Τρίτη, 25 Φεβρουαρίου 2020

Σαν σήμερα... 1909, γεννήθηκε ο "πατέρας" του αντιδραστήρα Tokamak, Lev Artsimovich.


Lev Andreevich Artsimovich

Σαν σήμερα, στις 25 Φεβρουαρίου 1909 (12 Φεβρουαρίου με το παλιό), γεννήθηκε στη Μόσχα ο Lev Andreevich Artsimovich (ρωσ. Лев Андреевич  Арцимович - Λεβ Αντρέγιεβιτς Αρτσίμοβιτς).   
Ο Artsimovich ασχολήθηκε κυρίως με τη Φυσική Πλάσματος και υπήρξε πρωτοπόρος στο  σοβιετικό πρόγραμμα για τη θερμοπυρηνική σύντηξη

Η οικογένεια Artsimovich προερχόταν από την Πολωνία (Λευκορωσία).  Ο παππούς, M.I. Artsimovich, που συμμετείχε στην πολωνική εξέγερση του 1863-1864, εξορίστηκε στη Σιβηρία κι εκεί παντρεύτηκε μία ντόπια. 
Ο πατέρας του Lev, Andrei Mikhailovich Artsimovich, είχε γεννηθεί στο Σμόλενσκ κι αποφοίτησε από το Πανεπιστήμιο του Λβιβ με πτυχίο στη στατιστική και την οικονομική γεωγραφία. 


Ο Artsimovich (αρ.) με τον Igor Kurchatov. 

Το 1907, ο Andrei Mikhailovich αφού μετακόμισε στη Μόσχα, υπηρέτησε ως στατιστικός στους σιδηροδρόμους στην περιοχή διοίκησης της Μόσχας και δίδαξε στο Λαϊκό Πανεπιστήμιο του Shanyavsky. Το 1908 παντρεύτηκε την Olga Lvovna Levien που προερχόταν από εβραϊκή οικογένεια της γαλλικής περιοχής της Ελβετίας. Το ζευγάρι απέκτησε δύο παιδιά, τον Lev και την Αικατερίνη.
Μέχρι το 1919, η οικογένεια Artsimovich έζησε στη Μόσχα, αλλά λόγω των προβλημάτων που είχε δημιουργήσει ο εμφύλιος, αναγκάστηκε να μετακομίσει στη Λευκορωσία. Το Κεντρικό Στατιστικό Γραφείο της RSFSR ανέθεσε στον Andrei Mikhailovich να οργανώσει στατιστική υπηρεσία στο Mogilev, στη συνέχεια στο Gomel με κατάληξη την μικρή πόλη Klintsy. Για μικρό χρονικό διάστημα, λόγω προβλήματος πείνας, ο Λεβ και η αδελφή του είχαν μεταφερθεί σε ορφανοτροφείο απ' όπου ο Λεβ δραπέτευσε κι έμεινε άστεγος για λίγο. 
Μετά τον εμφύλιο πόλεμο η οικογένεια Artsimovich ξαναενώθηκε, επέστρεψε στην επαρχιακή πόλη Gomel και η κατάσταση της οικογένειας βελτιώθηκε σταδιακά.  
Το 1922, ο Andrei Mikhailovich τοποθετήθηκε επικεφαλής του τμήματος Στατιστικής στο Κρατικό Πανεπιστήμιο της Λευκορωσίας. 

Ο Artsimovich σε σεμινάριο
στο Ινστιτούτο Ατομικής Ενέργειας (1958).

