Matthew Linzee Sands (20 de octubre de 1919 - 13 de septiembre de 2014) fue un físico y educador estadounidense, conocido por ser coautor de las Conferencias Feynman sobre Física . Sands, graduado de la Universidad Rice , prestó servicios en el Laboratorio de Artillería Naval y en el Laboratorio de Los Álamos del Proyecto Manhattan durante la Segunda Guerra Mundial .
Después de la guerra, Sands estudió los rayos cósmicos para su doctorado en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) bajo la supervisión de Bruno Rossi . Sands fue al Instituto Tecnológico de California (Caltech) en 1950, y ayudó a construir y operar su sincrotrón de electrones de 1,5 GeV . Se convirtió en subdirector de la construcción y operación temprana del Centro de Aceleradores Lineales de Stanford (SLAC) en 1963. Sands más tarde se unió a la Universidad de California, Santa Cruz (UCSC) como profesor de física, y sirvió como su vicerrector de Ciencias de 1969 a 1972. En 1998, la Sociedad Estadounidense de Física le otorgó el Premio Robert R. Wilson "por sus muchas contribuciones a la física de aceleradores y el desarrollo de colisionadores de electrones, positrones y protones". [1]
Matthew Linzee Sands nació en Oxford, Massachusetts , el 20 de octubre de 1919. Sus padres eran Linzee Sands y Beatrice Goyette, ambos contables. Tenía un hermano, Roger, y una hermana, Claire, que era siete años menor. Cuando tenía 12 años y era un Boy Scout , Sands fue motivado por su jefe scout, que era un radioaficionado , a construir su propio receptor de radio de onda corta . Con la ayuda de la información del Manual del Radioaficionado , lo construyó con piezas rescatadas de radios viejas. Su profesor de matemáticas de la escuela secundaria, John Chafee, un graduado de la Universidad de Brown , lo animó a estudiar matemáticas y ciencias . [2]
Después de la secundaria, Sands ingresó a la Universidad Clark , donde estudió física y matemáticas, y finalmente recibió su Licenciatura en Artes (BA) en 1940. En Clark, sus profesores de física fueron Theodore P. Jorgensen, [3] quien se hizo famoso por su libro "La física del golf", y Percy M. Roope, [4] quien participó en los experimentos de cohetes de Robert H. Goddard . Como parte de un trabajo subsidiado a 35 centavos por hora por la Administración Nacional de la Juventud , le asignaron construir equipos de física en los talleres de máquinas, donde se familiarizó con el taladro de columna , el torno y otras herramientas para trabajar el metal . [2]
Sands obtuvo su Maestría en Artes (MA) en física en la Universidad Rice . [5] En Rice, Sands tomó cursos de posgrado en relatividad , mecánica estadística y termodinámica con Harold A. Wilson , quien fue el primer director del departamento de física de Rice. También completó estudios experimentales de ferromagnetismo . En Rice, Sands conoció a su primera esposa, Elizabeth, una estudiante de pregrado allí. [2]
En 1941, Sands fue al Laboratorio de Artillería Naval en Washington, DC , donde aprendió más sobre electrónica con Joseph F. Keithley . [6] Keithly y Sands desarrollaron dos minas de influencia , de las cuales se derivaron tres patentes . [7] Realizaron pruebas en el mar de un prototipo funcional, pero el programa se detuvo por razones desconocidas. [2]
En 1943, Sands se había impacientado con la burocracia de la Marina. Después de discutir la situación con Wilson, se presentó sin previo aviso en Santa Fe, Nuevo México , en la oficina de Dorothy McKibbin , quien había sido designada para recibir a los recién llegados al Laboratorio de Los Álamos . Después de que ella hiciera una llamada telefónica a la oficina de personal, que acababa de recibir una llamada desesperada para personas de electrónica, Sands fue trasladado en autobús a Los Álamos . Para su sorpresa, fue recibido por Jorgenson, quien acababa de unirse al Proyecto Manhattan después de dejar Clark e ir a Nebraska . Inmediatamente llevó a Sands a la biblioteca para leer Los Alamos Primer de Robert Serber , que le presentó los principios físicos básicos de la fisión nuclear como se los conocía en ese momento, y sus implicaciones para el diseño de armas nucleares . [2]
