El Departamento de Física de la Universidad de Oxford está ubicado en Parks Road en Oxford, Inglaterra . El departamento consta de varios edificios y subdepartamentos, incluido el Laboratorio Clarendon, el edificio de Denys Wilkinson, Dobson Square y el edificio Beecroft. [1] Cada una de estas instalaciones contribuye al estudio de diferentes subtipos de física, como física atómica y láser, astrofísica, física teórica, etc. La división de física ha realizado contribuciones científicas a esta rama de la ciencia desde el establecimiento del departamento. [2]
El Laboratorio Clarendon se construyó en la Universidad de Oxford en 1872. El edificio lleva el nombre de Edward Hyde, primer conde de Clarendon, lo que lo convierte en el laboratorio de física más antiguo construido en Inglaterra. El edificio Clarendon fue diseñado por un científico británico llamado Robert Bellamy Clifton, quien hizo del laboratorio un espacio para que los estudiantes universitarios se prepararan para sus exámenes en lugar de solo con fines de investigación. [1] En 1908, un arquitecto llamado Sir Thomas Graham Jackson diseñó el edificio Townsend, que era una estructura que pasó a formar parte del laboratorio Clarendon. La intención de esta construcción era ampliar el papel del edificio Clarendon, como laboratorio y espacio de enseñanza. En términos de su arquitectura, el edificio Townsend se construyó con ladrillos de color rojo anaranjado y una escalera y un pasillo con detalles de mampostería. [2]
La arquitectura del edificio Townsend fue diseñada por Sir Thomas Graham Jackson. El estilo que utilizó para la estructura fue un diseño neoclásico, que se inspira en el movimiento cultural occidental en artes decorativas y visuales. Jackson se negó a implementar el estilo arquitectónico gótico en el edificio Townsend porque tenía la intención de mantener el diseño minimalista. Su elección de estilo arquitectónico estuvo influenciada por sus propias simpatías hacia el movimiento gradual de Oxford. [2]
El edificio Townsend ha realizado algunos cambios internos a medida que pequeños espacios de laboratorio han reemplazado partes de la sala de conferencias abierta. Esta sala de conferencias central, que tenía dos niveles de altura, ahora se ha dividido en dos plantas de un solo nivel y se ha convertido en el "Instituto de Fotónica Experimental". Las estructuras dentro del edificio Townsend que se han mantenido iguales incluyen el vestíbulo de entrada y la monumental escalera doble. Estos cambios drásticos en la estructura interna de estos edificios históricos permiten que los subdepartamentos de física atómica y láser y de física de la materia condensada estén conectados en todos los edificios Lindemann, Townsend y Simon. [2]
La construcción posterior del edificio Lindemann pretendía mostrar un diseño básico. La sencillez del edificio Lindemann se manifestó en el alzado frontal con dos alas simétricas alrededor de la torre rectangular. El color del edificio era único en comparación con el edificio Townsend, pero exhibía una apariencia sencilla y poco acogedora. La conexión física entre el edificio Lindemann y Townsend se realizó a través de la sala de conferencias Martin Wood, en las elevaciones frontales de ambas estructuras. La conexión entre estas dos estructuras se realizó mediante paneles de vidrio oscurecido, lo que crea una apariencia obvia de separación debido a los colores contrastantes de cada edificio. [2]
Durante 1919, un físico británico llamado Frederick Lindemann se convirtió en profesor de filosofía experimental y director del laboratorio Clarendon. Fue responsable de hacer que el laboratorio fuera más reconocible por su experiencia en física de bajas temperaturas, así como de elevar el estatus de la ciencia en la Universidad de Oxford. [1] El éxito de Lindemann en hacer que el laboratorio fuera más reconocido lo llevó a abrir un nuevo edificio del laboratorio Clarendon en 1939, que estaba ubicado al norte del laboratorio eléctrico. [3]
El edificio Denys Wilkinson es otra instalación ubicada en el Departamento de Física, a lo largo de Banbury Road, que fue construida en honor a Deny Wilkinson durante la década de 1960. Este edificio se centra en los estudios de Astrofísica y Física de Partículas. Esta instalación se conocía originalmente como "Departamento de Física Nuclear" y "Laboratorio de Física Nuclear". [4] La arquitectura única del edificio Wilkinson aparece como una gran superestructura en forma de abanico que fue diseñada para albergar un generador Van der Graaf. [ cita necesaria ]
