Student World

Před 15 lety, 1. září 1988, zemřel Luis W. Alvarez, americký fyzik a nositel Nobelovy ceny, která mu byla udělena v roce 1968 „za přínos v oblasti základních částic“ (http://www.nobel.se/physics/laureates/1968/alvarez-bio.html).
Poznámka Pavel Houser: Nedopatřením článek vychází s denním zpožděním.

Profesor Luis Walter Alvarez (1911-1988) proslul zejména několika významnými objevy v oblasti fyziky elementárních částic. Do dějin se rovněž zapsal – vedle Edwarda Tellera a Ernesta Lawrencea – jako jeden z hlavních inspirátorů a organizátorů vývoje první americké vodíkové bomby. Trojice těchto fyziků vynaložila v prvních letech studené války značné úsilí, aby přesvědčila americkou administrativu vyčlenit finanční prostředky na zkonstruování takzvané superbomby.

Alvarez pocházel z elitního kalifornského prostředí, byl synem slavného amerického internisty. Studoval na univerzitě v Chicagu a od roku 1936 až do své smrti (s krátkou válečnou a poválečnou přestávkou) pracoval na Kalifornské univerzitě v Berkley. Ještě před válkou vedl pokusy na velkém urychlovači částic v Brookhavenu, kde objevil nové rezonance částic. V roce 1938 zveřejnil poznatek, že některé radioaktivní látky mohou zachytit do jádra elektron z obalu (tzv. jev K-elektronu); tento elektron se spojí s jádrem, jehož protonové číslo se sníží o jednotku. Těsně před válkou Alvarez společně se svým spolupracovníkem objevili radioaktivitu tritia (izotopu vodíku) a jeho funkci při fúzi jader vodíku, při níž vzniká helium. Tyto procesy, jejímž studiem se Alvarez zabýval částečně i po válce, se ukázaly jako fundamentální jev ve vesmíru, k němuž dochází v nitru hvězd.

Na začátku 2. světové války Alvarez pracoval na vývoji mikrovlnného radaru v tajné laboratoři Massachusettského technologického institutu (MIT), kde na sebe upozornil několika objevy vojenského charakteru. Vynalezl například zaměřovací přístroj pro bombardéry a zařízení pro navádění letadel na přistávací dráhu (Ground-Controlled Approach, GCA). Díky těmto úspěchům obdržel od americké vlády pozvání, aby se podílel na Projektu Manhattan. V tajném středisku jaderného výzkumu v Los Alamos, kde řada vědců světového formátu pracovala na konstrukci prvních atomových bomb, strávil několik let. Se svými spolupracovníky zkonstruoval složitou a na miliontinu vteřiny přesnou spoušť atomové bomby. V literatuře se zejména připomíná, že byl jako pozorovatel a zástupce fyziků na palubě bombardéru Enola Gay, který svrhl atomovou bombu na japonské město Hirošima. Později, jak už bylo předznamenáno, se zde podílel i na vývoji termojaderné H-bomby.

Dějiny moderní fyziky pokládají Alvareza za nepřehlédnutelného představitele druhé epochy moderní fyziky, která se zaměřila na zkoumání světa elementárních částic. Právě v této oblasti dosáhl tento vědec úctyhodných výsledků, za něž byl oceněn v roce 1968 Nobelovou cenou. Alvarez pomáhal zkonstruovat první velký lineární protonový urychlovač v Berkley. V roce se zdokonalila metoda detekce elementárních částic, když americký fyzik Donald Glaser vynalezl bublinkovou komoru. Toto zařízení, využívající kapalného vodíku, nahradilo mlžnou komoru, jež byla pro detekci částic s vyššími energiemi takřka neúčinná (tento druh částic totiž vodní parou prosviští takovou rychlostí, že nezanechá žádnou stopu). Glaser v detekční komoře nahradil dosud používanou páru přehřátou kapalinou těsně nad bodem varu, kterou udržoval pod vysokým tlakem, aby nezačala vařit. Když se tlak zmenší ve chvíli, kdy do komory vlétnou částice, vytvoří se v místech jejich průletu bublinky.

Bublinková komora byla převratnou inovací, která změnila svět částicové fyziky. Umožnila totiž detekovat i krátké dráhy částic rozpadajících se ve zlomcích sekundy. Její možnosti naplno využil právě Alvarez. Zatímco Glaserova bublinková komora byla pouhou skleněnou kuličkou o průměru dva centimetry, naplněná diethylenem, Luis Alvarez vybudoval v Berkley velkou bublinkovou komoru, kterou naplnil kapalným vodíkem. Kromě toho přišel na nápad, jak synchronizovat tuto detekční komoru s pulsy částic z urychlovače, a vyvinul zařízení schopné analýzy obrovského množství fotografií zachycujících dráhy částic. Díky své invenci se mu ve vylepšené bublinkové komoře podařilo objevit velké množství krátce žijících elementárních částic, tzv. rezonancí.

Poslední iniciativa, kterou již sedmdesátiletý fyzik zaujal nejen celý vědecký svět, se překvapivě vztahuje ke geologii a paleontologii. Na začátku 80. let totiž jeho syn, geolog Walter Alvarez, objevil v sedimentech tenkou vrstvu s zvýšeným obsahem iridia. Společně s ním Luis Alvarez začal propagovat hypotézu, že jde o pozůstatky srážky Země s asteroidem, při níž došlo k vymření dinosaurů. Tato teorie je dnes všeobecně uznávána.

O svých experimentech a bohatém životě napsal Alvarez autobiografickou knihu nazvanou Dobrodružství fyzika (Adventures of a Physicist). Popisuje v ní jak atmosféru panující v Los Alamos a na jeho domovské univerzitě v Berkley, tak i okolnosti, které vedly k jeho objevům a vynálezům. Vedle cenných sdělení (podrobnosti o letu bombardéru Enola Gay či způsob práce tzv. Warrenovy komise vyšetřující atentát na prezidenta J. F. Kennedyho, jíž byl Alvarez členem), přináší kniha i triviálnější a úsměvné informace, jako například skutečnost, že mezi 22 patenty, jichž byl Alvarez držitelem, patří i domácí tréninkový golfový trenažér, který vyvinul pro prezidenta Dwighta Eisenhowera.

Poznámka:
Na adrese http://www.ep.ph.bham.ac.uk/user/gron/bcpix/ najdete řadu fotografií pořízených v bublinkové komoře a jejich zevrubné analýzy.

autor Jan Kapoun