Warren Perry Mason (28 de septiembre de 1900 - 23 de agosto de 1986) fue un ingeniero eléctrico y físico estadounidense de Bell Labs . Graduado de la Universidad de Columbia , tuvo una prolífica producción, publicando cuatro libros y casi un centenar de artículos. Se le concedieron más de doscientas patentes, más que a cualquier otra persona en Bell Labs. Su trabajo incluyó acústica , filtros , cristales y cerámicas, ciencia de materiales , química de polímeros , ultrasonidos , unión a semiconductores , fricción interna y viscoelasticidad .
Mason fundó el campo de los circuitos de elementos distribuidos . Fue el primero en demostrar experimentalmente la viscoelasticidad en moléculas individuales. Encontró evidencia experimental del acoplamiento electrón - fonón en sólidos y realizó mediciones que ayudaron a las teorías de arrastre de fonones y superconductividad . Muchos de los inventos de Mason en electrónica todavía son ampliamente utilizados por los diseñadores de circuitos modernos.
Mason nació en Colorado Springs, Colorado , el 28 de septiembre de 1900, hijo de Kate Sagendorph Mason y Edward Luther Mason, director de escuela y vendedor de seguros. Tanto su madre como su padre se graduaron de la Universidad de Michigan alrededor de 1890. Su padre murió cuando él tenía quince años. Su hermano mayor, Edward Sagendorph Mason , se convirtió en un destacado economista. [1]
Mason obtuvo una licenciatura en ingeniería eléctrica de la Universidad de Kansas en 1921. Continuó su educación a tiempo parcial después de esto en la Universidad de Columbia , obteniendo una maestría en 1924 y un doctorado en 1928, ambos en física. [2]
Mason se casó con Evelyn Stuart McNally en 1929. Evelyn se graduó en la Universidad Rutgers y trabajó como psicóloga infantil en escuelas. Tuvieron una hija, Penelope E. Mason. Evelyn murió en 1953. Mason se casó con su segunda esposa, Edith Ewing Aylsworth, una maestra, en 1956. Mason y Edith fueron pasajeros en la colisión aérea de Carmel en 1965. Su avión se estrelló cerca de Danbury, Connecticut , donde murieron varias personas, incluido el piloto, que volvió a entrar en el avión en llamas en un intento de rescatar a un pasajero. Edith murió en 1985. [3]
Mason se incorporó a la Western Electric Company en 1921. En 1925, Bell Telephone Laboratories (Bell Labs) se separó de Western Electric como una empresa independiente. Mason se incorporó a Bell Labs y permaneció allí durante toda su carrera. [4] Se retiró de Bell Labs en 1965, pero siguió trabajando como consultor allí durante dos años más. Después de jubilarse, ocupó un puesto de profesor visitante en la Universidad de Columbia y fue investigador asociado en la Escuela de Minas Henry Krumb de Columbia . Mason se retiró de Columbia en 1977. [5]
Warren Perry Mason es uno de los fundadores de la Sociedad Acústica de América ( ASA ). [6] junto con otros renombrados acústicos, en la sede de Bell en la ciudad de Nueva York, el 27 de diciembre de 1928. [7]
Mason fue presidente de la Sociedad Acústica de América en 1956. [8] Fue uno de los tres primeros miembros elegidos para la Sociedad de Ciencias de la Ingeniería en 1975 junto con Ahmed Cemal Eringen y Harold Liebowitz . [9] Mason murió el 23 de agosto de 1986 en Gainesville, Florida . [10]
El trabajo de Mason cubrió una amplia gama de campos. Una gran parte de su trabajo se centró en el filtrado , no solo en el dominio eléctrico, sino también en los dominios mecánico y acústico. Otros campos de estudio incluyeron cristales piezoeléctricos y cerámicas , cristales ferroeléctricos , transductores de sonido submarinos , unión de metales a metales y semiconductores , física del desgaste, galgas extensométricas de semiconductores , fatiga de metales y fricción interna de sólidos y líquidos. [11]
Mason trabajó en filtros mecánicos , un componente clave de la multiplexación por división de frecuencia en los sistemas de operadores telefónicos . Pueden fabricarse con bandas de transición mucho más nítidas que las que se pueden lograr con los filtros LC convencionales . Mason inventó un nuevo tipo de filtro mecánico, el filtro de cristal de cuarzo que consiste en redes de cristales, que se convirtió en la forma estándar de filtrado en estos sistemas. [12] Mason demostró que la eficiencia y el ancho de banda de los transductores acústicos, como los utilizados en el sonar , podrían mejorarse enormemente a través de analogías mecánico-eléctricas y aplicando la teoría de redes eléctricas , en particular la teoría de filtros . [13]
