ג'ון קוקרופט

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
סר ג'ון קוקרופט
John Douglas Cockroft
1897 –‏ 1967
Cockcroft.jpg
תרומות עיקריות
ביקוע גרעיני
נתונים נוספים
ענף מדעי פיזיקה
נולד 27 במאי 1897
נפטר 18 בספטמבר 1967 (בגיל 70)
ארצות מגורים הממלכה המאוחדת
פרסים והנצחה

מדליית יוז (1938)
מפקד במסדר האימפריה הבריטית (1944)
האביר הראשון (1948)
פרס נובל לפיזיקה (1951)
המדליה המלכותית (1954)
מסדר ההצטיינות (1957)
אביר מפקד מסדר האמבט (1963)
אביר לגיון הכבוד (1950)

סר ג'ון דאגלס קוקרופט (באנגלית: John Douglas Cockroft;‏ 27 במאי 189718 בספטמבר 1967) היה פיזיקאי בריטי אשר חלק את פרס נובל לפיזיקה בשנת 1951 על ביקוע גרעין האטום עם ארנסט וולטון, וסייע בפיתוח אנרגיה גרעינית.

לאחר שירות במלחמת העולם הראשונה בחזית המערבית בחיל התותחנים המלכותי קוקרופט למד הנדסת חשמל במכללה הטכנולוגית של העיר מנצ'סטר. לאחר מכן הוא זכה במלגה לסנט ג'ונס קולג' בקיימברידג', שם עמד בבחינות לתואר ראשון ביוני 1924 וסיים בהצטיינות. ארנסט רתרפורד קיבל את קוקרופט למעבדת קבנדיש כתלמיד מחקר ובשנת 1928 קוקרופט השלים את עבודת הדוקטורט שלו תחת הנחיית רתרפורד. בשיתוף פעולה עם ארנסט וולטון ומארק אוליפנט הוא בנה את "מאיץ קוקרופט-וולטון" שבו השתמשו כדי לבצע את הפירוק המלאכותי הראשון של גרעין אטום, הישג הידוע בכינויו פיצול האטום.

במהלך מלחמת העולם השנייה קוקרופט היה לעוזר ראש המחקר מדעי במשרד האספקה הבריטי, ועבד על פיתוח המכ"ם. הוא גם היה חבר בוועדה שהוקמה כדי לבחון את הבעיות הנובעות ממזכר פריש-פירלס, בו חישוב המדגים כי יצירת פצצת אטום יכולה להיות אפשרית מבחינה טכנית. הוא אף היה חבר בוועדת MAUD אשר המשיכה בעבודה זו. ב-1940, במסגרת משימת טיזרד, הוא חלק סודות טכנולוגיה בריטית עם עמיתיו בארצות הברית. בהמשך המלחמה, בריטניה קצרה את הפירות שיתוף פעולה זה כאשר קיבלה מארצות הברית טכנולוגיות צבאיות בתחום המכ"ם ומרעום קרבה, אשר הועילו כדי להילחם ב-V-1. ב-1944, הוא התמנה למנהל מעבדת מונטריאל, ופיקח על פיתוח כורים גרעיניים מסוג ZEEP ו-NRX, ובהקמת מעבדות צ'וק ריבר.

לאחרי המלחמה קוקרופט הפך למנהל המוסד למחקר אנרגיה אטומית (AERE) בבריטניה, שם פיתח כורים גרעיניים.

בשנים 1959 - 1967 הוא עמד בראש צ'רצ'יל קולג' בקיימברידג'. משנת 1961 ועד 1965 הוא היה גם נגיד האוניברסיטה הלאומית של אוסטרליה בקנברה.

