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Matthew Sands

físico estadounidense

 

Matthew Sands
Información personal
Nacimiento 20 de octubre de 1919 Ver y modificar los datos en Wikidata
Oxford (Estados Unidos) Ver y modificar los datos en Wikidata
Fallecimiento 13 de septiembre de 2014 Ver y modificar los datos en Wikidata (94 años)
Santa Cruz (Estados Unidos) Ver y modificar los datos en Wikidata
Nacionalidad Estadounidense
Educación
Educación doctorado Ver y modificar los datos en Wikidata
Educado en
Supervisor doctoral Bruno B. Rossi Ver y modificar los datos en Wikidata
Información profesional
Ocupación Físico y profesor universitario Ver y modificar los datos en Wikidata
Área Física de aceleradores, física y acelerador de partículas Ver y modificar los datos en Wikidata
Empleador
Distinciones
  • Miembro de la Sociedad Estadounidense de Física
  • Robert R. Wilson Prize (1998) Ver y modificar los datos en Wikidata
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Matthew Linzee Sands (20 de octubre de 1919 - 13 de septiembre de 2014) fue un físico y educador estadounidense conocido sobre todo como coautor de las Conferencias Feynman sobre Física. Sands, graduado de la Universidad Rice, trabajó 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 rayos cósmicos para su doctorado en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) bajo la supervisión de Bruno Rossi. Sands fue al Instituto de Tecnología 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 inicial del Centro del Acelerador Lineal de Stanford (SLAC) en 1963. Posteriormente, Sands se incorporó a la Universidad de California, Santa Cruz (UCSC) como profesor de física y fue vicerrector de Ciencias de 1969 a 1972. 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]​

Primeros años y educación

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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, siete años menor. Cuando tenía 12 años, su jefe, que era radioaficionado, le animó a construir su propio receptor de onda corta. Con la ayuda de la información del Manual del Radioaficionado, lo construyó con piezas recuperadas de radios antiguas. Su profesor de matemáticas en el instituto, John Chafee, licenciado por la Universidad de Brown, le animó a estudiar matemáticas y ciencias.[2]​

Después de la secundaria, Sands ingresó a la Universidad Clark, donde estudió física y matemáticas, y finalmente se licenció en Artes (BA) en 1940. En Clark, sus profesores de física fueron Theodore P. Jorgensen,[3]​ que se hizo famoso por su libro "La física del golf", y Percy M. Roope,[4]​ que participó en los experimentos con cohetes de Robert H. Goddard. Como parte de un trabajo subvencionado a 35 céntimos la hora por la Administración Nacional de la Juventud, le asignaron la construcción de equipos de física en los talleres mecánicos, donde se familiarizó con el taladro, el torno y otras herramientas para trabajar el metal.[2]​

Sand obtuvo un máster en Física por la Universidad Rice.[5]​ En esta universidad, Harold A. Wilson, primer director del Departamento de Física, le impartió cursos de relatividad, mecánica estadística y termodinámica. También realizó estudios experimentales sobre ferromagnetismo. En Rice, Sands conoció a su primera esposa, Elizabeth, estudiante universitaria.[2]​

Segunda Guerra Mundial

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En 1941, Sands fue al Laboratorio de Artillería Naval en Washington D. C., donde aprendió más sobre electrónica con Joseph F. Keithley.[6]​ Keithly y Sands desarrollaron dos minas de influencia, de las que 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. Tras discutir la situación con Wilson, se presentó sin previo aviso en Santa Fe, Nuevo México, en el despacho de Dorothy McKibbin, que había sido designada para recibir a los recién llegados al Laboratorio de Los Álamos. Después de que McKibbin llamara por teléfono a la oficina de personal, que acababa de recibir una llamada desesperada solicitando personal electrónico, Sands fue trasladado en autobús a Los Álamos. Para su sorpresa, fue recibido por Jorgenson, que acababa de incorporarse al Proyecto Manhattan tras dejar Clark e irse a Nebraska. Inmediatamente llevó a Sands a la biblioteca para que leyera Los Álamos Primer, de Robert Serber, que le introdujo en los principios físicos básicos de la fisión nuclear, tal y como se conocían entonces, y sus implicaciones para el diseño de armas nucleares.[2]​