Το 1924, ο Lev Artsimovich αποφοίτησε από το γυμνάσιο στο Μινσκ και έγινε δεκτός στο τμήμα Φυσικής και Μαθηματικών του Κρατικού Πανεπιστημίου της Λευκορωσίας στο Μινσκ. Αποφοίτησε το 1928 σε ηλικία μόλις 19 ετών. Επειδή οι γνώσεις που απέκτησε κατά τη διάρκεια της κατάρτισής του φαίνονταν ανεπαρκείς στον νεαρό Artsimovich, πήγε στη Μόσχα όπου πέρασε έναν ολόκληρο χρόνο σε επιστημονικές βιβλιοθήκες, κατανοώντας βαθιά την αγαπημένη του φυσική.
Το 1929 υπερασπίστηκε έξοχα μια διατριβή στο Λευκορωσικό Πανεπιστήμιο με θέμα "Θεωρία Χαρακτηριστικών Φασμάτων ακτίνων Χ", η οποία του επέτρεψε να αποκτήσει δίπλωμα αντί απλού πιστοποιητικού αποφοίτησης.
Στη συνέχεια πήγε στο Λένινγκραντ (σήμερα Αγ. Πετρούπολη) στο διάσημο Φυσικό και Τεχνολογικό Ινστιτούτο του Λένινγκραντ (LFTI). Την 1η Απριλίου 1930, ο L. A. Artsimovich έγινε δεκτός στο τμήμα ακτίνων Χ ως υπεράριθμος φοιτητής. Έξι μήνες αργότερα, μεταφέρθηκε στο τμήμα Ηλεκτρονικών φαινομένων και Ακτίνων Χ, που είχε επικεφαλής τον P. Ι. Lukirsky. Αρχικά εργάστηκε στο Εργαστήριο του A. Alikhanov, μαζί με τον οποίο πραγματοποίησε την πρώτη σοβαρή επιστημονική του εργασία που αφορούσε τη μελέτη της ολικής εσωτερικής αντανάκλασης των ακτίνων Χ από λεπτά φιλμ διαφόρων μετάλλων (το έργο δημοσιεύθηκε στο Zeitschrift fur Physik - Επιθεώρηση Φυσικής, το 1931).


Lev Artsimovich και Pyotr Kapitsa.

Οι συνάδελφοι του Artsimovich εκπλήσσονταν με την ικανότητά του να φτιάχνει εξισώσεις και να τις επιλύει σωστά και να δυσκολεύεται με οτιδήποτε χρειαζόταν να χρησιμοποιήσει τα χέρια του για να το κάνει. Έτσι, χρειάστηκε ένα μεγάλο χρονικό διάστημα για ν' αποκτήσει τις στοιχειώδεις δεξιότητες που απαιτούνται για έναν ερευνητή φυσικό.
Το 1933, στο LFTI ξεκίνησαν μελέτες στον τομέα της φυσικής των ατομικών πυρήνων και ένα σημαντικό μέρος των νέων επιστημόνων άλλαξε προς αυτή την κατεύθυνση. 
Ο Artsimovich ήταν επιφορτισμένος με την οργάνωση ενός εργαστηρίου υψηλής τάσης, του οποίου η αποστολή ήταν αρχικά η ανάπτυξη γεννητριών παλμών και σωλήνων ενίσχυσης για την παραγωγή ταχέων ηλεκτρονίων, καθώς και για τη μελέτη των ιδιοτήτων αργών νετρονίων. 
Το 1934-35, μετέχοντας σε ομάδα φυσικών με τους G. D. Latyshev και V. A. Khramov υπό την διεύθυνση του I. V. Kurchatov, μελέτησε τις ιδιότητες του νετρονίου, που πρόσφατα (1932) είχε ανακαλυφθεί. Συγκεκριμένα, απέδειξε πειραματικά για πρώτη φορά, ότι η απορρόφηση αργών νετρονίων σε ουσίες που περιέχουν υδρογόνο οφείλεται στην αντίδραση δέσμευσης νετρονίων από πρωτόνια.


