Керст, Дональд Вильям

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «Керст, Дональд»)
Перейти к навигации Перейти к поиску
Дональд Вильям Керст
англ. Donald William Kerst
Дата рождения 1 ноября 1911(1911-11-01)
Место рождения Галена, Иллинойс, США
Дата смерти 19 августа 1993(1993-08-19) (81 год)
Место смерти Мадисон, Висконсин
Страна США
Род деятельности физик, преподаватель университета, учёный-ядерщик
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)
Логотип Викисклада 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]
Дональд Керст (справа) работает с 20 МэВ бетатроном компании General Electric, февраль 1942[1].

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[2]. В дальнейшем он сконструировал ещё серию бетатронов на более высокие энергии, кульминацией стал 300 МэВ бетатрон в Иллинойсском университете, заработавший в 1950 году[3]. 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 совместно с Робертом Сербером публикуют теорию, описывающую поперечные колебания частиц в циклическом ускорителе, позднее названные бетатронными[4].

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[5]. 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[6]. 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]
  1. ↑ The RHEOTRON.. a new electronic tool // Electronics. — McGraw-Hill Publishing Co., 1942. — Т. 15. — С. 22-23.
  2. ↑ D.W. Kerst. Acceleration of Electrons by Magnetic Induction // Phys. Rev.. — 1940. — Т. 58. — С. 841. — doi:10.1103/PhysRev.58.841.
  3. ↑ The Biggest Betatron in the World Архивная копия от 27 июня 2014 на Wayback Machine, «Life», March 20, 1950, p.129.
  4. ↑ D.W. Kerst and R. Serber. Electronic Orbits in the Induction Accelerator // Phys. Rev.. — Т. 60. — С. 53. — doi:10.1103/PhysRev.60.53.
  5. ↑ MURA Days Архивная копия от 6 июля 2011 на Wayback Machine, Keith R.Symon, Proc. PAC’2003.
  6. ↑ 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]
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Керст,_Дональд_Вильям&oldid=141303023