En ese momento, Sands tenía una amplia experiencia con la electrónica e inmediatamente fue enviado al grupo de electrónica, que tenía la tarea de fabricar instrumentos para todo el laboratorio, y cuyo director era Darol Froman Dentro de este grupo, sus colaboradores más cercanos fueron William Elmore,[8]​ William Higinbotham y Ernest Titterton. Cualquiera que tuviera un problema de instrumentación acudiría al grupo en busca de ayuda. Como resultado, Sands trabajó con Luis Alvarez, 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, entabló una estrecha relación con Rossi, con quien más tarde decidió trabajar en su doctorado de posguerra.[2]​ Rossi estaba muy interesado en los equipos de electrónica nuclear del grupo: contadores y amplificadores de impulsos, discriminadores y escaladores.[9]​ En este campo, Sands diseñó y patentó un analizador de altura de impulsos y, con Otto Frisch y Elmore, un amplificador de impulsos.[10]​ También creó electrónica para fines más generales, como la regulación precisa de la temperatura[11]​ y el control de las 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 la presión piezoeléctrica de la onda de choque atmosférica producida por " el artilugio ", un prototipo del arma Fat Man lanzada más tarde 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 aumentar la conciencia pública sobre las cuestiones planteadas por Trinity, David Hawkins, William Higinbotham, Philip Morrison, Robert Wilson, Sands y otros crearon 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 por el de Federación de Científicos Americanos (FAS).[13]​

En 1946, Sands y Elmore escribieron "Electronics: Experimental Techniques", que fue publicado en 1949 por McGraw-Hill . Este libro presentó muchas ideas y circuitos desarrollados en Los Álamos y se convirtió en una referencia estándar para la instrumentación nuclear de la posguerra.[14]​

Instituto de Tecnología de Massachusetts

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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 estadounidense.[15]​ Esta era se predijo en un informe de 1945, Science, The Endless Frontier,[16]​ escrito por Vannevar Bush, graduado del MIT e influyente jefe de la Oficina de Investigación y Desarrollo Científico en tiempos de guerra. La expansión del MIT en el campo de 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 incorporó al Laboratorio de Los Álamos a finales de la guerra, y reclutó a Bruno Rossi y Victor Weisskopf como profesores del MIT.[17]​

Dentro del nuevo Laboratorio de Ciencias Nucleares del MIT, dirigido por Zacharias, a Rossi se le asignó la tarea de crear un grupo de investigación de rayos cósmicos. Reclutó a cuatro jóvenes científicos que habían estado en Los Álamos, incluido Sands, y a dos que habían estado en el Laboratorio de Radiación, como candidatos al doctorado. Todos eran más maduros que los típicos estudiantes de posgrado, con varios años de experiencia en investigación en tiempos de guerra. Recibían un estipendio similar al de un investigador postdoctoral, lo que les permitía mantener a sus familias durante sus estudios de postgrado. El laboratorio estaba financiado por la Oficina de Investigación Naval.[2]​

Con Rossi como asesor académico y con la ayuda de un avión Boeing B-29 Superfortress prestado de 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 los 12.000 m, y obtuvieron su espectro en el momento de la producción y a medida que se propagaban a través de la atmósfera.[18]​ Esta información era 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 mesón de la radiación cósmica".[19]​ Luego, Sands 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 sincrotrón, diseñado para acelerar electrones hasta 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 empezado a funcionar en 1949. En respuesta, Zacharias pidió ayuda a Sands.[2]​ Esta fue la introducción de Sands a la física de los aceleradores, y con su ayuda la máquina empezó 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 Sands se casaba con Eunice Hawthorne, cuñada de su profesor de matemáticas de la escuela secundaria, John Chafee, y se mudaba con ella a las unidades de vivienda Westgate del MIT para estudiantes casados.[22]​[23]​ A principios de 1950, en sus palabras:

... mi ex mujer tenía un padre con bastante dinero, y decidieron crearme problemas, e iban a meterme en la cárcel por bígamo porque decían que mi divorcio (de Reno) no era legal y cosas así. Así que soy famoso en el MIT como la persona que tuvo que irse en mitad de la noche y no volver.[2]​