En ese momento, Sands tenía una amplia experiencia con la electrónica y fue inmediatamente empujado al grupo de electrónica, que se encargó de fabricar instrumentos para todo el laboratorio, y cuyo jefe era Darol Froman . Dentro de este grupo, sus colaboradores cercanos fueron William Elmore , [8] William Higinbotham y Ernest Titterton . Cualquiera que tuviera un problema de instrumentación acudía al grupo en busca de ayuda. Como resultado, Sands trabajó con Luis Álvarez , Robert Bacher , Hans Bethe , Richard Feynman , Otto Frisch , Bruno Rossi , Emilio Segrè , Robert Walker y Robert Wilson ; muchos de estos famosos físicos desempeñaron papeles importantes en su carrera posterior. En particular, formó una estrecha relación con Rossi, con quien más tarde decidió trabajar en su doctorado de posguerra. [2] Rossi estaba más interesado en el equipo de electrónica nuclear del grupo : contadores de pulsos y amplificadores, discriminadores y escaladores . En este ámbito, Sands diseñó y patentó un analizador de altura de pulso , [9] y con Otto Frisch y Elmore, un amplificador de pulso . [10] También creó electrónica para propósitos más generales, como la regulación precisa de la temperatura, [11] y el control de operaciones de galvanoplastia. [12]
En 1945, el Laboratorio de Los Álamos llevó a cabo la prueba nuclear Trinity en un sitio remoto cerca de Alamogordo, Nuevo México . Sands trabajó con Walker en una medición de presión piezoeléctrica de la onda de choque atmosférica producida por " el gadget ", un prototipo del arma Fat Man que luego fue arrojada sobre Nagasaki . Su instrumentación funcionó bien durante una explosión de prueba de 108 toneladas de TNT en mayo de 1945, pero no se obtuvo información durante la prueba Trinity el 16 de julio de 1945, porque una lluvia inesperada la noche anterior empapó el aparato. [2]
Para concienciar al público sobre las cuestiones planteadas por Trinity, David Hawkins , William Higinbotham , Philip Morrison , Robert Wilson , Sands y otros formaron la Asociación de Científicos Atómicos de Los Álamos. Como miembro fundador, Sands publicó su boletín semanal. El 30 de noviembre de 1945, esta organización se fusionó con grupos similares dentro del Proyecto Manhattan y en Oak Ridge para formar la Federación de Científicos Atómicos, que pronto cambió su nombre a Federación de Científicos Estadounidenses (FAS). [13]
En 1946, Sands y Elmore escribieron "Electronics: Experimental Techniques", que McGraw-Hill publicó en 1949. Este libro presentaba muchas ideas y circuitos desarrollados en Los Álamos y se convirtió en una referencia estándar para la instrumentación nuclear de posguerra. [14]
Tras el éxito del Proyecto Manhattan y del Laboratorio de Radiación , el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) entró en una nueva era de " gran ciencia " financiada por el gobierno de Estados Unidos. [15] Esta era fue predicha en un informe de 1945, Science, The Endless Frontier , [16] escrito por Vannevar Bush , que era un graduado del MIT y un influyente jefe de la Oficina de Investigación y Desarrollo Científico en tiempos de guerra . La expansión del MIT hacia la física fue alentada por su presidente Karl Compton y por el jefe del departamento de física, John C. Slater . La expansión de la física nuclear en el MIT fue encabezada por Jerrold R. Zacharias , que se unió al Laboratorio de Los Álamos a finales de la guerra y reclutó a Bruno Rossi y Victor Weisskopf como profesores del MIT. [17]
En el nuevo Laboratorio de Ciencias Nucleares del MIT , dirigido por Zacharias, a Rossi se le asignó la creación de un grupo de investigación sobre rayos cósmicos . Reclutó a cuatro científicos jóvenes que habían estado en Los Álamos, incluido Sands, y dos que habían estado en el Laboratorio de Radiación, como candidatos a doctorado. Todos eran más maduros que los estudiantes de posgrado típicos, con varios años de experiencia en investigación en tiempos de guerra. Se les pagó un estipendio similar al de un investigador postdoctoral , lo que les permitió mantener a sus familias durante sus estudios de posgrado. El laboratorio fue financiado por la Oficina de Investigación Naval . [2]
