Ernest Walton

Un acceleratore lineare ha il vantaggio che non è richiesto nessun magnete e che il suo costo non dovrebbe aumentare molto più steeply dell'energia delle particelle richieste.

Ernest Thomas Sinton Walton era un fisico anglo-irlandese e premio Nobel per il suo lavoro con John Cockcroft negli esperimenti di "frammentazione dell'atomo" condotti presso l'Università di Cambridge nei primi anni '30, e così divenne la prima persona nella storia a scindere l'atomo.

Primi anni

Ernest Walton è nato ad Abbeyside, Dungarvan, nella Contea di Waterford da padre pastore metodista, Rev John Walton 1874–1936 e Anna Sinton 1874–1906. In quegli anni la famiglia di un clergyman generale si trasferiva ogni tre anni, e questa pratica portò Ernest e la sua famiglia, mentre era ancora un bambino, a Rathkeale, Contea di Limerick dove sua madre morì e alla Contea di Monaghan. Frequentò scuole diurne nelle contee di Down e Tyrone, e al Wesley College Dublin prima di diventare interno al Methodist College Belfast nel 1915, dove eccelleva in scienze e matematica.

Nel 1922 Walton vinse borse di studio al Trinity College Dublin per lo studio della matematica e della scienza, e avrebbe poi essere eletto Foundation Scholar nel 1924. Ha ottenuto i gradi di bachelor e master dal Trinity rispettivamente nel 1926 e nel 1927. Durante questi anni al college, Walton ha ricevuto numerosi premi per l'eccellenza in fisica e matematica sette premi in totale, inclusa la Foundation Scholarship nel 1924. Dopo la laurea gli è stata assegnata una 1851 Research Fellowship dalla Royal Commission for the Exhibition of 1851 ed è stato accettato come studente ricercatore al Trinity College, Cambridge, sotto la supervisione di Sir Ernest Rutherford, Direttore del Cavendish Laboratory dell'Università di Cambridge. Al tempo c'erano quattro premi Nobel sul personale del laboratorio Cavendish e altri cinque sarebbero emergere, inclusi Walton e John Cockcroft. Walton ha ottenuto il suo dottorato nel 1931 e è rimasto a Cambridge come ricercatore fino al 1934.

Nei primi anni '30 Walton e John Cockcroft hanno collaborato per costruire un apparato che scindeva i nuclei degli atomi di litio bombardandoli con un flusso di protoni accelerati all'interno di un tubo ad alta tensione 700 kilovolt. La scissione dei nuclei di litio ha prodotto nuclei di elio. Questa era la verifica sperimentale di teorie sulla struttura atomica che erano state proposte in precedenza da Rutherford, George Gamow e altri. L'apparato di successo – un tipo di acceleratore di particelle ora chiamato generatore Cockcroft-Walton – ha aiutato a inaugurare un'era di fisica nucleare sperimentale basata su acceleratori di particelle. È stata questa ricerca a Cambridge nei primi anni '30 che ha fatto vincere a Walton e Cockcroft il Premio Nobel in Fisica nel 1951.

Walton è stato associato con il Dublin Institute for Advanced Studies per oltre 40 anni, ad esempio, servendo lunghi periodi nella commissione della School of Cosmic Physics e nel Consiglio dell'Istituto. Seguendo la morte nel 1952 di John J. Nolan, il primo presidente della School of Cosmic Physics, Walton assunse il ruolo, e servì in quella posizione fino al 1960, quando fu succeduto da John H. Poole.

Carriera al Trinity College Dublin

Ernest Walton ritornò in Irlanda nel 1934 per diventare Fellow del Trinity College Dublin nel dipartimento di fisica, e nel 1946 fu nominato Erasmus Smith's Professor of Natural and Experimental Philosophy. L'insegnamento di Walton era considerato eccezionale poiché aveva l'abilità di presentare materie complicate in termini semplici e facili da capire. I suoi interessi di ricerca sono stati perseguiti con risorse molto limitate, eppure è stato in grado di studiare, alla fine degli anni '50, l'effetto fosforescente nei vetri, le emissioni di elettroni secondari dalle superfici sotto bombardamento di ioni positivi, la datazione al radiocarbonio e il conteggio a basso livello, e la deposizione di film sottili sul vetro.