El edificio Beecroft es una nueva construcción en el Departamento de Física, que fue diseñado por los arquitectos Hawkins/Brown en 2018. Está ubicado directamente frente al laboratorio Clarendon a lo largo de Parks Road. Esta sección del departamento de física estaba dedicada a Adrian Beecroft, quien contribuyó a la financiación del proyecto de 50 millones de libras. Los subtipos de física en los que se centra esta instalación incluyen la física teórica y experimental. Este edificio fue construido para unir a los investigadores que estudian la física teórica y experimental y permitirles colaborar en condiciones controladas. [5] La arquitectura de este edificio consiste en una combinación de paneles insertados de malla de bronce, vidrio y cobre expandido acompañados por una rejilla de aletas de bronce desgastadas. La estructura física del edificio se construyó a 16 metros bajo tierra para adaptarse a la política de "altura de Carfax", que no permite que los edificios en el centro de Oxford tengan más de 18 metros. El sótano de 16 metros también fue diseñado para laboratorios específicos que requieren aislamiento vibratorio. [6]
La Física Atómica es el estudio de la estructura de un átomo y los estados energéticos que posee. Con estas propiedades, tienen la capacidad de interactuar con otros átomos a través de campos eléctricos o magnéticos. Los conceptos involucrados en la física atómica incluyen estructura atómica, átomos en campos externos, interacciones de los átomos con la luz y colisiones atómicas. [7]
La astrofísica es una división de la física que se centra en la relación entre la física y el espacio y el estudio de estrellas, planetas y galaxias. Las investigaciones de esta rama de la física se llevan a cabo en el edificio Denys Wilkinson. En el siglo XVIII, un astrónomo conocido como Thomas Hornsby realizó estudios en Oxford y se convirtió en profesor saviliano de astronomía en 1763. Durante 1793, Thomas Hornsby financió la construcción del primer edificio de observatorio en Oxford. [3]
La Física Teórica está asociada a la teoría detrás de la materia así como a la aplicación de modelos matemáticos, los cuales se utilizan para describir y predecir diversas hipótesis. Este subtipo de física va de la mano de la contrastante física experimental. Ambos subtipos se están estudiando en el edificio Beecroft. [5]
La Física de Partículas se centra principalmente en las interacciones y propiedades de las partículas subatómicas. Este tipo de física está estrechamente relacionada con la física atómica ya que comparte el mismo concepto de análisis de átomos. Junto con la astrofísica, este subgénero también ha sido objeto de investigación en el edificio Denys Wilkinson de Oxford. [7]
La Física Atmosférica es el estudio de la atmósfera terrestre en relación con el clima. Esta rama de la física se centra especialmente en las capas atmosféricas media y superior y sus características distintivas. Este subtipo de física se correlaciona con otros estudios como la meteorología y la climatología. El estudio de esta división en Oxford comenzó en 1920, cuando un profesor de meteorología llamado GMB Dobson pasó a formar parte del laboratorio de Clarendon. [8]
Los científicos que han realizado investigaciones en Oxford han hecho contribuciones a la ciencia, incluidos desarrollos tecnológicos y aplicaciones en los campos médicos. [9]
Edmund Halley fue un joven astrónomo que hizo descubrimientos en relación con las estrellas. El joven astrónomo navegó hasta una isla llamada Santa Elena para realizar observaciones de estrellas y ampliar su catálogo estelar. Edmund se convirtió en la primera persona en realizar observaciones telescópicas de las estrellas en el hemisferio sur y descubrió un cúmulo de estrellas en la constelación de Centauro durante la década de 1690. [3] Halley desarrolló aún más su investigación creando los primeros mapas del campo geomagnético y los vientos predominantes, lo que también se conoce como la primera carta meteorológica. En colaboración con Robert Hooke, ambos científicos intentaron resolver el problema de las órbitas planetarias y discutieron teorías con Isaac Newton. En 1704, Edmund Halley se convirtió en profesor Savilian de Geometría en la Universidad de Oxford, lo que luego lo llevó a publicar 'Una sinopsis de la astronomía de los cometas', que explica su teoría de que múltiples cometas son idénticos. Otros descubrimientos que Halley hizo en años posteriores incluyen su cálculo de la distancia de la Tierra al Sol, que se determinó observando los tránsitos de Venus a través del disco del Sol. [10]