(Από αρ.) Derek Robinson, Volodya Sannikov 
και Lev Artsimovich σε συνάντηση στη Dubna.
(
Φωτό από Culham Centre for Fusion Energy)

Το 1936, με τους A. Alikhanov και A. I. Alikhanyan, ερεύνησαν πειραματικά τα συμπεράσματα του Αμερικανού Φυσικού R.S.Shakland για την πιθανότητα της παραβίασης των νόμων διατήρησης της ενέργειας και της ορμής στο φαινόμενο Compton. Το αποτέλεσμα της εργασίας τους ανατροφοδότησε το έργο του Shakland.
Το 1937 πήρε μεταπτυχιακό τίτλο (μάστερ) έχοντας ως θέμα σχετικό με την "Απορρόφηση αργών νετρονίων" από την ύλη.
Την ίδια εποχή κι ενώ ήδη είχε γίνει αναπληρωτής διευθυντής του LFTI, ο Artsimovich  οδήγησε μια επιστημονική ομάδα ν' αναπτύξει σωλήνες επιταχυντών για την παραγωγή ηλεκτρονίων με ενέργεια της τάξης των 2 MeV
Το 1939 πήρε το διδακτορικό του που είχε ως θέμα την αλληλεπίδραση ταχέως κινούμενων ηλεκτρονίων με την ύλη. Τα συμπεράσματα που βγήκαν από αυτή την εργασία στο πλαίσιο της κβαντικής μηχανικής, επιβεβαιώθηκαν απόλυτα πειραματικά. Στη συνέχεια τοποθετήθηκε επικεφαλής του Εργαστηρίου των ταχέων ηλεκτρονίων στο LFTI και του απονεμήθηκε ο τίτλος του καθηγητή.

Ο Artsimovich (2ος από δεξιά) συζητά με την ομάδα του
στον αντιδραστήρα Tokamak (τέλη δεκαετίας του '60)
.

Με το ξέσπασμα του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, 
το εργαστήριο του Artsimovich άλλαξε στόχο και εργάστηκε για την ανάπτυξη συσκευών νυχτερινής όρασης. Μετά την μετακίνηση του  LFTI στο Καζάν, ο Artsimovich προσανατολίστηκε στην ανάπτυξη μεθόδων σκοτεινής όρασης. Έτσι, ήταν απαραίτητο να δημιουργηθεί ένα ηλεκτρονικό οπτικό σύστημα χρησιμοποιώντας την υπέρυθρη περιοχή του φάσματος, κάτι που το κατάφεραν.

Το 1944 μετακινήθηκε στο "Εργαστήριο Νο 2" (σήμερα Ινστιτούτο Kurchatov) για το σοβιετικό πρόγραμμα κατασκευής της ατομικής βόμβας, όπου εργάστηκε μέχρι τις τελευταίες ημέρες της ζωής του. 
Το 1945 με τον I. Y. Pomeranchuk έκαναν μια θεωρητική μελέτη της απώλειας ακτινοβολίας σ' ένα βήτατρο. Το 1946, η εργασία αυτή επέτρεψε τον υπολογισμό  της μέγιστης ενέργειας που θα μπορούσε να μεταφερθεί σε ηλεκτρόνια που επιταχύνονται από ένα βήτατρο.

Το 1947 ο Artsimovich έγινε καθηγητής στο Κρατικό Πανεπιστήμιο της Μόσχας M.V. Lomonosov

1961, συζήτηση στη Μόσχα ανάμεσα στον L. Artsimovich (αρ.)
Niels BohrIgor Tamm και Anatolii Aleksandrov (αρχείο Emilio Segrè). 

