О знаменитости

Биография

Фрэнсис Саймон / Франц Ойген Симон: биография

Метод получения низких температур посредством адиабатического размагничивания парамагнитных солей был предложен в 1926 году независимо Петером Дебаем и Уильямом Джиоком. В начале 1930-х годов Саймону удалось показать, что минимальная достижимая температура определяется тепловой аномалией, связанной с возникновением упорядоченных ориентаций спинов электронов. В 1934 году совместно с Николасом Курти он начал серию экспериментов по магнитному охлаждению. Прежде всего было необходимо установить термодинамическую шкалу температур в новом диапазоне, то есть научиться определять температуру, достигаемую в этом подходе (это может быть сделано, например, методом нагревания вещества гамма-излучением). После этого стало возможным измерять свойства веществ (парамагнитных солей) в зависимости от температуры, в частности был изучен процесс перехода спиновой системы в упорядоченное состояние. Среди других приложений магнитного охлаждения — охлаждение различных веществ в новом температурном диапазоне, поиск новых сверхпроводников, измерение тепловой релаксации и теплопроводности веществ и так далее.

В 1935 году вместе с Курти и независимо от Корнелиса Гортера Саймон выдвинул идею ядерного охлаждения. Как было показано в работах по адиабатическому размагничиванию, предельная температура охлаждения определяется энергией взаимодействия спинов (или магнитных моментов) электронов. С другой стороны, энергия взаимодействия ядерных магнитных моментов гораздо меньше, поэтому, если парамагнетизм вещества определяется его ядерными спинами, можно достичь ещё более низких температур. В последующие годы Саймон обосновал возможность реализации этого подхода, однако она была связана с большими экспериментальными трудностями, в частности с необходимостью получения достаточно сильных магнитных полей и предварительным охлаждением до сотых долей К. Поэтому первые успешные опыты по ядерному охлаждению были проведены лишь летом 1956 года, когда удалось опустить спиновую температуру до 10 мкК.

Разделение изотопов

Вскоре после начала Второй мировой войны Саймон узнал о возможности получения ядерной взрывчатки на основе урана-235. В связи с этим встал вопрос о создании эффективных методик выделения этого изотопа. Уже к лету 1940 года начались первые эксперименты по разделению методом диффузии газовой смеси изотопов через мембрану. Поскольку все британские физики были уже привлечены к военным работам, в этих исследованиях принимали участие такие же иммигранты как Саймон. Первые опыты носили достаточно примитивный характер. Согласно воспоминаниям Николаса Курти,

После создания британского атомного проекта эти работы получили официальный статус. Большую роль в этом (наряду с «меморандумом Фриша — Пайерлса») сыграл доклад, составленный Саймоном, а также тот факт, что лорд Черуэлл, руководитель Кларендонской лаборатории, был советником Уинстона Черчилля по научным вопросам. Работы в группе Саймона были значительно расширены: проводились исследования свойств гексафторида урана и металлического урана, различных типов мембран, и уже в декабре 1940 года Саймон представил реалистичный проект завода по разделению изотопов урана. Экспериментально изучались и другие возможности разделения, в частности метод центрифугирования, теория которого была создана Полем Дираком. Результаты, полученные Саймоном и его группой, использовались также в рамках Манхэттенского проекта.

Личность и общественная позиция Саймона

Во время войны Саймон смог ближе познакомиться с организацией английской науки и промышленности. Это знакомство позволило ему сформировать собственный, довольно пессимистичный взгляд на роль и перспективы науки в британском обществе. Как специалист по термодинамике он выступал резко против бесполезных трат топлива и человеческих усилий, призывал к экономии угля, важнейшего топливного ресурса, и замене традиционных отопительных систем более разумными. Его активность в этом вопросе была во многом вызвана дефицитом угля в послевоенное время. В то же время он не разделял сверхоптимистичного взгляда на перспективы ядерной энергетики, считая, что в обозримом будущем уголь по-прежнему будет основным источником тепла. Особое беспокойство Саймона вызывало положение науки в Англии. Он утверждал, что ей уделяется недостаточно внимания по сравнению с другими странами (США и особенно СССР), и этот разрыв, по его мнению, будет только расти, что может привести к серьёзным последствиям для будущего Великобритании. В одной из последних своих статей он писал: