Нобелови лауреати – 1950 година

Сесил Франк Поуел (Cecil Frank Powell)

5 декември 1903 г. – 9 август 1969 г.

Нобелова награда за физика

(За разработването на фотографския метод за изследване на ядрените процеси и за откриването на мезоните, осъществено с помощта на този метод.)

Английският физик Сесил Франк Поуел е роден в Тонбридж (графство Кент) в семейството на Елизабет Керълайн (Бисакр) Поуел, дъщеря на учител, и оръжейния майстор Франк Поуел. Съдебен иск заради случаен изстрел разорява бащата и семейството започва да изпитва финансови затруднения. Поуел учи в местното начално училище, а на единадесет години получава стипендия, която му позволява да учи в Джъд скул в Тонбридж, където един от неговите учители съумява да пробуди у него интерес към физиката. Много добър по всички предмети, Поуел получава стипендия, благодарение на която постъпва в кеймбриджкия Сидни Съсекс колидж, който завършва през 1925 г. с най-високо отличие по физика.

Макар че му предлагат мястото на учител, Поуел предпочита да остане в Кеймбридж, където става аспирант на Ч. Т. Р. Уилсън и Ърнест Ръдърфорд. При първото си самостоятелно изследване Поуел се опитва да усъвършенства камерата, изобретена от Уилсън през 1911 г., с надеждата, че това ще му позволи да регистрира ядрени частици с по-висока енергия. Опитите завършват с неуспех, но в процеса на своите експерименти той започва да разбира по-задълбочено процесите на кондензацията на газовете в камерата на Уилсън. За своята работа Поуел получава през 1927 г. докторска степен.

През следващата година Поуел става асистент-изследовател на А. М. Тиндъл в Бристълския университет. През 1931 г. започва да чете лекции по физика, след това следват назначения на длъжностите старши лектор по физика (1946 г.), професор по физика (1948 г.) и директор на университетската физическа лаборатория (1964 г.). От 1964 до 1967 г. заема също така поста вицеканцлер на университета.

В Бристъл Поуел започва изследвания за измерване на движението на йоните в газове. Тиндъл, като смята, че бъдещето на университета зависи от изследванията по ядрена физика, се обръща към Поуел с молба да поеме ръководството за изграждане на ускорител - проект, с който Поуел се занимава до 1939 г. През 1936 г. той прекъсва работата си за няколко месеца, за да замине като сеизмолог с британска научна експедиция на остров Монсерат в Западна Индия, защото правителството се опасява от възможно катастрофално изригване на вулкан (което, за щастие, не се случва).

Скоро след завършването на ускорителя Поуел започва да се интересува от възможността за използване на фотографски плаки за откриване на следи от електрически заредени частици. Макар че този метод се е прилагал и преди това, учените се отказват от него, защото смятат, че фотографските емулсии не позволяват да се получат точни и надеждни резултати. Повечето им следващи изследвания са свързани с използването на камерата на Уилсън.

Поуел обаче е убеден, че фотоемулсията може да се използва за точни измервания във физиката на елементарните частици, защото позволява да се фиксира следата на всяка заредена частица, преминаваща през емулсията, докато в камерата на Уилсън следите могат да се наблюдават само за кратки периоди от време. В края на 1930-те години Поуел убеждава специалистите по фотография да разработят нови, по-чувствителни емулсии, предназначени специално за физически изследвания, и купува високочувствителни немски микроскопи за изучаване на фотографските плаки. Но въпреки всичките усилия, резултатите от първоначалните изследвания на Поуел са разочароващи.

Когато започва Втората световна война (1939 г.), Поуел и неговите колеги се включват в Британския проект за атомна енергия, като се занимават с измервания на енергията на неутроните. След войната, като подновява работата си за откриване на частиците, Поуел убеждава фирмите за производство на фотоматериали „Илфорд“ и „Кодак“ да се заемат със създаването на специални емулсии и нови методи за проявяване на лентите за фиксиране на следите на ядрените частици. През 1946 г. лабораторията на „Илфорд“ усъвършенства емулсията и това позволява да се получат по-ясни изображения на следите на частиците и да се извършват по-надеждни измервания. С помощта на новата емулсия Поуел се заема да изследва космическите лъчи в Пиренеите; изборът на значителна височина над морското равнище (около 3000 метра) се обяснява с това, че земната атмосфера пречи на много частици от космическите лъчи да се приближат към Земята.

През 1947 г., заедно със своите колеги, Поуел открива в космическите лъчи нова заредена частица - пи-мезон, или пион. Масата на пиона е 273 пъти по-голяма от масата на електрона и е около една седма част от масата на протона. Пионът е краткотрайна частица и се разпада на мюон (частица, родствена на електрона) и неутриното (частица без маса и електрически заряд). Пионът е в основни линии отговорен за взаимодействието между протоните и неутриното и не позволява на атомното ядро да се разпадне. Откриването на пиона е предсказано през 1935 г. японския физик Хидеки Юкава и води след това до откриването на много други субатомни частици. Поуел и неговите сътрудници откриват също така к-мезоните, които са по-тежки от пи-мезоните, имат още по-малък живот и също участват в силите, които не дават на атомните частици да се разпаднат.

Разширявайки търсенето на космическите частици, Поуел издига фотографските плаки в по-високи слоеве на атмосферата отначало с помощта на балони сонди, а след това с помощта на ракети. През 1952 г. той пренася пускането на сондите в района на Средиземно море, където климатът е по-благоприятен и позволява да се осъществяват по-продължителни полети. При пускането на сондите, тяхното връщане и анализа на фотографските плаки за откриването на следи от нови частици Поуел си сътрудничи с учени от много европейски страни.

След получаването на Нобеловата награда Поуел продължава да се занимава с изследването на космическите лъчи, като разширява рамките на международните проекти, насочени към изучаването на този кръг от явления. Той провежда също така изследвания с използването на ускорители. Съзнавайки дълбоко социалната отговорност на учения, Поуел сътрудничи все по-активно на научни организации, занимаващи се с проблемите на неразпространението на ядреното оръжие. Като президент на Асоциацията на учените (1952-1954) той настоява британското правителство да предприеме мерки за забрана на атомното оръжие. През 1955 г. Поуел убеждава още осем известни учени, сред които и Алберт Айнщайн, да подпишат обръщението на Бертран Ръсел, в което народите по света се предупреждават за ужасите на ядрената война и се съдържат призиви за свикване на конференция по разоръжаването. Поуел е също така член на Пъгоушкото движение и участва в пленарните заседания на първата пъкоушка конференция през 1957 г.

През 1932 г. Поуел се жени за Изабел Терезе Артнер от Хамбург, с която го запознава Макс Делбрюк. Семейството има две дъщери. Поуел умира скоропостижно по време на отпуск, който прекарва в Милано (Италия).

Поуел е удостоен с много почетни звания и медали, сред които медала Хюз (1949 г.) и Кралския медал (1961 г.) на Лондонското кралско дружество и златния медал Ломоносов на Академията на науките на СССР (1967 г.). Член е на Лондонското кралско дружество и чуждестранен член на много научни дружества по света. От 1961 до 1963 г. е председател на Комитета за научна политика към ЦЕРН (Европейския център за ядрени изследвания), университетите в Дъблин, Бордо и Варшава му присъждат научни степени.

Превод от руски: Павел Б. Николов