Ultimi anni e morte

Sebbene si sia ritirato dal Trinity College Dublin nel 1974, ha mantenuto la sua associazione con il Dipartimento di Fisica al Trinity fino alla sua malattia finale. Era un volto familiare nella sala del tè. Poco prima della sua morte ha segnato la sua devozione a vita al Trinity presentando la sua medaglia Nobel e la citazione al college. Ernest Walton morì a Belfast il 25 giugno 1995, all'età di 91 anni. È sepolto nel Cimitero di Deansgrange, Dublino.

Vita familiare

Ernest Walton sposò Winifred Wilson, figlia di un ministro metodista, nel 1934. I loro quattro figli sono Alan Walton fisico dell'Università di Cambridge, Marian Woods, Philip Walton Professor of Applied Physics, NUI Galway, e Jean Clarke. Ha servito in una commissione del Wesley College, Dublino.

Visioni religiose

Cresciuto come metodista, Walton è stato descritto come qualcuno che era fortemente impegnato nella fede cristiana. Ha perfino tenuto lezioni sul rapporto tra la scienza e la religione in diversi paesi dopo che vinse il Premio Nobel, e incoraggiò il progresso della scienza come un modo per saperne di più su Dio:

Un modo per conoscere la mente del Creatore è studiare la Sua creazione. Dobbiamo rendere omaggio a Dio studiando la Sua opera d'arte e questo dovrebbe applicarsi a tutti i regni del pensiero umano. Un rifiuto di usare la nostra intelligenza onestamente è un atto di disprezzo per Colui che ci ha dato quella intelligenza

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

Walton aveva un interesse negli argomenti riguardanti il governo e la Chiesa, e dopo la sua morte, l'organizzazione Christians in Science Ireland ha istituito le Walton Lectures on Science and Religion un'iniziativa simile alle Boyle Lectures. David Wilkinson, Denis Alexander e altri hanno tenuto Walton Lectures nelle università in tutta l'Irlanda.

Onori

Walton e John Cockcroft erano destinatari del Premio Nobel per la Fisica del 1951 per il loro "lavoro sulla trasmutazione dei nuclei atomici per mezzo di particelle atomiche artificialmente accelerate" popolarmente noto come scissione dell'atomo. Sono accreditati di essere i primi a disintegrare il nucleo di litio per bombardamento con protoni accelerati o nuclei di idrogeno e identificare nuclei di elio nei prodotti nel 1930. Più in generale, avevano costruito un apparato che mostrava che i nuclei di vari elementi leggeri come il litio potevano essere scissi da protoni velocemente in movimento.

Walton e Cockcroft ricevettero la Hughes Medal della Royal Society of London nel 1938. Negli anni molto successivi – e prevalentemente dopo il suo ritiro nel 1974 – Walton ricevette lauree onorarie o conferimenti da numerose istituzioni irlandesi, britanniche e nordamericane.

Il "Walton Causeway Park" nella nativa Dungarvan di Walton è stato dedicato in suo onore con lo stesso Walton che ha partecipato alla cerimonia nel 1989. Dopo la sua morte il Waterford Institute of Technology ha denominato un grande edificio l'ETS Walton Building e una targa è stata collocata nel sito della sua nascita.

Altri onori per Walton includono il Walton Building al Methodist College, Belfast, la scuola dove era stato interno per cinque anni, e una lapide commemorativa fuori dell'ingresso principale al Methodist College. Inoltre, c'è il Walton Prize for Physics al Wesley College, dove ha frequentato e per molti anni ha servito come presidente della commissione dei Governatori, e un premio con lo stesso nome al Methodist College, che è assegnato all'alunno che ottiene i voti più alti in Fisica A Level. C'è anche una borsa di studio a Waterford denominata Walton.