Wolfgang Panofsky

Wolfgang K.H. Panofsky nació en Berlín, Alemania, en 1919.  Su padre, Erwin, se convirtió en uno de los historiadores de arte más eminentes de su época, que se especializa en las pinturas renacentistas e iconología.  Su madre, Dorothea, era la hija de Albert Mosse, un famoso jurista y miembro de una familia que era dueño de una editorial y prensa diaria en Berlín.

En 1920, Erwin Panofsky aceptó un puesto en la facultad de la Universidad de Hamburgo, y la familia vivió allí hasta que emigraron a los Estados Unidos en 1934.  Desde la edad de 10, Wolfgang, junto con su hermano un año mayor, Hans, asistió a la Johanneum, un gimnasio clásico fundado 400 años antes.  La educación era clásica: latín y griego antiguo, pero no hubo lecciones de idiomas o ciencias modernas, a excepción de los últimos dos años antes de la graduación.  Los dos muchachos pasaron gran parte de su tiempo libre montaje de aparatos innovadores con sus erectores y tren conjuntos Märklin.  Sus padres se hace referencia a ellos como unsere beiden Klempner ("nuestros dos fontaneros"), que reveló la actitud no-infrecuente de académicos alemanes, educado en las humanidades, hacia quienes se dedican a la ciencia y la ingeniería.

En 1933, Erwin Panofsky fue despedido de su puesto en la universidad. Después de haber pasado un año sabático en la Universidad de Nueva York el año anterior, aceptó un puesto de profesor de doble de la NY y Princeton.  Al año siguiente, fue elegido para formar parte del Instituto de Estudios Avanzados como su primer miembro de la Facultad de Humanidades.  Albert Einstein y Wolfgang Pauli fueron algunos de los amigos de emigrantes de la familia.  Wolfgang y Hans [apodado Piefke y Paffke, nombres ligeramente despectivos derivados de dibujos animados alemanes] fueron ingresados ​​en Princeton a la edad de 15 y 16, respectivamente. Se inscribieron principalmente en cursos técnicos y de América, dado su conocimiento muy limitado de Inglés.  Los chicos se graduaron con altos honores, y Wolfgang, como salutatorian de su clase, presentó el discurso de graduación en América.

Al aceptar una invitación personal por Robert A. Millikan, entonces presidente de Caltech, Wolfgang entró Caltech en 1938.  Tomó cursos de William Smythe (electromagnetismo), Fritz Zwicky (mecánica clásica), RA Millikan (física atómica), Linus Pauling (mecánica cuántica), Richard Tolman (mecánica estadística), y Charles C. Lauritsen (la física nuclear). Su director de tesis fue Jesse DuMond, cuya investigación se centró en los tubos de alta potencia de rayos X. El tema de tesis asignado era "Una medición del valor de la relación de carga constante y el electrón del Planck por la determinación del límite de longitud de onda corta del espectro de rayos X continuo a 20 KV" (3, 4). Debido a que los fondos de investigación era limitada, la mayoría del equipo fue diseñado y construido en las tiendas de Caltech por el profesor DuMond y sus estudiantes. Así Panofsky obtuvo experiencia de primera mano en el diseño mecánico y la electrónica y el trabajo de la tienda.

El año 1942 fue especial para los jóvenes Panofsky.  Recibió su doctorado, se convirtió en un ciudadano de los EE.UU., y se le dio una cita de la defensa nacional como el físico asociado.  El mismo año, se casó con Adele DuMond, la hija mayor de su asesor. Al año siguiente, los gemelos nacieron, los dos primeros de cinco hijos.

Su proyecto relacionado con la 1’ guerra fue el desarrollo de un indicador de disparo sin errores para prácticas de tiro de balas antiaéreas.  

Diseñó un dispositivo que consistía en un par de micrófonos de condensador que la frecuencia modular un oscilador y determinar la distancia de evasión. Después de extensas pruebas de campo, el dispositivo ha sido fabricado comercialmente y ampliamente aplicado en los sitios de pruebas militares.

En 1944, Luis W. Álvarez se dio cuenta de que las mediciones de las ondas de choque ultrasónicas también pueden ser utilizadas para determinar la potencia de las explosiones nucleares. Se involucró Panofsky como consultor para el Proyecto Manhattan para desarrollar un dispositivo de este tipo.  El 6 de agosto de 1945, cuando la bomba atómica fue detonada sobre Hiroshima (la segunda bomba fue lanzada tres días después sobre Nagasaki), el detector de ondas de choque calibrado se redujo en paracaídas desde el bombardero, y se registró la señal de radio transmitida a partir de una observación de las aeronaves cercanas de la explosión.  Su liberación de energía se midió en 13 kt de TNT equivalente. El dispositivo sobrevivió a la explosión y se encuentra actualmente en exhibición en el Museo de la Paz de Hiroshima.

2. INVESTIGACIÓN EN LABORATORIO DE RADIACIÓN UC BERKELEY, 1945-1951

Tras el final de la guerra, Alvarez convenció Panofsky a formar parte del personal del Laboratorio de Radiación UC (UCRL) y trabajar con él en la construcción de un acelerador de protones lineal de 32 MeV. Esta tarea fue la primera experiencia de Panofsky con aceleradores. Se centró principalmente en detalladas vigas-cálculos de dinámica y el diseño de radiofrecuencia (RF) cavidades (6). El diseño de este acelerador lineal (7) se convirtió en la base para futuros aceleradores de aumentar la energía y la intensidad. Otra, mucho más ambicioso proyecto fue el MTA (Ensayo de Materiales Acelerador), que iba a ser utilizado como una fuente de neutrones muy intenso para la producción de tritio para armas nucleares. Panofsky contribuyó a muchos aspectos de los cálculos de diseño cavidad y la órbita de la viga. Debido a la debilidad de enfoque por solenoides, la cavidad de RF tenía un diámetro de 20 m, y la energía almacenada en la enorme cavidad electromagnética era tan alta que cualquier descarga sería altamente destructiva para los recintos de cobre. Sin embargo, el prototipo funcionar a corrientes de pico de hasta 0,22 A con un ciclo de trabajo 20%. El proyecto fue abandonado en 1951, cuando se dispuso de otros materiales fisionables.

Primera partícula experimentos de física de Panofsky se centraron en la dispersión protón-protón a 32 MeV. La sección transversal diferencial resultante (8) no mostró evidencia para las contribuciones de la onda P y D, que habían sido previstos en esas energías. En los años siguientes, Panofsky dedica a varios experimentos seminales en el ciclotrón de 185 pulgadas para estudiar la absorción π- en reposo (9); estos estudios proporcionaron información muy valiosa sobre las propiedades de los mesones pi. Junto con dos estudiantes de posgrado, ideó un blanco de hidrógeno de alta presión, seguido de un espectrómetro de par bien blindado, para detectar fotones producidos en la interacción π-p → nγ y para medir la masa π- (Figura 1a). En un estudio de seguimiento con una mejor detección de fotones, el grupo confirmó la existencia del pión neutral en el proceso de π-p → nπ0; detectaron la decadencia π0 → γγ (Figura 1b) (9). El experimento también resultó en mediciones de las masas de ambos π- y π0 con una precisión de cerca de 1%. Como una consecuencia, el grupo estudió las interacciones π- en deuterio y observó el proceso de π-d nnγ →, pero no encontró ninguna evidencia de π-d → nnπ0 (Figura 1c), lo que sugiere que π- y π0 tenido la misma paridad. La tasa inferido para π-d → nn relación a π-d → nnγ llevado a la conclusión de que la asignación de spin-paridad más probable para el π- era.

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