תחילת חייו[עריכת קוד מקור | עריכה]

ג'ון קוקרופט נולד בטודמורדן(אנ') במערב יורקשייר שבאנגליה ב-27 במאי 1897. הוא היה בנו הבכור של בעל מטחנה. היו לו ארבעה אחים. את חינוכו היסודי קיבל בבית ספר של הכנסייה האנגליקנית בכפר סמוך למקום הולדתו. בבית הספר היסודי הכיר את אשתו לעתיד יוניס אליזבת קרבטרי. בשנת 1914 הוא זכה במלגת לימודים במחוז מגוריו בזכותה למד מתמטיקה באוניברסיטת ויקטוריה במנצ'סטר. הוא סיים את שנת לימודיו הראשונה ביוני 1915, בעיצומה של מלחמת העולם הראשונה. ב-24 בנובמבר 1915 הוא התגייס לצבא הבריטי והוכשר כאתת בחיל התותחנים. הוא הוצב בחזית המערבית. קרוקפורד השתתף בהתקדמות לעבר קו הינדנבורג. בפברואר 1918 נשלח לקורס קצינים, אף על פי שלא למד בבית ספר פרטי, כמקובל בין קצינים בריטים באותה עת. באוקטובר 1918 הוא הוסמך כקצין בחיל התותחנים.

בינואר 1919, לאחר סיום המלחמה, הוא שוחרר מן הצבא ושב ללימודיו במנצ'סטר, אולם החל בלימודי הנדסת חשמל במכללה הטכנולוגית של העיר מנצ'סטר. בזכות השנה שבה למד מתמטיקה, טרם גיוסו, הוא קיבל פטור מלימודי שנה ראשונה. ביוני 1920 קיבל תואר ראשון במדעים (BSc). מיילס ווקר, שהיה פרופסור להנדסת חשמל במכללה, שכנע את קוקרופט להתחיל בעבודת מחקר בחברת מטרופוליטן ויקרס, חברת הנדסת חשמל בריטית המתמחה בציוד חשמל תעשייתי. הוא קיבל מלגת מחקר ובשנת 1922 הגיש תזה לתואר שני במדעים בנושא "ניתוח הרמוני לזרמי חילופין". באותו שלב הציע לו ווקר כי יבחן למלגת לימודים בסנט ג'ונס קולג' באוניברסיטת קיימברידג', שם למד אף הוא. קרוקרופט הצליח לזכות במלגת לימודים של 30 ליש"ט וכן בסיוע לימודים של 20 ליש"ט שהוענק לו כתלמיד בעל אמצעים דלים. חברת מטרופוליטן ויקר העניקה לו 50 ליש"ט נוספים בתנאי שישוב לעבוד בחברה עם קבלת התואר. מורהו ודודתו השלימו את השכר הנדרש בסך 316 ליש"ט וכך היה יכול להתחיל בלימודיו בקיימברידג'. כתלמיד שהגיע עם תארים קודמים הוא קיבל פטור מבחינות השנה הראשונה. ביוני 1924 עמד בבחינות הסיום לתואר ראשון, סיים בהצטיינות וקיבל תואר ראשון.

ב-26 באוגוסט 1925 קוקרופט נישא לאליזבת קרבטרי בטקס שנערך בכפר הולדתו. לזוג נולדו שישה ילדים, שני בנים וארבע בנות, הראשון שבהם מת עוד בהיותו תינוק.

מחקר גרעיני[עריכת קוד מקור | עריכה]

בהמלצת מורו ווקר, שהיה אז מנהל המחקר בחברת מטרופוליטן ויקרס, קוקרופט התקבל כתלמיד מחקר במעבדת קוונדיש אותה ניהל ארנסט רתרפורד. הוא החל לימודיו כתלמיד לתואר שלישי בשנת 1924, כשהוא נעזר בשתי מלגות לימודים. הוא כתב את עבודת הדוקטורט בהנחיית רתרפורד שכותרתה: "על התופעה המתרחשת בעיבוי זרמים מולקולריים על פני משטחים".[1] ב-6 בספטמבר 1925 קוקרופט קיבל תואר דוקטור, באותה עת שימש עוזר לפיזיקאי הרוסי פיוטר קפיצה, שחקר את תחום הפיזיקה של שדות מגנטיים בטמפרטורות קור קיצוניות. במסגרת עבודתו עם קפיצה סייע קוקרופט בתכנון ובניית מנזלי הליום.