Vida posterior

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Las conferencias de física de Feynman, incluidos los consejos de física de Feynman: la edición definitiva y ampliada (2005)

Sands fue al Instituto de Tecnología 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 loa aceleradores de partículas de electrones. También estudió las inestabilidades de los haces, los campos de estelas, las interacciones haz-cavidad y otros fenómenos.[5]​

En 1963, Sands se convirtió en subdirector de la construcción y operación inicial del Stanford Linear Accelerator Center (SLAC). Cuando Richard Feynman estaba decidiendo si aceptaría o no el Premio Nobel de 1965 (debido a su desdén por la notoriedad adicional que podría traer), Sands convenció a Feynman de que no aceptarlo atraería aún más atención.[24]​ Más tarde, Sands se unió a la Universidad de California, Santa Cruz (UCSC) como profesor de física y fue su vicerrector de ciencias de 1969 a 1972.[1]​ Tras jubilarse de la UCSC en 1985, Sands trabajó como consultor para el SLAC y también como asesor para la Bay View Elementary School y el Santa Cruz High School de Santa Cruz (California), desarrollando sistemas informáticos y actividades de laboratorio de física para los 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 facultades y universidades de Estados Unidos. Ayudó a Feynman y a Robert B. Leighton a escribir en 1964 el libro de texto Conferencias Feynman sobre Física, 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 convertiría en su tercera esposa.[26]​ En 1972 recibió el Premio al Servicio Distinguido de la Asociación Americana de Profesores de Física, y en 1998 la Sociedad Americana de Física le concedió el Premio Robert R. Wilson "por sus numerosas contribuciones a la física de aceleradores y al desarrollo de los 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]​