La tesis doctoral de Mason [14] versó sobre filtros acústicos y bocinas. En este trabajo, Mason fue pionero en el uso del modelo de elementos distribuidos para describir filtros acústicos. [15] Más tarde, amplió este trabajo para filtros eléctricos distribuidos y filtros mecánicos distribuidos, lo que lo convirtió en el fundador del campo de los circuitos de elementos distribuidos . [16]
Mason fue jefe del Departamento de Investigación de Cristales entre 1935 y 1948, que estudió los cristales piezoeléctricos. Inventó el corte de cristal GT que tiene un coeficiente de temperatura cercano a cero de su frecuencia de resonancia . [17] El cristal se usa ampliamente donde se requiere una frecuencia precisa, como en los estándares de frecuencia y el filtrado. Otros materiales estudiados fueron el fosfato de dihidrógeno de amonio , utilizado en transductores de sonar, el titanato de bario , un material electroestrictivo , y el tartrato de etilendiamina. Este último material se estudió como una posible solución a la escasez de cuarzo brasileño , ya que era soluble en agua y, por lo tanto, cultivable en el laboratorio. Sin embargo, se volvió innecesario una vez que fue posible el cultivo de cristales de cuarzo . [18]
Durante la Segunda Guerra Mundial , Mason recibió el encargo de encontrar un material más resistente que el neopreno para fabricar las cúpulas de los sonares . El requisito era un material que conservara la buena adaptación del neopreno a las propiedades de transmisión sónica del agua de mar, pero que tuviera un módulo elástico miles de veces mayor. Mason probó mezclas basadas en ésteres de celulosa cuyo olor era tan desagradable que lo sacaron del laboratorio y lo llevaron a un lago cercano para realizar las pruebas. Esto lo llevó a quejarse de que la química de polímeros no era una "defensa nacional civilizada". [19] Otros trabajos de guerra incluyeron transductores de cristal para sonares y torpedos , líneas de retardo de cristal para radares y silenciadores de armas. [20]
A partir de 1948, Mason fue jefe del Departamento de Investigación Mecánica. Junto con Ronald Wick, Mason inventó la bocina Mason-Wick, un transformador de impedancia mecánica . Este consistía en una varilla sólida de titanato de bario de forma exponencial y se utilizaba en experimentos para amplificar vibraciones mecánicas. Uno de esos experimentos se refería a la fricción interna y la fatiga en los metales. [21]
En el campo de la ultrasónica , Mason proporcionó la primera demostración de viscoelasticidad de cadena única , en la que la elasticidad se debe a las cadenas moleculares individuales en sí mismas, en lugar de a su entrelazamiento. [22] En 1956, Mason y HE Bömmel encontraron evidencia experimental del acoplamiento electrón-fonón en muestras puras de plomo y estaño. El trabajo fue relevante para la medición de parámetros en la teoría BCS de la superconductividad .
En 1964, Mason y TB Bateman midieron la atenuación y los cambios de velocidad en germanio y silicio dopados . Este trabajo ayudó a cuantificar la teoría del arrastre de fonones en semiconductores. Mason utilizó ultrasonidos para desarrollar su teoría de que la fricción interna en aleaciones metálicas y rocas se debía a dislocaciones . [23]
Mason era conocido por su inventiva y su voluntad de ignorar la sabiduría convencional. Su nombre llevó a sus colegas a compararlo con el personaje ficticio Perry Mason . Al igual que el abogado ficticio, se decía que Mason era capaz de extraer información de datos escasos que otros considerarían insuficientes para sacar conclusiones. Mason era conocido por su peculiar hábito de caminar de un lado a otro mientras pensaba, lo que aparentemente hacía para evitar perderse los resultados experimentales a medida que se producían. [24]
En 1967, tras la jubilación de Mason, la revista Journal of the Acoustical Society of America publicó un número especial conmemorativo de la revista. Contenía veintisiete artículos de cuarenta y dos autores internacionales. [30] La 117.ª reunión de la Acoustical Society of America celebró una sesión en honor a Mason en la que se presentaron nueve artículos invitados sobre la vida, la obra y el legado de Mason. [31]
Las invenciones de Mason en el campo de la electrónica todavía se utilizan ampliamente. Entre ellas se incluyen los circuitos de elementos distribuidos, [32] los filtros de red cristalina, [33] y el cristal de cuarzo GT. [34]
En el momento de su jubilación en 1965, Mason tenía 89 artículos y 111 patentes a su nombre. En 1973, Mason había acumulado un total de 216 patentes. Esta era la mayor cantidad de patentes que alguien en Bell Labs había obtenido jamás. [35] Mason logró esto en una organización donde sus pares eran prolíficos en la producción de patentes. En 1983, Bell Labs había alcanzado un total de veinte mil patentes. [36]