El astrónomo James Bradley se convirtió en estudiante de la Universidad de Oxford en 1711. Bradley se convirtió en profesor Savilian de Astronomía en Oxford de 1721 a 1742. Sus contribuciones que hizo mientras estudiaba en Oxford incluyen sus observaciones de la aberración estelar (un movimiento de los objetos celestes), que es cuando determinó el valor de la velocidad de la luz como 2,95 x 10 8 ms −1 . Otras contribuciones que hizo Bradley incluyen su descubrimiento del cambio anual en la declinación, que era evidente debido al movimiento de balanceo del eje de la Tierra debido a la atracción gravitacional de la Luna. [3]
El astrónomo estadounidense Edwin Hubble se convirtió en estudiante de astrofísica en la Universidad de Oxford. Hubble asistió a Oxford durante tres años para estudiar filosofía, lo que le permitió obtener una licenciatura en jurisprudencia. Sus contribuciones al campo de la astrofísica incluyen la prueba del universo en expansión, así como la creación de un sistema de clasificación utilizado para determinar los diferentes tipos de galaxias. [11] Sus descubrimientos de innumerables galaxias más allá de la Vía Láctea revolucionaron nuestra percepción del universo en el que vivimos. En 1990, se lanzó un telescopio a la órbita baja de la Tierra conocido como Telescopio Espacial Hubble , que lleva el nombre de Edwin Hubble. [12]
El astrónomo británico Sir Martin Ryle estudió en la Universidad de Oxford en los años 1930. Sus contribuciones al mundo de la física incluyen el desarrollo de sistemas revolucionarios de radiotelescopios. Ryle había hecho descubrimientos como observar la galaxia más lejana del universo que existía. Durante la Segunda Guerra Mundial, Ryle diseñó equipos de radar mientras trabajaba con el Establecimiento de investigación de telecomunicaciones. Sir Martin Ryle colaboró con otro astrofísico británico llamado Antony Hewish y compartió el Premio Nobel de Física en 1974 por su descubrimiento de los púlsares. [13]
El físico Erwin Schrödinger ganó el premio Nobel de Física en 1933. Schrödinger nació y creció en Austria y asistió a la Universidad de Oxford durante tres años. Al físico teórico se le ocurrió una importante ecuación de onda que se utiliza para describir cómo se mueven los electrones de un átomo como función de onda. [14]
El físico teórico Stephen Hawking hizo varias contribuciones a la física teórica. El físico británico creció en Oxford y estudió en la Universidad de Oxford. Entre sus aportaciones como científico destaca su capacidad para explicar la teoría detrás de los agujeros negros y el concepto de viaje en el tiempo. [15] A Hawking también se le ocurrió el descubrimiento de la radiación de Hawking, que es la radiación electromagnética emitida por un agujero negro. Otras contribuciones que hizo Hawking incluyen su colaboración con Roger Penrose, sobre los teoremas de la singularidad gravitacional. [dieciséis]
Durante la década de 1900, el profesor Frederick Lindemann y su padre crearon una célula fotoeléctrica sensible que tiene la capacidad de detectar la luz que proviene de estrellas y cometas. Otras contribuciones que Lindemann había hecho involucraron las matemáticas, donde contribuyó a la teoría de los números primos. Unos años más tarde, Lindemann reclutó a científicos de Alemania y dio más importancia al concepto de física de bajas temperaturas en el laboratorio de Clarendon. Los estudios realizados por Lindemann incluyeron investigaciones sobre el helio líquido y sus propiedades térmicas, así como el estudio de superconductores. [3] Las contribuciones de Lindemann en física lo llevaron a desempeñar un papel en la guerra al aplicar sus habilidades experimentales a proyectos de bombas atómicas y radares. [1]
Otro científico que contribuyó a la investigación en el laboratorio de Clarendon fue Derek Jackson , quien realizó el primer experimento para determinar el espín magnético nuclear del cesio. Otros investigadores de Clarendon incluyen a Heinrich Kuhn, quien encontró una manera de utilizar haces atómicos aplicando el efecto Doppler. [3]
En 1945, el científico James Griffiths descubrió la resonancia ferromagnética mediante el concepto de espectroscopia de microondas. [3]
A lo largo de la historia del departamento de física de Oxford, varios investigadores han hecho algunas contribuciones significativas a la física desde el siglo XVIII. Algunos de estos científicos incluyen:
A partir de 2018 [actualizar], los académicos incluyen:
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51°45′36″N 1°15′23″O / 51.75997°N 1.2565°W / 51.75997; -1.2565