Robert Benjamin Leighton ( 10 de septiembre de 1919 - 9 de marzo de 1997) fue un destacado físico experimental estadounidense que pasó su carrera profesional en el Instituto Tecnológico de California (Caltech). [1] Su trabajo a lo largo de los años abarcó la física del estado sólido , la física de rayos cósmicos , los inicios de la física de partículas moderna , la física solar , los planetas , la astronomía infrarroja y la astronomía de ondas milimétricas y submilimétricas . En los últimos cuatro campos, su trabajo pionero abrió áreas de investigación completamente nuevas que posteriormente se convirtieron en vigorosas comunidades científicas.
Leighton nació en Detroit , donde su padre fabricaba troqueles de precisión para una empresa de automóviles. Después de mudarse a Seattle , la familia se separó y su padre regresó a Detroit. Su madre se mudó al centro de Los Ángeles , donde trabajó como mucama en un hotel. Leighton creció en Los Ángeles y completó sus primeros dos años de estudios universitarios en Los Angeles City College . Fue aceptado en Caltech como estudiante de tercer año en 1939, pero continuó viviendo en casa, ayudando a su madre y a sí mismo con un trabajo de construcción de equipos de rayos X para el Laboratorio Kellogg.
Leighton recibió su licenciatura en ingeniería eléctrica de Caltech en 1941. Luego se cambió a física y obtuvo títulos de maestría (1944) y doctorado (1947) de la institución. Su disertación doctoral exploró el calor específico de los cristales cúbicos centrados en las caras , asesorado por William V. Houston y Paul Sophus Epstein . [2] Se unió a la facultad de Caltech en 1949 y se desempeñó como presidente de la División de Física, Matemáticas y Astronomía de 1970 a 1975. Leighton fue un profesor de renombre en Caltech. Su Principles of Modern Physics , publicado en 1959, fue un libro de texto estándar e influyente. [3]
Leighton se retiró de la docencia en 1985 y de la investigación en 1990 como profesor emérito de Física William L. Valentine. El New York Times publicó el obituario de Leighton el 14 de marzo de 1997, cinco días después de su muerte. La Biblioteca Central de Los Ángeles , donde Leighton estudiaba matemáticas y astronomía después de la escuela cuando era niño, también presentó un simposio y una exposición en su honor poco después de su muerte.
Leighton y su colega de Caltech de muchos años, Richard Feynman, eran amigos personales cercanos. A principios de los años 1960, pasó más de dos años reelaborando grabaciones en cinta del curso de Feynman Lectures in Physics para convertirlas en The Feynman Lectures on Physics (1964-1966), que han disfrutado de un éxito perenne desde entonces. [4] Además, fue coautor, junto con Robbie Vogt , de un conjunto de problemas para acompañar las Feynman Lectures. Uno de los hijos de Leighton, Ralph , también colaboró con Feynman en varios libros. [5]
Leighton fue conocido como un físico y astrofísico notablemente ingenioso durante sus 58 años en Caltech. No encontraba ningún problema de instrumentación demasiado difícil, especialmente si podía abrir una nueva parte del espectro electromagnético a la observación. Si encontraba una solución económica, construiría el aparato en su tiempo libre, para que lo usaran otros y él mismo. Leighton construyó, mejoró y utilizó cámaras de niebla para identificar y medir nuevos productos de colisiones de rayos cósmicos . Exploró los modos de desintegración de los mesones mu y reconoció varias de las extrañas partículas cuando la física de partículas estaba en sus inicios. Leighton jugó un papel clave en 1949 al demostrar que los productos de desintegración del mesón mu son dos neutrinos y un electrón , y realizó la primera medición del espectro de energía del electrón de desintegración (en ese momento, los experimentos de baja estadística sugerían que solo estaba involucrado un neutrino). En 1950 hizo la primera observación de desintegraciones de partículas extrañas después del descubrimiento inicial de dos casos en Inglaterra en 1947. Durante los siguientes siete años, dilucidó muchas de las propiedades, por ejemplo, masa, vida útil, modos de desintegración y energías, de varias de las nuevas partículas extrañas, en particular, la lambda, la xi y las que entonces se llamaban partículas theta ( mesones K ).