Από το 1950 ο Artsimovich άρχισε να ενδιαφέρεται για την επίλυση των δύσκολων προβλημάτων που εμφανίζονταν στην κατασκευή ενός ελεγχόμενου θερμοπυρηνικού αντιδραστήρα. Δημιούργησε μια ομάδα φυσικών που ξεκίνησε τη μελέτη της συμπεριφοράς του δευτερίου σε χαμηλή πίεση. Κατάφεραν να δημιουργήσουν, έστω για πολύ λίγο, έντονα ιονισμένο πλάσμα σε θερμοκρασία μερικών εκατομμυρίων βαθμών. Το 1952 αυτή η έρευνα οδήγησε στην ανακάλυψη ότι έντονα παλλόμενοι πυρήνες δευτερίου σε χαμηλή πίεση αποτελούν πηγή νετρονίων και σκληρών ακτίνων Χ.
Το 1958 στη Γενεύη, στο 2ο Διεθνές Συνέδριο για τη χρήση της ατομικής ενέργειας για ειρηνικούς σκοπούς, έκανε λεπτομερή παρουσίαση των σοβιετικών μελετών στην παραγωγή ενέργειας από ελεγχόμενες θερμοπυρηνικές αντιδράσεις

Ο L. Artsimovich στο ΜΙΤ (αρχείο Emilio Segrè). 

Κάτω από την καθοδήγηση του Artsimovich υλοποιήθηκαν μεγάλα σχέδια για την εξέλιξη αυτής της έρευνας, που είχε ως αποτέλεσμα την κατασκευή του πρώτου θερμοπυρηνικού αντιδραστήρα τύπου "Tokamak" (ακρωνύμιο από τα ρώσικα тороидальная камера с магнитными катушками - σπειροειδής μαγνητικός θάλαμος). 
Ο Artsimovich θεωρείται ο "πατέρας" του Tokamak.

Ο L. Artsimovich με τον Βρετανό φυσικό James Tuck στο
Los Alamos National Laboratory (αρχείο Emilio Segrè). 

Το 1953, ο L.A. Artsimovich έγινε πλήρες μέλος της Σοβιετικής Ακαδημίας των Επιστημών και το 1957 μέλος του προεδρείου της Ακαδημίας.
Το 1952, ανακάλυψε την ακτινοβολία νετρονίων του πλάσματος υψηλής θερμοκρασίας, για την οποία το 1958 του απονεμήθηκε το Βραβείο Λένιν.
Στα τέλη του 1955, οι L. A. Artsimovich, S. Yu. Lukyanov, Ι.Μ. Podgorny και S.A. Chuvatin ανέπτυξαν έναν ηλεκτροδυναμικό επιταχυντή πλάσματος δίνοντας θρόμβους πλάσματος με ταχύτητα 200km/s. Το έργο ήταν η αρχή μιας νέας κατεύθυνσης στη φυσική του πλάσματος. Οι επιταχυντές πλάσματος άρχισαν να χρησιμοποιούνται για την πλήρωση μαγνητικών παγίδων με πλάσμα, που χρησιμοποιούνται ως βοηθητικές μηχανές σε διαστημόπλοια και για την επεξεργασία μεταλλικών επιφανειών.

Η δημιουργία του πρώτου επιταχυντή πλάσματος στον κόσμο προτάθηκε για το βραβείο Νόμπελ, αλλά η ΕΣΣΔ, για λόγους μυστικότητας, αρνήθηκε την εφεύρεση και ο Lev Artsimovich δεν έλαβε ποτέ αυτό το βραβείο.


26 Απριλίου 1956, η σοβιετική αποστολή επισκέπτεται το
Harwell στην Αγγλία. Περίπου στη μέση στέκεται ο Χρουστσόφ
(φαλακρός), δίπλα του με τη γενειάδα ο Kurchatov και δίπλα του
ο Bulganin, τότε πρωθυπουργός της Σοβιετικής Ένωσης.

Το 1956, ο Νικίτα Χρουστσόφ επέτρεψε τον αποχαρακτηρισμό του έργου με συνοπτικές διαδικασίες και κάλεσε τον Igor Kurchatov να συντάξει εργασία σχετική με τους  επιταχυντές πλάσματος που θα την ανακοίνωναν κατά τη διάρκεια ενός ταξιδιού τους στην Αγγλία.

