ההצעה שגרעיני אטומים יכולים להחזיק צורות לא כדוריות הגדירה מחדש את התאוריה הגרעינית בשנת 1949, כשהיא מאתגרת את האמונה הרווחת שכל הגרעינים היו עגולים לחלוטין. מסגרת תאורטית זו, שפותחה על ידי ליאו ג'יימס ריינווטר (Leo James Rainwater), יישבה תצפיות סותרות בין מודל טיפת הנוזל ומודל הקליפה הגרעינית, ובסופו של דבר הבטיחה עבורו פרס נובל לפיזיקה בשל השפעתה המכוננת על ההבנה המבנית.
חינוך מוקדם ופרויקט מנהטן
ריינווטר, שנולד בקאונסיל, איידהו, בשנת 1917, הפגין כישרון אקדמי במתמטיקה ובפיזיקה לפני שלמד במכון הטכנולוגי של קליפורניה (California Institute of Technology). הוא השלים תואר ראשון במדעים בשנת 1939 ועבר לאחר מכן לאוניברסיטת קולומביה (Columbia University) ללימודי תואר שני ודוקטורט. במהלך מלחמת העולם השנייה, הוא הצטרף למעבדות חומרי הסגסוגת החלופיים (Substitute Alloy Materials Laboratories), חלק מפרויקט מנהטן. בעבודה לצד ויליאם ו. הייבנס ג'וניור (William W. Havens Jr.) וצ'יין-שיונג וו (Chien-Shiung Wu), הוא פיתח ספקטרומטר נייטרונים כדי לחקור חתכי פעולה של נייטרונים, וקיבל את הדוקטורט שלו בשנת 1946.
תרומות תאורטיות למבנה הגרעיני
עם הצטרפותו לסגל אוניברסיטת קולומביה, הפנה ריינווטר את תשומת לבו לתאוריה גרעינית. עד שנת 1949, המודלים הקיימים התקשו להסביר נתונים ניסיוניים הנוגעים למומנטים קוואדרופוליים ביסודות כבדים. ריינווטר הציע שגרעינים יכולים לקבל צורות כדוריות פחוסות (ספרואידיות), סטייה מההנחה הכדורית המקובלת. הוא פרסם תאוריה זו בשנת 1950, אשר אוששה מאוחר יותר על ידי ניסויים שערכו אגה בוהר (Aage Bohr) ובן מוטלסון (Ben Mottelson).
פיזיקה ניסיונית ומנהיגות
ריינווטר פיקח על פיתוחים ניסיוניים משמעותיים במעבדות נביס (Nevis Laboratories), אחוזה על נהר ההדסון בניהול אוניברסיטת קולומביה. תוך שימוש במימון ממשרד המחקר של הצי, הוא פיקח על בניית סינכרוציקלוטרון בשנת 1950. מחקרו עבר להתמקד באטומים מיואוניים, תוך שיתוף פעולה עם ואל פיץ' (Val Fitch) לחקר מערכות שבהן הוחלפו אלקטרונים במיואונים. הוא כיהן כמנהל מעבדות נביס לשתי תקופות נפרדות בין השנים 1951 ל-1961.
Twenty questions, eight minutes on the clock, and a percentile measured against everyone who has taken it. No sign-up.
Take the IQ test →הכרה מקצועית
ריינווטר מונה לפרופסור לפיזיקה על שם פיופין (Pupin) באוניברסיטת קולומביה בשנת 1982, ובכך חתם קריירה של שירות מוסדי רחב היקף. תרומותיו זכו להכרה רשמית באמצעות פרס ארנסט אורלנדו לורנס בשנת 1963 ופרס נובל לפיזיקה בשנת 1975. הוא החזיק בחברות בגופים שונים, כולל האגודה האמריקאית לפיזיקה (American Physical Society) והאקדמיה הלאומית למדעים (National Academy of Sciences), עד למותו בניו יורק בשנת 1986.
עובדות מהירות
- נולד: 1917, קאונסיל, איידהו - נפטר: 1986, ניו יורק - פרס נובל לפיזיקה: 1975 - פרס ארנסט אורלנדו לורנס: 1963 - תואר ראשון: המכון הטכנולוגי של קליפורניה - דוקטורט: אוניברסיטת קולומביה - תחום עיקרי: פיזיקה גרעינית
שאלות שקוראים שואלים
### מה הייתה תרומתו העיקרית של ג'יימס ריינווטר לפיזיקה?
הוא פיתח את התאוריה שגרעיני אטומים אינם תמיד כדוריים, מה שיישב סתירות בין מודל הקליפה הגרעינית למודל טיפת הנוזל.
### האם ריינווטר עבד על פצצת האטום?
כן, הוא עבד במעבדות חומרי הסגסוגת החלופיים במהלך מלחמת העולם השנייה, והתמקד בהעשרת אורניום ובמחקרים על חתכי פעולה של נייטרונים.