בשנת 1919 רתרפורד הצליח לפרק אטומי חנקן באמצעות חלקיקי אלפא שנפלטו מאטומי רדיום. ניסוי זה וניסויים נוספים הצביעו על מבנה גרעין האטום. כדי להמשיך ולחקור תחום זה היה צורך בחלקיקים מהירים דיים כדי להתגבר על המטען של הגרעין. נושא זה פתח תחום חדש של מחקר במעבדת קוונדיש. רתרפורד היקצה למטרה זו את קוקרופט, תומאס אליבון וארנסט וולטון. יחדיו הם בנו מכשיר שנודע בכינוי "מאיץ קוקרופט-וולטון. מארק אוליפנט תכנן מקור פרוטונים עבורם. נקודת תפנית במחקר הייתה לאחר שקוקרופט קרא מאמר של ג'ורג' גאמוב על מנהור קוונטי. קוקרופט הבין כי כתוצאה מתופעה זו ניתן להשיג את התוצאה הרצויה במתחי חשמל נמוכים בהרבה ממה שסבר בתחילה. הוא חישב כי פרוטונים עם אנרגיה של רק 300,000 אלקטרון וולט יכולים לחדור לגרעין בור. קוקרופט וולטון המשיכו לעבוד על פיתוח המאיץ שלהם במהלך שנתיים. רתרפורד גייס מענק מחקר של אלף ליש"ט מאוניברסיטת קיימברידג' כדי שירכשו שנאי וציוד מחקר נוסף.

ב-5 בנובמבר 1928 קוקרופט נבחר כעמית בסנט ג'ונס קולג'. במרץ 1932 וולטון וקוקרופסט החלו בהפעלת המאיץ שבנו כשהם מפציצים ליתיום ובריליום בפרוטונים בעלי אנרגיה גבוהה. הם ציפו למדוד קרינת גמא, עליה דיווחו מדענים צרפתים, אולם לשווא. בפברואר 1932 הדגים ג'יימס צ'דוויק כי מה שלמעשה ניצפה היה נייטרונים. לאחר מכן החלו קוקרופט וולטון לחפש קרינת אלפא. ב-14 באפריל 1932 וולטון הפציץ מטרת ליתיום והבחין במה שחשב שהוא קרינת אלפא. קוקרופט ורתרפורד שהוזעקו למעבדה אישרו כי אכן הממצא נכון. באותו ערב נפגשו השלושה בביתו של רתרפורד וניסחו מכתב לכתב העת Nature שבו הכריזו על תוצאות הניסוי, הפירוק המלאכותי הראשון של גרעין אטום.

תוצאה זו, המכונה ביקוע גרעיני, הביאה להענקת מדליית יוז לוולטון וקוקרופט בשנת 1938 ופרס נובל לפיזיקה בשנת 1951. שני החוקרים המשיכו בניסוייהם והצליח לבקע גרעין פחמן, חנקן וחמצן בעזרת פרוטונים, דאוטרונים וחלקיקי אלפא. הם הדגימו כי יצרו איזוטופים רדיואקטיביים, כולל פחמן-11 וחנקן-13.

בשנת 1929 קוקרופט מונה למפקח בתחום המדעים המכניים בסנט ג'ונס קולג'. בשנת 1931 מונה למפקח בתחום הפיזיקה. בשנת 1933 התמנה לגזבר זוטר של הקולג' ובמסגרת תפקידו דאג לתחזוקת מבני הקולג' שהיו במצב של הזנחה. קוקרופט דאג לחיווט מחדש של רשת החשמל במבני הקולג'. בשנת 1935 מינה אותו רתרפורד למנהל מעבדת מונד במקומו של קפיצה ששב לברית המועצות. בשנת 1936 נבחר לחבר בחברה המלכותית ובשנת 1939 מונה לפרופסור ע"ש ג'קסון לפילוסופיה טבעית, אחת המשרות הבכירות ביותר בתחום המדעים באוניברסיטת קיימברידג'.

