Samuel King Allison (13 de noviembre de 1900 - 15 de septiembre de 1965) fue un físico estadounidense , más conocido por su papel en el Proyecto Manhattan , por el que fue galardonado con la Medalla al Mérito . Profesor que estudió rayos X , fue director del Laboratorio Metalúrgico desde 1943 hasta 1944, y más tarde trabajó en el Laboratorio de Los Álamos , donde "supervisó" las etapas finales del proyecto como parte del "Comité Cowpuncher", [1] y leyó la cuenta regresiva para la detonación de la prueba nuclear Trinity . Después de la guerra, regresó a la Universidad de Chicago para dirigir el Instituto de Estudios Nucleares y participó en el "movimiento de los científicos", presionando por el control civil de las armas nucleares.
Allison nació en Chicago, Illinois , el 13 de noviembre de 1900, hijo de Samuel Buell Allison, director de una escuela primaria. Fue educado en la John Fiske Grammar School y en la Hyde Park High School . Ingresó en la Universidad de Chicago en 1917, y participó en natación universitaria y baloncesto acuático , mientras se especializaba en matemáticas y química . Se graduó en 1921, y luego se embarcó en su doctorado en química bajo la supervisión de William Draper Harkins , escribiendo su tesis sobre "Estabilidad atómica III, los efectos de la descarga eléctrica y las altas temperaturas", un tema estrechamente relacionado con la física experimental . [2]
Allison fue investigador en la Universidad de Harvard desde 1923 hasta 1925 y luego en la Institución Carnegie desde 1925 hasta 1926. Desde 1926 hasta 1930 enseñó física en la Universidad de California, Berkeley como instructor y luego como profesor asociado . Mientras estaba allí conoció y se casó con Helen Campbell. Tuvieron dos hijos, un hijo, Samuel, y una hija, Catherine. [2]
En 1930, Allison regresó a la Universidad de Chicago, donde se convirtió en profesor en 1942 y en profesor de Física de la cátedra Frank P. Hixon en 1959. [3] Estudió el efecto Compton y la teoría dinámica de la difracción de rayos X. En ese momento, los rayos X eran un medio importante para investigar las estructuras atómicas, pero el concepto de que la luz tenía propiedades tanto de onda como de partícula, como lo demostró Arthur Compton , no era universalmente aceptado. William Duane, de Harvard, encabezó un esfuerzo para demostrar que la interpretación de Compton del efecto Compton era errónea, y Allison se convirtió en parte de este esfuerzo. Duane llevó a cabo una serie de experimentos meticulosos para refutar a Compton, pero en cambio encontró evidencia abrumadora de que Compton estaba en lo cierto. Para su crédito, Duane admitió que este era el caso. [4]
Un resultado de esto fue que Allison coescribió un libro de texto con Compton, X-rays in Theory and Experiment (1935), que se usó ampliamente. Desarrolló un espectrómetro de rayos X de alta resolución con un estudiante de posgrado, John Harry Williams . [5] En 1935, Allison ganó una beca Guggenheim para estudiar en el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge en Inglaterra, [6] donde estudió con John Cockcroft . Publicó un artículo en Mathematical Proceedings of the Cambridge Philosophical Society sobre sus "Experimentos sobre las eficiencias de producción y las vidas medias del radiocarbono y el radionitrógeno". [7] Quedó tan impresionado por el acelerador Cockcroft-Walton del Laboratorio Cavendish que después de regresar a Chicago construyó uno. [8]
Durante la Segunda Guerra Mundial , Allison se involucró en trabajos relacionados con la defensa. Fue consultor del Comité Nacional de Investigación de Defensa (NDRC) desde octubre de 1940 hasta enero de 1941. [9] En enero de 1941, el NDRC le otorgó un contrato para estudiar la posibilidad de utilizar berilio como moderador de neutrones . [10] El equipo que reunió en Chicago se convertiría en el Laboratorio Metalúrgico del Proyecto Manhattan . [11]
En septiembre de 1941, Allison se unió a la Sección S-1 , que coordinó las primeras investigaciones sobre la viabilidad de una bomba atómica . [12] Comenzó a construir un reactor en las canchas de squash bajo las gradas en desuso de Stagg Field . [13] Se convirtió en jefe de la sección de química del Laboratorio Metalúrgico en enero de 1942, [11] y en marzo, su pequeño reactor experimental que usaba berilio se acercó más a la criticidad que el diseño moderado por grafito del grupo de Enrico Fermi en la Universidad de Columbia . [14] Durante 1942, Compton reunió a todos los grupos de investigación que trabajaban en plutonio y diseño de reactores nucleares en la Universidad de Columbia, la Universidad de Princeton y la Universidad de California en el Laboratorio Metalúrgico de Chicago. Allison fue puesto a cargo del trabajo experimental. [13]
