.
• Почётный доктор Кембриджского университета (1947), Абердинского, Манчестерского, Лондонского, Ливерпульского университетов и Университета Глазго.

Память

• В 1935 году Международный астрономический союз присвоил кратеру на видимой стороне Луны имя Уилсон в честь трёх учёных: Ч. Т. Р. Вильсона и астрономов Александра Вильсона и Ральфа Элмера Уилсона.
• Имя Ч. Т. Р. Вильсона носит естественнонаучно общество Сидни-Сассекс-колледжа (Кембриджский университет).

Литература

• Храмов Ю. А. Вильсон Чарлз Томсон Рис // Физики : Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера. — Изд. 2-е, испр. и доп. — М. : Наука, 1983. — С. 64. — 400 с. — 200 000 экз.
• Вильсон, Уилсон (Wilson) Чарлз Томсон Рис // Вешин — Газли. — М. : Советская энциклопедия, 1971. — С. 66. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 5).
• Blackett P. M. S. Charles Thomson Rees Wilson, 1869-1959 (англ.) // Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society. — 1960. — Vol. 6. — P. 168—295. — doi:10.1098/rsbm.1960.0037.

Ссылки

• Информация с сайта Нобелевского комитета Архивная копия от 24 октября 2008 на Wayback Machine (англ.)
• Charles Thomson Rees Wilson, 1869—1959 Архивная копия от 24 октября 2019 на Wayback Machine // Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society, 1960, vol. 6, pp. 269—295, plate, by P. M. S. Blackett  (англ.).