וולטון וקוקרופט היו מודעים למגבלות המאיץ שפתחו. מאיץ טוב יותר, הציקלוטרון, פותח בארצות הברית על ידי ארנסט לורנס. למרות הציוד הנחות הצליחה מעבדת קוונדיש להקדים במחקריה את האמריקאים, אולם קוקרופט לחץ על רתרפורד לרכוש ציקלוטרון למעבדת קוונדיש. רתרפורד אשר נרתע ממחיר המכשיר, הסכים לרוכשו לאחר מתנה של רבע מיליון ליש"ט מהלורד אוסטין. בכסף נרכש ציקלוטרון בקוטר 36 אינץ' ואף נבנה אגף חדש שבו הוצב והופעל. באוקטובר 1938 החל הציקלוטרון לפעול בפיקוחו של קוקרופט ובניית האגף הושלמה בשנת 1940. אולפינט סבר שהציקלוטרון שנרכש אינו גדול דיו והחל בבניית ציקלוטרון גדול יותר, בקוטר 60 אינץ', באוניברסיטת בירמינגהאם. בנייתו של זה התעכבה לאחר פרוץ המלחמה ועם סיומה הפך מכשיר זה לחסר תועלת.

מלחמת העולם השנייה[עריכת קוד מקור | עריכה]

עם פרוץ מלחמת העולם השנייה קיבל קוקרופט משרת עוזר למנהל המחקר המדעי במשרד האספקה והתמקד במחקר על מכ"ם. בבריטניה הייתה אז מערכת של מתקני מכ"ם להתראה מוקדמת אשר נבנתה על ידי חיל האוויר המלכותי וקוקרופט אסף מדענים כדי שהמערכת תפעל באופן מלא. בשנת 1940 הוא הפך חבר במועצה המייעצת למחקר מדעי ופיתוח טכנולוגי. באפריל 1940 הוא הפך חבר בוועדה למחקר מדעי של לוחמה אווירית אשר בחנה את הנושאים העולים ממזכר פריש-פירלס, בו קיים חישוב המדגים כי בניית פצצת אטום אפשרית מבחינה טכנית. הוא המשיך בעבודה זו אף בוועדת MAUD אשר ניהלה מחקר מקדים פורץ דרך בתחום הנשק הגרעיני בבריטניה.

באוגוסט 1940 קוקרופט נסע לארצות הברית כחלק ממשלחת טיזרד. אף שבריטניה פיתחה טכנולוגיות חדשות, היא הייתה חסרה את היכולת לנצלן ולכן הוחלט לחלוק בטכנולוגיות אלה עם ארצות הברית, אף שבאותה עת עדיין לא הייתה מעורבת במלחמה. המידע שהועבר לאמריקאים על ידי משלחת טיזרד הכיל כמה מפריצות הדרך המדעיות הגדולות של אותה עת. המידע שניתן לאמריקאים כלל טכנולוגיות מכ"ם, באופן מיוחד מגנטרון משופר, אשר תואר על ידי ההיסטוריון בקסטר כ"מטען יקר הערך ביותר שהובא אי-פעם לחופינו",[2] מרעום קרבה משופר, תוכניות מנוע סילון של פרנק ויטל ומזכר פריש-פירלס המתאר את האפשרות של בניית פצצת אטום. לצד פרטי מידע אלה הביאה המשלחת מידע על פיתוחים טכנולוגיים רבים אחרים בתחום הנשק. בדצמבר 1940 שב קוקרופט לבריטניה.

