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科技日歷 | 粒子物理學的巨星隕落,他還揭開了隕星撞擊和生物滅絕之謎

原標題:科技日歷 | 粒子物理學的巨星隕落,他還揭開了隕星撞擊和生物滅絕之謎

1988年9月1日,31年前的今天,西班牙裔美國物理學家路易斯·沃爾特·阿爾瓦雷茨逝世,一代粒子物理學研究巨星隕落。

1911年6月13日,出生于加利福尼亞州舊金山的一個科學世家。而他本人,大學畢業后也獲得了理學士學位。1932年從芝加哥大學獲得碩士學位。1934年,他獲得博士學位。1936年,阿爾瓦雷茨博士加入加州大學輻射實驗室當研究員,之后任教授。

1940年-1943年,他在麻省理工學院放射實驗室任職,1943年-1944年任職于芝加哥大學冶金實驗室,1944年-1945年又換到了曼哈頓區洛斯阿拉莫斯實驗室。

在他的科學生涯早期,阿爾瓦雷茨博士同時從事光學和宇宙射線領域的工作。他是宇宙射線中“東西效應”(East-West effect)的共同發現者。多年來,他把工作集中在核物理領域。1937年,他進行了第一次實驗,證明存在核子捕獲K電子的現象。另一個早期發展是產生非常慢的中子束的方法。這種方法隨后進一步啟發了Pitzer對正氫和對氫中子散射的基本研究,以及Bloch對中子磁矩的第一次測量。他負責生產第一個198Hg燈(在Wiens的基礎上);該設備由標準局制定為目前的形式,作為通用標準的長度。就在戰前,Alvarez和Cornog發現了3H(氚)的放射性特性,并表明3He是普通氦的穩定成分。(氚是最為人知的熱核能源,3He在低溫研究中已經變得非常重要。)

在大名鼎鼎的麻省理工學院(MIT),他負責三個重要的雷達系統——微波預警系統,高空轟炸系統Eagle,以及民用和軍用價值的盲目著陸系統(GCA或地面控制方法) 。在洛斯阿拉莫斯實驗室,阿爾瓦雷茨教授開發了用于引爆钚炸彈的雷管。他還在Almagordo和廣島爆炸中飛行,作為一名科學觀察員進行了嚴密的工作。

阿爾瓦雷茨負責伯克利40英尺質子直線加速器的設計和建造,該加速器于1947年完成。1951年,他發布了第一個關于加速交換加速的建議,很快促成了“范德格拉夫發電機”(Tandem Van de Graaf)的發展。從那時起,他就在加利福尼亞大學輻射實驗室使用60億電子伏特Bevatron設備從事高能物理領域研究。他的主要工作集中在開發和使用大型液體氫氣泡室,以及開發高速設備,以測量和分析每年由泡室復合體生產的數百萬張照片。這項工作的最終結果是——阿爾瓦雷斯博士的研究小組發現了大量以前未知的基礎粒子共振。自1967年以來,阿爾瓦雷斯博士將大部分時間用于研究宇宙射線,使用氣球和超導磁鐵作為最基礎的輔助工具。

1968年,經年累月的研究和實踐終于為其帶來了榮譽——路易斯·沃爾特·阿爾瓦雷茨一舉斬獲諾貝爾物理學獎!該獎項主要是表彰其對粒子物理學的決定性貢獻,特別是因他發展了氫氣泡室技術和數據分析方法,從而發現了一大批共振態氫氣泡室技術等成就。

1980年,他與自己的兒子沃爾特·阿爾瓦雷茨(Walter Alvarez,美國地質學家)等人研究K-T界線地層時發現,全球的白堊紀與第三紀交接地層,地層中的銥含量高于正常標準。父子倆提出,白堊紀-第三紀滅絕事件是因為隕石撞擊造成。他們更進一步地發現了被認為是造成該滅絕事件的巨大撞擊坑——??颂K魯伯隕石坑(Chicxulub impact crater)。該隕石坑是地球表面最大型的撞擊地形之一。

但當時由于缺少令人信服的證據,這種假說提出后曾經引起很多爭論,比如——恐龍是在撞擊事件中滅亡,還是在此之前就已經衰退?直到1990年,在墨西哥尤卡坦半島的一支石油勘探隊偶然發現了一個巨大的隕石坑。這個隕石坑的絕大部分淹沒在尤卡坦半島附近的海底,得出的結論竟然與沃爾特父子的猜想十分接近。

2010年3月5日,一個國際研究小組在《科學》雜志上發表研究報告,確認在6500萬年前,一顆小行星撞擊今天墨西哥境內的??颂K魯伯地區是造成白堊紀-第三紀恐龍大滅絕的原因。

至今,大部分科學家都認同發生在6500萬年前造成地球上75%生物滅絕(包含恐龍)的白堊紀-第三紀滅絕事件是因為撞擊事件造成 。

“彗星撞擊理論”成為其代表性的研究,讓阿爾瓦雷茨再次蜚聲國際。1970年代后期,阿爾瓦雷茨提出了這一理論,認為正是它造成了白堊紀末期的大規模滅絕事件,導致恐龍等因此在地球上銷聲匿跡。

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