Чарльз Томсон Рис Вильсон

Чарльз Томсон Рис Вильсон

Чарльз Томсон Рис Вильсон (Charles Thomson Rees Wilson, 14 февраля 1869 — 15 ноября 1959) — британский метеоролог и физик, разделивший Нобелевскую премию по физике 1927 года с Артуром Комптоном (Arthur Compton) за изобретение камеры Вильсона (cloud chamber).

Ранние годы и образование

Чарльз Томсон Рис Вильсон родился 14 февраля 1869 года в Гленкорсе (Glencorse), Шотландия, в семье овцевода Джона Вильсона (John Wilson) и Энни Кларк Харпер (Annie Clark Harper). После смерти отца в 1873 году Вильсон переехал с семьей в Манчестер, Англия.

При финансовой поддержке сводного брата Вильсон изучал биологию в Оуэнс-колледже (Owens College, ныне Манчестерский университет), намереваясь стать врачом. Он получил степень бакалавра наук в 1887 году. В следующем году он выиграл стипендию для обучения в Сидни-Сассекс-колледже (Sidney Sussex College) в Кембридже, где заинтересовался физикой и химией. В 1892 году он получил диплом с отличием первого класса по обеим частям Трипоса по естественным наукам (Natural Sciences Tripos).

Карьера и исследования

Вильсон стал проявлять особый интерес к метеорологии, и в 1893 году начал изучать облака и их свойства. С 1894 года он некоторое время работал в обсерватории на горе Бен-Невис (Ben Nevis), где проводил наблюдения за образованием облаков. Его особенно увлекало явление глорий (glories). Затем он попытался воспроизвести этот эффект в меньшем масштабе в Кавендишской лаборатории (Cavendish Laboratory) в Кембридже, расширяя влажный воздух внутри герметичного контейнера.

В 1895 году Вильсон обнаружил, что при достаточно высокой степени расширения перенасыщенный водяной пар конденсируется даже при отсутствии пыли (которую он удалял путем предварительной конденсации), что противоречило предыдущим исследованиям Джона Эйткена (John Aitken). Под руководством Дж. Дж. Томсона (J. J. Thomson) к 1896 году он выяснил, что рентгеновские лучи стимулируют конденсацию так же эффективно, как и пыль.

В 1900 году Вильсон стал членом (fellow) Сидни-Сассекс-колледжа в Кембридже и был назначен университетским лектором и демонстратором. Некоторые считали его плохим лектором из-за выраженного заикания. Он вел курс по атмосферному электричеству в качестве приглашенного лектора в Имперском колледже Лондона (Imperial College London). В 1918 году он был назначен ридером (Reader) по электрической метеорологии, а в 1925 году — Джексоновским профессором натурфилософии (Jacksonian Professor of Natural Philosophy).

В 1906 году Вильсон выдвинул гипотезу, что космическое излучение генерирует ионы, вызывающие конденсацию без видимых причин.

Вильсон опубликовал множество статей по метеорологии и физике, посвященных таким темам, как рентгеновские лучи, ионизация, формирование грозовых облаков и другие метеорологические явления. Возможно, Вильсон также наблюдал спрайты (sprite) в 1924 году, за 65 лет до их официального открытия. Погода была в центре его внимания на протяжении всей карьеры, от ранних наблюдений на Бен-Невисе до его последней статьи о грозовых облаках.

Камера Вильсона

Изобретение камеры Вильсона стало самым значительным достижением ученого, принесшим ему Нобелевскую премию по физике в 1927 году. Кавендишская лаборатория высоко оценила его за создание «нового и поразительного метода исследования свойств ионизированных газов». Камера Вильсона позволила совершить огромный экспериментальный прорыв в изучении субатомных частиц и физики элементарных частиц в целом. Некоторые даже считают, что именно Вильсон сделал изучение частиц возможным.

Позже Вильсон экспериментировал с созданием облачных следов в своей камере путем конденсации на ионах, генерируемых радиоактивностью. Несколько его камер сохранились до наших дней.

Оглядываясь назад, можно сказать, что экспериментальный метод Вильсона привлек некоторое внимание исследователей.

В период научного поиска, характеризующийся разделением на «аналитических» и «морфологических» ученых, метод исследования Вильсона представлял собой некий гибрид. В то время как одни ученые считали, что явления следует наблюдать в чистой природе, другие предлагали лабораторно-контролируемые эксперименты в качестве основного метода исследования. Вильсон использовал комбинацию методов в своих экспериментах. Его работа «сделала видимыми вещи, свойства которых ранее можно было лишь косвенно дедуцировать».

Вильсона называли «почти последним из великих физиков-экспериментаторов-одиночек». Он использовал свою камеру различными способами, чтобы продемонстрировать принципы работы субатомных частиц и рентгеновских лучей. Но его главным интересом, и темой большинства его работ, была метеорология.

Личная жизнь и смерть

В 1908 году Вильсон женился на Джесси Фрейзер (Jessie Fraser), дочери священника из Глазго. У них было четверо детей. Семья знала его как терпеливого и любознательного человека, любившего прогулки по холмам возле дома.

Вильсон скончался 15 ноября 1959 года в своем доме в Карлопсе (Carlops) в возрасте 90 лет в окружении семьи.

Признание

### Членство в организациях

### Награды

### Ордена

Увековечение памяти

Кратер Вильсон (Wilson crater) на Луне назван в его честь, а также в честь Александра Вильсона (Alexander Wilson) и Ральфа Элмера Вильсона (Ralph Elmer Wilson). Облако Вильсона (Wilson Condensation Cloud), образующееся после крупных взрывов, таких как ядерные детонации, названо в его честь. Научное общество Сидни-Сассекс-колледжа в Кембридже называется «Общество Вильсона» (The Wilson Society), а группа по изучению атмосферного электричества Королевского метеорологического общества носит название «Институт атмосферного электричества им. Ч. Т. Р. Вильсона» (CTR Wilson Institute for Atmospheric Electricity).

Архивы Ч. Т. Р. Вильсона хранятся в архиве Университета Глазго (Archives of the University of Glasgow).

В 1996 году в честь Вильсона была установлена синяя мемориальная доска на специально сложенном каменном холме (cairn) во Флоттерстоуне (Flotterstone), недалеко от места его рождения на ферме Кроссхаус (Crosshouse Farm).

В 2012 году Королевское общество Эдинбурга (Royal Society of Edinburgh) провело заседание в честь Вильсона, «великого шотландского физика».