זמן קצר לאחר שובו התמנה קוקרופט למנהל המוסד למחקר ולפיתוח הגנה אווירית. הוא התמקד בשימוש מערכות מכ"ם ליירוט כלי טיס. אף שפיתח במסגרת עבודתו מערכת מכ"ם למטרות יירוט, עם תום הפיתוח התברר כי לאמריקאים מערכת למטרה זהה שהיא יעילה יותר. בעקבות הסכם מונטריאל, מאוגוסט 1943, שולב המחקר הבריטי בתחום פיתוח הנשק הגרעיני עם המאמץ האמריקאי בתחום זה. במאי 1944 מונה קוקרופט למנהל מעבדת מונטריאל למחקר גרעיני.

לאחר המלחמה[עריכת קוד מקור | עריכה]

באפריל 1945 חיפשו קוקרופט ועמיתו אוליפנט אחר אתר בבריטניה לבניית מעבדה למחקר גרעיני וקבעו אותה בבסיס חיל האוויר המלכותי בהארוול, במחוז ברקשייר. ב-9 בנובמבר 1945 מונה קוקרופט למנהל המוסד למחקר אנרגיה גרעינית בהארוול, זאת בטרם עזב את משרתו כמנהל המעבדה במונטריאל קנדה. בשנת 1947 החל לפעול במעבדה שקוקרופט הקים בהארוול הכור האטומי הראשון במערב אירופה. בעקבות חוק האנרגיה האטומית משנת 1946 שנחקק בארצות הברית, לא יכלה עוד בריטניה לקבל גישה למחקר הגרעיני האמריקאי. קוקרופט סייע לנהל משא ומתן עם האמריקאים ולהגיע להבנות לא רשמיות, שפורסמו בינואר 1948, לחידוש שיתוף הפעולה המדעי בין שתי המדינות. אולם שיתוף פעולה מחודש לא הושג אלא בשנת 1958, לאחר שבריטניה פתחה כוח הרתעה גרעיני משלה.

ב-24 בינואר 1959 הוכר צ'רצ'יל קולג' כמכללה עצמאית באוניברסיטת קיימברידג'. יומיים לאחר היווסדו הכריז חבר הנאמנים כי קוקרופט יתמנה לראש הקולג' הראשון. אף שבקולג' תוכננו להתקיים לימודים גם בתחום מדעי הרוח והחברה, תוכנן כי 70 אחוז מן התלמידים ילמדו בתחום המדעים והטכנולוגיה. קוקרופט מינה את עמיתיו להוראה ופיקח על בניית הקולג'. הקולג' נפתח באופן רשמי לפעילות ביוני 1964. בין השנים 1954 עד 1959 קוקרופט שימש נשיא המכון לפיזיקה וההתאחדות הבריטית לקידום המדע. משנת 1961 ועד 1965 הוא שימש כנגיד האוניברסיטה הלאומית של אוסטרליה, תפקיד שהיה ברובו סמלי וחייב אותו להופיע בקנברה פעם בשנה לטקס הענקת תארים. קוקפורד שימש נציג בריטניה ב-CERN.

בנוסף לפרס נובל לפיזיקה, קוקרופט קיבל פרסים ואותו כבוד רבים בבריטניה ובעולם.

קוקרופט נפטר מהתקף לב בביתו בצ'רצ'יל קולג' ב-18 בספטמבר 1967. הוא נקבר יחד באותו קבר שבו היה קבור בנו. מספר בניינים בבריטניה נקראו על שמו, בהם בניין באוניברסיטת קיימברידג'. רשימותיו נשמרות בארכיון צ'רצ'יל שבאוניברסיטת קיימברידג'.

מקורות[עריכת קוד מקור | עריכה]

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

ויקישיתוף מדיה וקבצים בנושא ג'ון קוקרופט בוויקישיתוף

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ John Cockroft, The condensation of molecular streams. Newton Library Catalogues, University of Cambridge
  2. ^ Radar. Newsweek