Leo James Rainwater (9 de diciembre de 1917 - 31 de mayo de 1986) fue un físico estadounidense que compartió el Premio Nobel de Física en 1975 por su participación en la determinación de las formas asimétricas de ciertos núcleos atómicos .
Durante la Segunda Guerra Mundial , trabajó en el Proyecto Manhattan que desarrolló las primeras bombas atómicas . En 1949 comenzó a desarrollar su teoría de que, contrariamente a lo que se creía entonces, no todos los núcleos atómicos son esféricos. Sus ideas fueron posteriormente probadas y confirmadas por los experimentos de Aage Bohr y Ben Mottelson . También contribuyó a la comprensión científica de los rayos X y participó en la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos y en proyectos de investigación naval.
Rainwater se unió a la facultad de física de Columbia en 1946, donde alcanzó el rango de profesor titular en 1952 y fue nombrado Profesor Pupin de Física en 1982. Recibió el Premio Ernest Orlando Lawrence de Física en 1963 y en 1975 recibió el Premio Nobel de Física. Física , "por el descubrimiento de la conexión entre el movimiento colectivo y el movimiento de partículas en los núcleos atómicos y el desarrollo de la teoría de la estructura del núcleo atómico basada en esta conexión". [1]
Leo James Rainwater nació el 9 de diciembre de 1917 en Council, Idaho , hijo de un ex ingeniero civil que dirigía el almacén general local, [2] Leo Jaspar Rainwater y su esposa Edna Eliza de soltera Teague. [3] Nunca usó su nombre de pila y siempre se le conoció como James o Jim. Su padre murió en la gran epidemia de gripe de 1918 y Rainwater y su madre se trasladaron a Hanford, California , donde se casó con George Fowler, un viudo con dos hijos, Freeman y John. Con el tiempo, también adquirió un medio hermano, George Fowler Jr., quien se convirtió en oficial naval. En la escuela secundaria destacó en matemáticas, química y física y fue admitido en el Instituto de Tecnología de California gracias a un concurso de química. [3] [4] Recibió su título de Licenciado en Ciencias con especialización en física en 1939. [5]
Rainwater optó entonces por realizar estudios de posgrado en la Universidad de Columbia . En ese momento, esto fue un movimiento inusual para un académico de California, ya que Columbia no era conocida por su física; pero esto había cambiado recientemente. George B. Pegram había creado recientemente el departamento de física y había contratado a científicos como Enrico Fermi . [4] En Columbia, Rainwater estudió con Isidor Isaac Rabi , Enrico Fermi, Edward Teller y John R. Dunning . [2] Fermi estaba involucrado en estudios de moderadores de neutrones que conducirían a la construcción del primer reactor nuclear, mientras que Dunning y Eugene T. Booth habían construido el primer ciclotrón de Columbia , en el sótano de los Laboratorios de Física Pupin . [6] Rainwater recibió su Maestría en Artes en 1941. [5] Para su tesis de Doctorado en Filosofía sobre "Estudios con espectrómetro de haz de neutrones del boro, cadmio y la distribución de energía de la parafina", [7] escrita bajo la supervisión de Dunning, construyó un espectrómetro de neutrones y técnicas desarrolladas para su uso. [6] Rainwater se casó con Emma Louise Smith en marzo de 1942. [2] Tuvieron tres hijos, James, Robert y William, y una hija, Elizabeth Ann, que murió de leucemia cuando ella tenía nueve años. [8]
El grupo de reactores de Fermi se trasladó al Laboratorio Metalúrgico de la Universidad de Chicago en 1942. Rainwater permaneció en Columbia, donde se unió a los Laboratorios de Materiales de Aleación Sustitutos (SAM) del Proyecto Manhattan . El Proyecto Manhattan fue el esfuerzo aliado durante la Segunda Guerra Mundial para desarrollar bombas atómicas . La tarea principal de los Laboratorios SAM era el desarrollo de tecnología de difusión gaseosa para el enriquecimiento de uranio , para producir uranio fisible -235 para su uso en bombas atómicas. Rainwater trabajó con William W. Havens Jr. y Chien-Shiung Wu , principalmente en estudios de secciones transversales de neutrones , utilizando el espectrómetro de neutrones. [2] Después de la guerra, una docena de artículos de Dunning, Havens, Rainwater y Wu serían desclasificados y publicados. [9] También lo fue su tesis, publicada en Physical Review en dos partes con la tesis de Havens, [10] [11] y obtuvo su doctorado en 1946. [2] En 1963 fue galardonado con la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos. Premio Ernest Orlando Lawrence , por su trabajo en el Proyecto Manhattan. [12]
