Ernest Walton

Ein Linearbeschleuniger hat den Vorteil, dass kein Magnet erforderlich ist und dass seine Kosten nicht viel steiler mit der Energie der erforderlichen Teilchen ansteigen sollten.

Ernest Thomas Sinton Walton war ein anglo-irischer Physiker und Nobelpreisträger für seine Arbeiten mit John Cockcroft bei „Atomzerschmetterungs"-Experimenten an der Cambridge University in den frühen 1930er Jahren und wurde damit die erste Person in der Geschichte, die das Atom spaltete.

Frühe Jahre

Ernest Walton wurde in Abbeyside, Dungarvan, County Waterford geboren, Sohn eines methodistischen Pfarrers, Rev John Walton 1874–1936, und Anna Sinton 1874–1906. Zu jener Zeit wurde eine allgemeine Pfarrersfamilie alle drei Jahre versetzt, und diese Praxis führte Ernest und seine Familie, während er noch ein kleines Kind war, nach Rathkeale, County Limerick, wo seine Mutter starb, und nach County Monaghan. Er besuchte Tagesschulen in den Counties Down und Tyrone sowie das Wesley College Dublin, bevor er 1915 Internatsschüler am Methodist College Belfast wurde, wo er in Naturwissenschaften und Mathematik hervorragte.

1922 gewann Walton Stipendien für das Trinity College Dublin zum Studium der Mathematik und Naturwissenschaften und wurde 1924 zum Foundation Scholar gewählt. Er erhielt Bachelor- und Masterabschlüsse vom Trinity 1926 bzw. 1927. Während dieser Jahre am College erhielt Walton zahlreiche Auszeichnungen für Exzellenz in Physik und Mathematik – insgesamt sieben Preise, einschließlich des Foundation Scholarship 1924. Nach seinem Abschluss wurde ihm ein 1851 Research Fellowship der Royal Commission for the Exhibition of 1851 verliehen und er wurde als Forschungsstudent am Trinity College, Cambridge, unter der Aufsicht von Sir Ernest Rutherford, Direktor des Cavendish Laboratory der Cambridge University, angenommen. Zu dieser Zeit gab es vier Nobelpreisträger auf dem Personal des Cavendish Lab, und weitere fünf sollten hervorgehen, darunter Walton und John Cockcroft. Walton erhielt seinen PhD 1931 und blieb bis 1934 als Forscher in Cambridge.

In den frühen 1930er Jahren arbeiteten Walton und John Cockcroft zusammen, um ein Gerät zu bauen, das die Kerne von Lithiumatomen durch Beschuss mit einem Strom von Protonen, die in einem Hochspannungsrohr mit 700 Kilovolt beschleunigt wurden, spaltete. Die Spaltung der Lithiumkerne führte zur Erzeugung von Heliumkernen. Dies war eine experimentelle Bestätigung von Theorien über die Atomstruktur, die früher von Rutherford, George Gamow und anderen vorgeschlagen worden waren. Das erfolgreiche Gerät – eine Art Teilchenbeschleuniger, der heute Cockcroft-Walton-Generator genannt wird – trug dazu bei, eine Ära der auf Teilchenbeschleunigern basierenden experimentellen Kernphysik einzuleiten. Es war diese Forschung in Cambridge in den frühen 1930er Jahren, die Walton und Cockcroft 1951 den Nobelpreis in Physik einbrachte.

Walton war über 40 Jahre mit dem Dublin Institute for Advanced Studies verbunden und diente lange Zeit im Vorstand der School of Cosmic Physics und im Rat des Instituts. Nach dem Tod von John J. Nolan 1952, dem ersten Vorsitzenden der School of Cosmic Physics, übernahm Walton diese Position und behielt sie bis 1960, als er von John H. Poole abgelöst wurde.

Karriere am Trinity College Dublin

Ernest Walton kehrte 1934 nach Irland zurück, um Fellow des Trinity College Dublin in der Physik-Abteilung zu werden, und 1946 wurde er zum Erasmus Smith's Professor of Natural and Experimental Philosophy ernannt. Waltons Unterricht galt als hervorragend, da er die Fähigkeit hatte, komplizierte Angelegenheiten einfach und leicht verständlich darzustellen. Seine Forschungsinteressen wurden mit sehr begrenzten Mitteln verfolgt, doch in den späten 1950er Jahren konnte er die phosphoreszierende Wirkung in Gläsern, Sekundärelektronenemissionen von Oberflächen unter Positiv-Ionenbeschuss, Radiokarbon-Datierung und Niedrigzählungen sowie die Abscheidung von dünnen Filmen auf Glas untersuchen.