En octubre de 1942, el Laboratorio Metalúrgico tuvo que considerar cómo proceder con el diseño de grandes reactores de producción cuando aún no habían conseguido que funcionara un reactor experimental. Fermi estaba a favor de dar pequeños pasos, mientras que Allison y Eugene Wigner argumentaron que eran necesarios pasos más grandes si se querían desarrollar bombas atómicas a tiempo para afectar el curso de la guerra. El director del Proyecto Manhattan, el general de brigada Leslie R. Groves, Jr. , les dijo que el tiempo era más importante que el dinero, y si dos enfoques parecían prometedores, debían construir ambos. Al final, eso fue lo que se hizo. [15] Allison fue uno de los 49 científicos que vieron cómo el proyecto daba un salto hacia adelante cuando Chicago Pile-1 alcanzó su punto crítico en Stagg Field el 2 de diciembre de 1942. [16] Cuando el proyecto del reactor de Compton comenzó a extenderse fuera de Chicago en 1943, Allison se convirtió en director del Laboratorio Metalúrgico en junio de 1943. [11] [17]
A finales de 1944, la sede del Proyecto Manhattan se había trasladado al Laboratorio de Los Álamos en Nuevo México , y Allison fue allí en noviembre de 1944 como presidente del Comité Técnico y de Programación. [18] Pudo informar a Groves en marzo de 1945 que un arma nuclear de tipo implosión estaría lista para pruebas en julio. Allison formó parte del "Comité Cowpuncher" que "manejó" el proyecto de implosión, asegurándose de que se mantuviera en marcha y según lo programado. [19] Oportunamente, fue él quien leyó la cuenta regresiva por los altavoces en la prueba nuclear Trinity en julio de 1945. [20] Groves le entregó a Allison la Medalla al Mérito por su trabajo en el Proyecto Manhattan en una ceremonia en la Universidad de Chicago el 12 de enero de 1946. [18]
Después de la guerra, Allison fue director del Instituto Enrico Fermi de Estudios Nucleares desde 1946 hasta 1957, y nuevamente desde 1963 hasta 1965. Fue presidente de la Sección de Física del Consejo Nacional de Investigación desde 1960 hasta 1963, y presidente de su Comité de Ciencia Nuclear desde 1962 hasta 1965. [9] Fue activo en el "movimiento de los científicos" para el control de las armas atómicas. Los científicos presionaron con éxito para que las armas nucleares estuvieran bajo control civil en lugar de militar, lo que finalmente se incluyó en la Ley de Energía Atómica de 1946. Fue un fuerte oponente del secreto en la ciencia y, en un influyente discurso que anunció la creación del Instituto Enrico Fermi, dijo:
Estamos decididos a volver a la investigación libre como antes de la guerra. Si se impone el secreto a la investigación científica en física, nos encontraremos con que todos los científicos de primera línea trabajan en temas tan inocuos como los colores de las alas de las mariposas. [21]
Allison reconstruyó su acelerador, al que llamó «kevatrón», porque podía acelerar partículas a energías de 400 keV . El nombre era una referencia al enorme bevatrón que se estaba construyendo en el Laboratorio Lawrence Berkeley , que estaba planeado para acelerar partículas a miles de millones de electronvoltios. Allison todavía creía que todavía se podían encontrar resultados útiles con bajas energías. Se convirtió en un pionero de lo que se conoció como «física de iones pesados», acelerando protones y deuterones , y utilizando litio y berilio como objetivos. Los datos sobre estas reacciones de elementos ligeros posteriormente resultarían útiles en el estudio de la nucleosíntesis estelar . [22]
Más tarde, Allison adquirió un generador Van de Graaff de 2 MeV y recordó un artículo antiguo sobre la producción de iones de litio a partir de minerales como la eucriptita . Esto le permitió producir un haz de iones de litio de 1,2 MeV. Creó isótopos hasta entonces desconocidos de boro y otros elementos ligeros y midió sus secciones eficaces de captura de neutrones . Un efecto secundario de este trabajo fue un método para analizar materiales de superficie donde el análisis químico no estaba disponible. Su colega Anthony L. Turkevich lo utilizó posteriormente para analizar la composición de la Luna en las misiones posteriores del programa Surveyor . Allison continuó aceptando candidatos a doctorado, algunos de los cuales, como James Cronin , siguieron carreras distinguidas. [23]
Allison murió por complicaciones tras un aneurisma aórtico el 15 de septiembre de 1965, mientras asistía a la Conferencia de Investigación de Física del Plasma y Fusión Nuclear Controlada en Culham , Inglaterra. [24] Sus documentos se conservan en el Instituto Americano de Física . [25]