Con Rossi como su asesor académico , y con la ayuda de un avión Boeing B-29 Superfortress prestado por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos , Sands llevó a cabo su investigación de tesis sobre el componente muónico lento de los rayos cósmicos . Midió la intensidad de los muones de baja energía en función de la altitud hasta 40.000 pies (12.000 m), y derivó su espectro en la producción y a medida que se propagaban a través de la atmósfera. [18] Esta información fue importante porque la mayoría de los rayos cósmicos atmosféricos son muones. Sands recibió su doctorado en física del MIT en 1948, escribiendo su tesis sobre "El componente mesónico de la radiación cósmica". [19] Sands luego se unió a la facultad como profesor asistente y continuó su investigación sobre rayos cósmicos en el grupo de Rossi. [20]
Otro proyecto del Laboratorio de Ciencias Nucleares fue un acelerador de partículas de sincrotrón , que fue diseñado para acelerar electrones a una energía de 350 MeV . El acelerador fue financiado por la Oficina de Investigación Naval y construido bajo la supervisión de Ivan A. Getting , que era profesor de ingeniería eléctrica y había trabajado en el Laboratorio de Radiación en el extremadamente exitoso radar SCR-584 . Aunque su construcción comenzó en 1946, el acelerador no había comenzado a funcionar en 1949. En respuesta, Zacharias le pidió a Sands que lo ayudara. [2] Esta fue la introducción de Sands a la física de aceleradores , y con su ayuda la máquina comenzó a funcionar a principios de 1950. [21]
En 1948, Sands se divorció de su primera esposa, Elizabeth, en Reno, Nevada . Ella permaneció en Weston, Massachusetts , con sus dos hijos, mientras que Sands se casó con Eunice Hawthorne, cuñada de su profesor de matemáticas de secundaria, John Chafee, y se mudó con ella a las unidades de vivienda Westgate del MIT para estudiantes casados. [22] [23] A principios de 1950, en sus palabras:
... mi ex esposa tenía un padre que tenía una buena cantidad de dinero y decidieron causarme problemas y me iban a meter en la cárcel por bígamo porque afirmaban que mi divorcio (de Reno) no era legal, etc. Así que soy famoso en el MIT como la persona que tuvo que irse en mitad de la noche y no volver. [2]
Sands se trasladó al Instituto Tecnológico de California (Caltech), donde ayudó a construir y operar un sincrotrón de electrones de 1,5 GeV . Fue el primero en demostrar, tanto teórica como experimentalmente, el papel de los efectos cuánticos en los aceleradores de partículas de electrones . También estudió las inestabilidades de los haces, los campos de estela, las interacciones entre el haz y la cavidad y otros fenómenos. [5]
En 1963, Sands se convirtió en subdirector de la construcción y operación temprana del Stanford Linear Accelerator Center (SLAC). Cuando Richard Feynman estaba decidiendo si aceptar o no el Premio Nobel de 1965, debido a un desdén por la notoriedad adicional que podría traer, Sands convenció a Feynman de que no aceptarlo traería aún más atención. [24] Sands más tarde se unió a la Universidad de California, Santa Cruz (UCSC) como profesor de física, y sirvió como su vicerrector de ciencia de 1969 a 1972. [1] Después de jubilarse de la UCSC en 1985, Sands trabajó como consultor para SLAC y también como consultor para Bay View Elementary School y Santa Cruz High School en Santa Cruz, California , desarrollando sistemas informáticos y actividades de laboratorio de física para estudiantes. [1]
De 1960 a 1966, Sands formó parte de la Comisión de Física Universitaria, que llevó a cabo un programa nacional para modernizar la enseñanza de la física en las universidades de los Estados Unidos. Ayudó a Feynman y a Robert B. Leighton a escribir en 1964 el libro de texto de física Feynman Lectures on Physics , basado en las conferencias impartidas por Feynman a estudiantes universitarios en Caltech entre 1961 y 1963. [2] [25] Participó en la creación del Kresge College , donde conoció a Freya Kidner, una estudiante que posteriormente se convirtió en su tercera esposa. [26] Recibió un Premio al Servicio Distinguido de la Asociación Estadounidense de Profesores de Física en 1972, y en 1998 la Sociedad Estadounidense de Física le otorgó el Premio Robert R. Wilson "por sus numerosas contribuciones a la física de aceleradores y al desarrollo de colisionadores de electrones, positrones y protones". [1]
Sands murió en Santa Cruz el 13 de septiembre de 2014. Le sobrevivieron su esposa Freya, su hija Michelle, sus hijos Michael y Richard, y su hermano Roger. [26]
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