Su campo de estudio evolucionó de la física a la astrofísica, a medida que contribuyó a que la astronomía adquiriera su forma moderna. Hacia 1956, Leighton se interesó por la física de las capas externas del Sol . Con su imaginación y perspicacia características, diseñó cámaras solares de efecto Zeeman y de desplazamiento Doppler , que se aplicaron con un éxito sorprendente a la investigación de los campos magnéticos y de velocidad del Sol. Con la cámara Zeeman, Leighton trazó con una resolución excelente patrones complicados del campo magnético del Sol. Aún más sorprendentes fueron sus descubrimientos de una notable oscilación de cinco minutos en las velocidades superficiales locales y de un "patrón de supergranulación" de corrientes de convección horizontales en grandes células de material en movimiento. Estas oscilaciones solares se han reconocido posteriormente como ondas acústicas atrapadas internamente, lo que abre nuevos campos de la heliosismología y la magnetoconvección solar. El propio Leighton pronto se dio cuenta de que las células de magnetoconvección solar conducirían a una difusión efectiva del flujo en la superficie solar (ahora llamada difusión de Leighton), y lo incluyó en un modelo de dinamo del ciclo solar . [6]
A principios de los años 1960, Leighton desarrolló y fabricó un novedoso y económico telescopio infrarrojo que incluía un sencillo conjunto de ocho fotocélulas de sulfuro de plomo . Estas células eran excedentes de la industria de defensa; se habían desarrollado para el sistema de guía de búsqueda de calor del misil Sidewinder . A partir de 1965, él y Gerry Neugebauer utilizaron el nuevo telescopio para barrer aproximadamente el 70 por ciento del cielo visible desde el Observatorio del Monte Wilson , recopilando los datos como garabatos en un registrador de gráficos de banda. Esto inició una nueva área de la astronomía infrarroja . El Two-Micron Sky Survey resultante , publicado en 1969, contenía 5.612 fuentes infrarrojas , la gran mayoría de las cuales no habían sido catalogadas previamente. Se ha descubierto que algunas de ellas son estrellas nuevas todavía rodeadas por sus capas preestelares polvorientas, mientras que otras son estrellas supergigantes en las últimas etapas de su evolución, incrustadas en capas polvorientas en expansión de materia expulsada por las propias estrellas.
El desarrollo de equipos fotográficos por parte de Leighton a mediados de la década de 1950 le había permitido obtener las mejores imágenes de los planetas jamás obtenidas hasta ese momento, desde los telescopios de 60 y 100 pulgadas, y lo llevó a trabajar como líder de equipo en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) para las Investigaciones de Ciencias de la Imagen en las misiones Mariner 4 , 6 y 7 a Marte durante mediados de la década de 1960. Como líder del equipo y físico experimental experimentado, Leighton jugó un papel clave en la formación y guía del desarrollo del primer sistema de televisión digital del JPL para su uso en el espacio profundo : el sobrevuelo de Marte del Mariner 4 en 1964. [7] También contribuyó a los primeros esfuerzos en técnicas de procesamiento y mejora de imágenes que fueron posibles gracias a la forma digital de los datos de imágenes. Recibió el Premio de Ciencias Espaciales del Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica por los experimentos de televisión Mariner en 1967 y la Medalla al Logro Científico Excepcional de la NASA en 1971.
En la década de 1970, el interés de Leighton se centró en el desarrollo de antenas parabólicas de gran tamaño y bajo coste que pudieran utilizarse para la interferometría de ondas milimétricas y la astronomía de ondas submilimétricas . Una vez más, sus notables habilidades experimentales abrieron un nuevo campo científico en Caltech que sigue investigándose con ahínco en el Observatorio de Radio del Valle Owens en California y en el Observatorio Submilimétrico de Caltech en Mauna Kea , Hawái, utilizando las "antenas parabólicas Leighton" .
Leighton fue miembro electo de la Academia Nacional de Ciencias y sirvió en su Junta de Ciencias Espaciales.
Leighton compartió el Premio Rumford en 1986 por los avances en astronomía infrarroja , y ganó la medalla James Craig Watson en 1988, por su trabajo como creador y explotador de nuevos instrumentos y técnicas que abrieron áreas completamente nuevas de la astronomía: oscilaciones solares, estudios infrarrojos, telescopios girados y grandes reflectores de ondas milimétricas.
En 2009, un cráter de 66 km de diámetro en la región Syrtis Major de Marte recibió su nombre. [8]