Späte Jahre und Tod

Obwohl er sich 1974 vom Trinity College Dublin zurückzog, behielt er seine Verbindung zur Physik-Abteilung am Trinity bis zu seiner letzten Krankheit. Er war ein vertrautes Gesicht in der Teeküche. Kurz vor seinem Tod bewies er seine lebenslange Hingabe an Trinity, indem er seine Nobelmedaille und sein Zertifikat dem College präsentierte. Ernest Walton starb am 25. Juni 1995 in Belfast im Alter von 91 Jahren. Er ist auf dem Deansgrange Cemetery in Dublin begraben.

Familienleben

Ernest Walton heiratete 1934 Winifred Wilson, die Tochter eines methodistischen Pfarrers. Ihre vier Kinder sind Alan Walton, ein Physiker an der University of Cambridge, Marian Woods, Philip Walton Professor of Applied Physics, NUI Galway, und Jean Clarke. Er diente in einem Komitee des Wesley College, Dublin.

Religiöse Ansichten

Als Methodist erzogen, wurde Walton als jemand beschrieben, der sich dem christlichen Glauben stark verpflichtet fühlte. Er hielt sogar Vorträge über die Beziehung zwischen Wissenschaft und Religion in mehreren Ländern, nachdem er den Nobelpreis gewonnen hatte, und er ermutigte den wissenschaftlichen Fortschritt als Weg, mehr über Gott zu erfahren:

Ein Weg, den Geist des Schöpfers kennenzulernen, ist das Studium seiner Schöpfung. Wir müssen Gott die Höflichkeit erweisen, sein Kunstwerk zu studieren, und dies sollte für alle Bereiche des menschlichen Denkens gelten. Eine Weigerung, unsere Intelligenz ehrlich zu nutzen, ist eine Verachtung gegenüber dem, der uns diese Intelligenz gegeben hat

— V. J. McBrierty (2003): Ernest Thomas Sinton Walton, The Irish Scientist, 1903-1995, Trinity College Dublin Press.

Walton interessierte sich für Themen zur Regierung und zur Kirche, und nach seinem Tod gründete die Organisation Christians in Science Ireland die Walton Lectures on Science and Religion, eine Initiative ähnlich der Boyle Lectures. David Wilkinson, Denis Alexander und andere haben Walton Lectures an Universitäten in ganz Irland gehalten.

Auszeichnungen

Walton und John Cockcroft erhielten 1951 den Nobelpreis für Physik für ihre „Arbeiten zur Transmutation von Atomkernen durch künstlich beschleunigte Atomteilchen", im Volksmund als Atomspaltung bekannt. Ihnen wird zugeschrieben, dass sie als erste den Lithiumkern durch Bombardement mit beschleunigten Protonen oder Wasserstoffkernen zerlegten und 1930 Heliumkerne in den Produkten identifizierten. Allgemeiner hatten sie ein Gerät gebaut, das zeigte, dass Kerne verschiedener leichter Elemente wie Lithium durch schnell bewegte Protonen gespalten werden konnten.

Walton und Cockcroft erhielten 1938 die Hughes Medal der Royal Society of London. In viel späteren Jahren – und überwiegend nach seinem Ruhestand 1974 – erhielt Walton Ehrenabschlüsse oder Auszeichnungen von zahlreichen irischen, britischen und nordamerikanischen Institutionen.

Der „Walton Causeway Park" in Waltons Heimat Dungarvan wurde zu seinen Ehren eingeweiht, wobei Walton selbst 1989 an der Zeremonie teilnahm. Nach seinem Tod benannte das Waterford Institute of Technology ein großes Gebäude nach ihm, das ETS Walton Building, und eine Plakette wurde an der Stelle seines Geburtshauses angebracht.

Weitere Auszeichnungen für Walton sind das Walton Building am Methodist College Belfast, der Schule, an der er fünf Jahre Internatsschüler war, und eine Gedenkplakette außerhalb des Haupteingangs zum Methodist College. Außerdem gibt es den Walton Prize for Physics am Wesley College, wo er studierte und für viele Jahre als Vorsitzender des Vorstands tätig war, sowie einen Preis mit gleichem Namen am Methodist College, der an den Schüler verliehen wird, der die höchsten Noten in A Level Physics erreicht. Es gibt auch ein Stipendium in Waterford, das nach Walton benannt ist.