Referencias

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  1. ↑ a b c d Stephens, Tim (20 de abril de 1998). «Professor emeritus wins physics prize». University of Santa Cruz Currents. 
  2. ↑ a b c d e f g h i j k Aaserud, Finn (May 4–5, 1987). «Oral History Transcript — Dr. Matthew Sands». Center for History of Physics; The Niels Bohr Library & Archives. American Physical Society. Archivado desde el original el 20 de agosto de 2016. Consultado el 10 de agosto de 2016. 
  3. ↑ «Theodore "Ted" P. Jorgensen». The Scarlet. University of Nebraska-Lincoln. 15 de abril de 2010. Archivado desde el original el 13 de mayo de 2012. Consultado el 23 de enero de 2013. 
  4. ↑ Wilford, John Noble (5 de octubre de 1982). «A Salute To Long Neglected 'Father Of American Rocketry'». New York Times. Archivado desde el original el 6 de marzo de 2014. Consultado el 23 de enero de 2013. 
  5. ↑ a b «Matthew Sands biography». American Physical Society. Archivado desde el original el 5 de mayo de 2015. Consultado el 14 de septiembre de 2014. 
  6. ↑ «Keithley Instruments Inc. History». International Directory of Company Histories, Vol. 16 (St. James Press). 1967. 
  7. ↑ Keithley and Sands Patents: 297969: Microphone For The Measurement Of Transient Pressures In A Body Of Water1 Archivado el 18 de abril de 2016 en Wayback Machine.,4185556: Mine firing system Archivado el 13 de abril de 2016 en Wayback Machine., 3044398: Pressure-Time Responsive Electronic Firing Device Archivado el 16 de abril de 2016 en Wayback Machine.; US Patent and Trademark Office
  8. ↑ Pray, Rusty (1 de febrero de 2003). «William C. Elmore, 93, physics professor». philly.com (The Philadelphia Inquirer). Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016. Consultado el 31 de enero de 2013. 
  9. ↑ Sands, Matthew L. (19 de julio de 1948). «Pulse Height Analyzer». Patent number: 2529666. US Patent and Trademark Office. Archivado desde el original el 16 de septiembre de 2014. Consultado el 31 de enero de 2013. 
  10. ↑ Sands, Matthew L.; William C. Elmore; Otto R. Frisch (19 de marzo de 1945). «Pulse Amplifier». Patent number: 2531164. US Patent and Trademark Office. Archivado desde el original el 2 de abril de 2016. Consultado el 31 de enero de 2013. 
  11. ↑ Sands, Matthew L. (1 de septiembre de 1950). «Automatic Temperature Regulator». Patent number: 2646544. US Patent and Trademark Office. Archivado desde el original el 16 de septiembre de 2014. Consultado el 31 de enero de 2013. 
  12. ↑ Sands, Matthew L. (17 de agosto de 1948). «Electroplating Control System». Patent number: 2584816. US Patent and Trademark Office. Archivado desde el original el 16 de septiembre de 2014. Consultado el 31 de enero de 2013. 
  13. ↑ Goldsmith, H. H.; S. Rabinowitch (1 de septiembre de 1946). «Federation of American Scientists». Bulletin of the Atomic Scientists (Atomic Scientists of Chicago). p. 24. Archivado desde el original el 14 de abril de 2016. Consultado el 31 de enero de 2013. 
  14. ↑ Elmore, William C.; Sands, Matthew L. (1949). «Electronics: experimental techniques». Volume 1 of National nuclear energy series: Los Alamos Project (McGraw-Hill Book Co.). pp. 417. Consultado el 31 de enero de 2013. 
  15. ↑ «The History of the MIT Department of Physics». Big Physics at MIT : 1946-1970. Massachusetts Institute of Technology. Archivado desde el original el 3 de abril de 2013. Consultado el 2 de febrero de 2013. 
  16. ↑ Bush, Vannevar (July 1945). «Science The Endless Frontier». Office of Scientific Research and Development (Washington: United States Government Printing Office). Archivado desde el original el 16 de enero de 2013. Consultado el 2 de febrero de 2013. 
  17. ↑ Goldstein, Jack S. (1992). A Different Sort of Time: the Life of Jerrold R. Zacharias, Scientist, Engineer, Educator. Cambridge, Massachusetts: MIT Press. pp. 66–70. ISBN 978-0262071383. OCLC 24628294. (requiere registro). 
  18. ↑ Sands, Matthew (5 de octubre de 1949). «Low Energy Mesons in the Atmosphere». Physical Review 77 (2): 180-193. Bibcode:1950PhRv...77..180M. doi:10.1103/PhysRev.77.180. Consultado el 2 de febrero de 2013. 
  19. ↑ Sands, Matthew (1948). The meson component of cosmic radiation (Ph.D.). NASA. Bibcode:1948PhDT........10S. 
  20. ↑ «Compton Gives Promotions to 9 Professors». The Tech (MIT). 6 de abril de 1948. p. 1. Archivado desde el original el 10 de mayo de 2012. Consultado el 4 de febrero de 2013. 
  21. ↑ «Synchrotron Passes Tests». The Tech (MIT). 7 de febrero de 1950. pp. 1-3. Archivado desde el original el 11 de mayo de 2012. Consultado el 3 de febrero de 2013. 
  22. ↑ Smith, Nancy DuVergne; Debbie Levey (12 de agosto de 2012). «How WWII Veterans Changed the MIT Landscape». Slice of MIT blog. MIT Alumni Association. Archivado desde el original el 4 de noviembre de 2012. Consultado el 2 de febrero de 2013. 
  23. ↑ Sands, Matthew L.; Joseph F. Keithley (30 de diciembre de 1949). «Patent which gives 11 Westgate, Cambridge, MA as address for Sands». Patent number: 3044398. US Patent and Trademark Office. Archivado desde el original el 20 de septiembre de 2016. Consultado el 3 de febrero de 2013. 
  24. ↑ Feynman, Richard (1985). Surely You're Joking, Mr. Feynman! (Adventures of a Curious Character). New York: W.W. Norton. p. 200. ISBN 9780393019216. 
  25. ↑ Gleick, James (1992). Genius: The Life and Science of Richard Feynman. New York: Pantheon Books. pp. 357–364. ISBN 978-0-679-40836-9. OCLC 243743850. 
  26. ↑ a b «Matthew Linzee Sands Obituary». Santa Cruz Sentinel. 17 de septiembre de 2014. Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016. Consultado el 18 de septiembre de 2014. 

Enlaces externos

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