Fizicienii din laborator au studiat odată știința care i-a bântuit
De Danny Alcazar, arhivist, Centrul Național de Cercetare a Securității
Deși Frederick Reines (foto, mai jos) a excelat academic la literatură și istorie și a fost pasionat de muzică și canto, un profesor i-a văzut potențialul în știință.
Acel profesor i-a oferit lui Reines încurajări – și o cheie de la laboratorul de științe pentru ca el să poată lucra oricând dorea. Notele lui Reines la științe au început să se îmbunătățească în mod constant până la liceu, iar răspunsul său la întrebarea din anuar cu privire la principala sa ambiție a fost: „Să fiu un fizician extraordinar.”
Ani mai târziu, când Reines a avut în vedere pentru prima dată un experiment pentru a detecta neutrino în 1951, această particulă era încă un poltergeist – ceea ce înseamnă că era o fantomă trecătoare, dar obsedantă în lumea realității fizice, conform raportului Laboratorului „The Reines-Cowan Experiments: Detecting the Poltergeist”. Proprietățile neutrinului fuseseră deduse, dar numai teoretic – cineva încă mai trebuia să-i demonstreze realitatea.
Peste 45 de ani mai târziu, Reines a primit Premiul Nobel pentru Fizică în 1995 pentru că a detectat așa-numitele particule fantomă ale reacțiilor nucleare și a lărgit astfel înțelegerea oamenilor de știință asupra fundamentelor fizicii.
Era Proiectului Manhattan
Reines s-a alăturat laboratorului secret de atunci din Los Alamos în 1944 pentru a ajuta la crearea primelor bombe atomice din lume. El a lucrat sub conducerea faimoșilor fizicieni Richard Feynman și Hans Bethe.
Până în 1947, Reines s-a gândit pentru prima dată să urmărească dovezi pentru neutrini (o particulă subatomică fără sarcină electrică și cu o masă foarte mică), ceea ce l-a determinat să ceară un concediu sabatic în rezidență. Decenii mai târziu, el și-a amintit: „În 1951, în urma testelor din Atolul Eniwetok din Pacific, am decis că aș vrea cu adevărat să fac fizică fundamentală. … M-am mutat într-un birou complet gol, uitându-mă la un caiet alb timp de câteva luni în căutarea unei întrebări semnificative, demne de munca unei vieți. Lunile au trecut și tot ce am reușit să scot din subconștient a fost posibila utilitate a unei bombe pentru detectarea directă a neutrinilor.”
Seeing ghosts (particles)
Reines era în căutarea de a dovedi că neutrinii există cu adevărat. Inspirându-se din experiențele anterioare cu explozibili, el a decis să încerce să observe evazivul neutrino și l-a convins pe colegul său de la Los Alamos, Clyde Cowan, să-i fie colaborator.
Cunoscând că exploziile atomice emit o mulțime de neutroni care apoi se dezintegrează, s-au gândit mai întâi să folosească o bombă nucleară. O explozie atomică ar oferi o sursă excelentă de neutrini și o șansă ca „particula fantomă” să devină vizibilă. Acest lucru a presupus construirea unui detector sensibil și plasarea acestuia în apropierea unei bombe atomice. Dar cum ar putea fi construit un detector care să fie plasat la 100 de metri de „cea mai violentă explozie produsă de om” și să supraviețuiască?
După multe experimente, Reines și Cowan au decis să folosească reactorul nuclear de la Hanford, Washington. Acest lucru le-ar fi oferit controlul asupra energiei nucleare și ar fi permis ca experimentul să poată fi repetat. Acolo, ei ar avea posibilitatea de a face modificări ale nucleelor atomice care ar produce un număr colosal de neutrini. Reines și Cowan au fost apoi capabili să detecteze neutrinii emiși de reactor prin înregistrarea interacțiunilor lor cu protonii în scintilatorul lichid.
Proiectul Poltergeist
În 1953, Reines și Cowan au construit un mic prototip de detector numit Herr Auge (în germană Mr. Eye) ca parte a Proiectului Poltergeist – numit astfel datorită naturii fantomatice a neutrinilor. Aceasta a fost prima dezvoltare experimentală majoră care a produs rezultate semnificative din punct de vedere statistic.
La un moment dat, în timpul experimentelor lor, au fost siguri că au observat un neutrino liber, dar în 1955, Reines și Cowan și-au mutat operațiunea la Savannah River Plant, care avea cinci reactoare de fisiune.
Reines și Cowan s-au confruntat cu o provocare colosală: captarea „celei mai antisociale dintre particule”. În vara anului 1956, au reușit.
Premiul Nobel pentru Fizică
La scurt timp după descoperirea lor, Cowan a părăsit laboratorul Los Alamos, urmat de Reines, amândoi pentru a continua să predea.
Nu înainte de 1995, Reines a primit Premiul Nobel pentru Fizică pentru munca sa experimentală și a lui Cowan în detectarea primului neutrino, numit electronul anti-neutrino. Cu toate acestea, Cowan nu a împărțit premiul, deoarece acesta nu este acordat postum (Cowan a murit în 1974).
Premiul Nobel al lui Reines este în prezent expus la Casa Bethe a Muzeului Istoric din Los Alamos de pe Bathtub Row, în centrul orașului Los Alamos.
O replică oficială a prestigiosului premiu este împrumutată de la Muzeul Bradbury al Laboratorului și este expusă în Centrul de Cercetare a Securității Naționale (NSRC), care este biblioteca clasificată a Laboratorului. Replicile oficiale arată identic cu originalele și sunt realizate de aceiași meșteri, dar sunt din bronz finisat cu aur, mai degrabă decât din aur masiv.
.