美国劳伦斯-伯克利国家实验室(LBNL)富有远见卓识的前主任、粒子加速器领域最有影响力的物理学家和人权活动家安德鲁·M·赛斯勒(Andrew Marienhoff Sessler)于2014年4月17日因癌症在加利福尼亚州奥克兰去世,享年86岁。
安德鲁·赛斯勒
安德鲁于1928年12月11日出生在美国纽约市。他是威斯汀豪斯科学天才选拔赛的决赛选手之一。由于这个原因,他1945年以高中毕业班学生的身份参观过白宫。他在第二次世界大战结束时入读哈佛大学,毕业后获得数学学士学位。然后入哥伦比亚大学继续深造,并在亨瑞·佛利(Henry Foley)的指导下于1953年获得物理学博士学位。安德鲁与德裔美国理论物理学家汉斯·培特(Hans Bethe,1906-2005)在康奈尔大学做美国国家科学基金会(NSF)首批博士后研究,1954-1959年间在美国俄亥俄州立大学担任教员。1959年,安德鲁加入劳伦斯辐射实验室(LBNL的前身),此后,他就一直在那儿供职。
科研与管理并重
安德鲁在物理学的多个领域――包括核结构理论、基本粒子物理和多体问题――留下了自己的印记。他与英国超导体和超流体专家维克特·埃莫瑞(Victor Emery,1934-2002)合作发表于1960年的论文和由荣获1977年诺贝尔物理学奖的美国物理学家菲利普·安德森(Philip Anderson,1923-)领导的一个竞争对手小组的论文被一致公认为是世界上最早预测氦-3超流体变相的论文。
安德鲁对加速器物理学的兴趣始于1955年夏,当时他受美国物理学家唐纳德·克斯特(Donald Kerst,1911-1993)的邀请加入中西部大学研究协会(MURA)的研究小组。MURA的研究人员当时正在美国中西部进行一个基于固定磁场交变梯度的全新加速器计划:即GeV级质子加速器项目(译者注:GeV=109电子伏特)。虽然该项目没有取得实质性的成果,但他们的研究和开发成就却深刻地改变了加速器的设计,使之从直觉艺术转变为以束物理为中心的严格科学学科。
安德鲁与MURA的另一名美国物理学家基思·西蒙(Keith Symon,1920-2013)合作研究了射频(RF)加速过程,并在加速器研究中第一次利用当时最强大的伊利阿克(ILLIAC)计算机对哈密顿动力学的满功率运作进行了计算机模拟。他们发现了一种方法,即通过“堆积”来产生强烈的回旋电子束,并把注入的电子束反复收集进相空间“桶”中以提高其能量。但如果强度过大,那么电子束就会变得不稳定,反而没用。安德鲁与几位同事合作向人们展示,通过严格控制电子束环境是可以保持高强度的。这些发现使得高亮度质子对撞机成为可能;最有名的实现就是大型强子对撞机和新近发现的希格斯粒子。
安德鲁在LBNL工作了几年之后对科学技术的社会影响产生了兴趣。他先后参与为美国原子能委员会(AEC)和美国能源部开辟了能量效率和可持续能源技术等研究新领域,并帮助在这些领域确立研究议程。
1973年,安德鲁被推选为LBNL的第三任主任。他的第一把火就是设立能源和环境部,由杰克·霍兰德(Jack Hollander)出任部门负责人,两人在第一年就启动了50多个研究项目。在阿瑟·柔森菲尔德(Arthur Rosenfeld,1927-)的指导下,该部门在诸如空气污染化学和物理学、太阳能技术、能源经济和政策、国际卓越能量效率技术等领域启动了许多重大的研究计划。安德鲁主持了美国最大的地热研究计划,使LBNL建立起美国领先的地球科学研究部门之一。
1980年,安德鲁从LBNL主任的岗位上退了下来,他转向自己的首爱――科研。他开始认真研究加速器物理学这个新领域:通过自由电子激光器(FEL)交互作用产生相干的电磁波。
1981年,安德鲁与唐纳德·普柔斯尼茨(Donald Prosnitz)一道提出了高增益的FEL放大器的设想,以用于产生大功率的毫米波。安德鲁组建的小组于1986年成功地进行毫米波FEL试验并作了分析,该小组还探索了多种X光波段的FEL。研究人员们发现,在高增益FEL中被放大的X光束不产生衍射,而是紧靠电子束。这一“光导”现象预示了20多年后X光FEL的成功。
安德鲁注意到,来自FEL的大功率毫米波可以用于高梯度加速,这将使TeV级电子直线对撞机(译者注:TeV=1012电子伏特)的规格缩小,进而降低成本。因此,他于1982年提出了双束加速器的概念,即一台强电流、低能量加速器与一台弱电流、高能量加速器平行运行,并向后者提供毫米波功率。该方案即使到现在也未过时,仍在欧洲核研究委员会(CERN)的紧凑型直线对撞机项目中应用。
关注科学与社会议题
安德鲁帮助美国物理学会(APS)扩大关注焦点,使之涵盖许多与“物理学和社会”有关的问题,包括国家资助、科学教育和军备控制等。安德鲁一生对促进人权感兴趣,他帮助发起了APS国际科学家自由委员会,并筹集资金捐赠给APS安德烈-萨哈若夫奖(以俄罗斯物理学家Andrei Sakharov Prize的名字命名)。安德鲁和莫伊夏·普瑞普斯坦(Moishe Pripstein)共同创立了“科学家支持萨哈若夫、奥洛夫(Orlov)和沙让斯基(Sharansky)”小组;该小组及其他团体的抗议使得这三位前苏联持不同政见者获得释放。
1945年2月17日,威斯汀豪斯科学天才选拔赛(1942年设立,1998年改称为英特尔科学奖)决赛入围者参加媒体见面会,左三为安德鲁·赛斯勒
安德鲁的专业领域包括粒子加速器物理学、粒子物理学和等离子体物理学。除了加速器物理学,他还发表有关量子论统计力学、原子物理学和超流体研究等方面的论文。他还是美国科学院原子弹轰炸广岛和长崎长期影响研究小组和APS反地雷行动小组中的积极分子。
1998年,安德鲁担任APS主席。他获得过许多荣誉,包括1970年的AEC厄尼斯特-奥兰多-劳伦斯奖(以美国物理学家Ernest Orlando Lawrence的名字命名)、1994年的德怀特-尼科尔森(Dwight Nicholson)勋章和2014年美国能源部颁发的恩瑞科·费米奖(以意大利裔美国物理学家Enrico Fermi的名字命名)。
安德鲁是一位喜好户外活动的人,他尤其喜欢与家人和朋友们一起分享体育活动――游泳、划船、滑雪、骑自行车――的乐趣。即使是在保持身体平衡都需要付出格外努力的晚年,他仍保持午间慢跑的习惯,与人说笑,并做一些力所能及的体力活。他是许多年轻同事以及同龄人的良师益友,他们从他那儿学到了许多新知识。他始终把物理学放在自己生活和工作的中心位置。
资料来源Physics Today
责任编辑 彦 隐