Rainwater permaneció en Columbia como instructora. En 1948 comenzó a impartir cursos sobre estructura nuclear. Niels Bohr y John Wheeler habían desarrollado un tratamiento teórico para la fisión nuclear en 1939 que basaron en el modelo de gota de líquido del núcleo. [13] Este fue reemplazado en 1949 por el modelo de capa nuclear de Maria Goeppert Mayer , que podía explicar más sobre la estructura de los elementos pesados que la teoría anterior, pero aún tenía límites. En un coloquio celebrado en Columbia en 1949, Charles H. Townes informó resultados experimentales que indicaban momentos cuadrupolares mayores que los indicados por el modelo de capa. A Rainwater se le ocurrió que esto podría explicarse y las diferencias entre los modelos de gota de líquido y de capa nuclear podrían reconciliarse, si el núcleo atómico no fuera esférico, como se suponía, sino que pudiera adoptar otras formas. [12] Rainwater publicó su artículo teórico en 1950. [14] Por casualidad, ese año compartía oficina con Aage Bohr , [2] quien asumió el desafío de verificar experimentalmente la teoría de Rainwater. Bohr y Ben Mottelson publicaron sus resultados en tres artículos en 1952 y 1953 que confirmaron de manera concluyente la teoría. [15] Rainwater sintió que su modelo fue pasado por alto. Posteriormente recordó que:
Cuando hice mi propuesta para el uso de un modelo nuclear esferoidal, me pareció una respuesta obvia que inmediatamente sería sugerida simultáneamente por todos los teóricos en el campo. No entiendo por qué no fue así. También me sorprendió y consternó escuchar a uno o más teóricos respetados anunciar en cada Conferencia de Física Nuclear a la que asistí durante 1955 algún comentario como: "Aunque el modelo de la capa nuclear parece funcionar empíricamente muy bien, en la actualidad no existe ninguna justificación teórica como tal". a por qué debería aplicarse." [dieciséis]
Con financiación de la Oficina de Investigación Naval , [2] Rainwater construyó un sincrotrón , que entró en funcionamiento en 1950, en los Laboratorios Nevis , en una finca en el río Hudson en Irvington, Nueva York , cedida a la Universidad de Columbia por la familia DuPont . [17] Se convirtió en profesor titular en 1952 y fue director de los Laboratorios Nevis de 1951 a 1954 y nuevamente de 1957 a 1961. [12] Trabajó con su alumno Val Fitch en estudios de átomos muónicos , átomos donde se reemplaza un electrón. por un muón . [18] [19] Después de 1965, trabajó para convertir el sincrotrón de Nevis en una instalación de mesones . Cuando un periodista le llamó en 1975 para informarle de que había ganado el Premio Nobel de Física , inicialmente pensó que era por su trabajo sobre los átomos muónicos. Pasaron varias horas antes de que descubriera que era por su trabajo sobre la estructura nuclear, premio Nobel compartido con Bohr y Mottelson. [12]
Fue miembro de la Sociedad Estadounidense de Física , de la Academia de Ciencias de Nueva York y del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos , y fue miembro de la Academia Nacional de Ciencias , el Instituto Estadounidense de Física , la Asociación Estadounidense de Profesores de Física y la Sociedad Óptica de América . [20]
Rainwater sucedió a Robert R. Wilson como profesor de física Michael I. Pupin en 1983. [21]
El agua de lluvia se desplomó después de una conferencia en los Laboratorios Pupin en 1985, pero fue revivida por un estudiante que sabía cómo administrar RCP . [17] Con su salud deteriorada, se jubiló y se convirtió en profesor emérito en febrero de 1986. Murió de un paro cardiopulmonar [3] en el Hospital St. John's Riverside en Yonkers, Nueva York, el 31 de mayo de 1986. Le sobrevivió su esposa, tres hijos y medio hermano George. [21]