Με την καθοδήγηση του L.A. Artsimovich, ετοιμάστηκε έκθεση με τίτλο "Σχετικά με τη δυνατότητα δημιουργίας θερμοπυρηνικών αντιδράσεων για την απαλλαγή από το φυσικό αέριο", η οποία αναφερόταν στις εργασίες σύντηξης, στο Ινστιτούτο Ατομικής Ενέργειας. Η ανακοίνωση που έκανε ο Kurchatov στο Αγγλικό Πυρηνικό Κέντρο του Harwell τον Απρίλιο του 1956, προκάλεσε μεγάλη απήχηση στον επιστημονικό κόσμο, κυρίως στην Αγγλία και τις ΗΠΑ και έδωσε ώθηση στην ανάπτυξη διεθνούς συνεργασίας στον τομέα της ελεγχόμενης θερμοπυρηνικής σύντηξης.  

Στη μέση διακρίνεται η σύζυγος του Lev, Nellie Artsimovich.
Αριστερά και δεξιά κάθονται οι Άγγλοι φυσικοί Nicol Peacock
και Derek Robinson που επισκέπτονταν το Kurchatov Nuclear
Fusion Institute 
στη Μόσχα. Η φωτό έχει ληφθεί από τον 
Artsimovich στη ντάτσα του, έξω από τη Μόσχα,
το καλοκαίρι του 1969.
(αναρτήθηκε από τον Colin Windsor)

Το 1968, 
κατά την τρίτη διάσκεψη της IAEA για την ελεγχόμενη θερμοπυρηνική σύντηξη η οποία συνήλθε στο Νοβοσιμπίρσκ, για πρώτη φορά ανακοινώθηκε η ανίχνευση σταθερής θερμοπυρηνικής ακτινοβολίας από πηνίο πλάσματος. Το 1968 επίσης, τα πρώτα θερμοπυρηνικά νετρόνια ανιχνεύθηκαν στη μονάδα Tokamak-4.
Εκείνη την εποχή δυτικοί επιστήμονες αντέδρασαν με δυσπιστία σ' αυτά τα αποτελέσματα. 
Τότε, ο Artsimovich πρότεινε την διεξαγωγή ενός κοινού πειράματος με το Εργαστήριο Φυσικής Πλάσματος του Kalem στην Αγγλία, όπου θα χρησιμοποιείτο ο αγγλικός εργαστηριακός εξοπλισμός. Το κοινό σοβιετο-αγγλικό πείραμα επιβεβαίωσε ανεπιφύλακτα τις παραμέτρους πλάσματος ρεκόρ στον αντιδραστήρα tokamak T-ZA, καταργώντας τις αμφιβολίες των δυτικών επιστημόνων σχετικά με την αξιοπιστία αυτών των εξαιρετικών αποτελεσμάτων για εκείνη την εποχή. 


(από αρ.) L.V. Groshev, Lev Artsimovich, M.A. Leontovich,
V.A. Fock και A.P. Alexandrov.


Το 1969 και το 1970, ο Lev Artsimovich ταξίδεψε στις ΗΠΑ κι έδωσε σειρά διαλέξεων σε πανεπιστήμια και ιδρύματα όπως στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ) και στο Πανεπιστήμιο του Τέξας. Σύμφωνα με τον Harold Fürth, διευθυντή του Εργαστηρίου Φυσικής Πλάσματος στο Πρίνστον, αυτή η επίσκεψη βοήθησε στην περαιτέρω ανάπτυξη της θερμοπυρηνικής έρευνας στις ΗΠΑ και στη βελτίωση της αμοιβαίας κατανόησης στις σοβιετικές-αμερικανικές σχέσεις. 
Λίγο πριν το θάνατό του, τον Δεκέμβριο του 1972, ο Lev Artsimovich έδωσε μια λαμπρή σειρά διαλέξεων στο Γαλλικό Κολλέγιο του Παρισιού σχετικά με τους πιθανούς τρόπους ανάπτυξης της θερμοπυρηνικής έρευνας.

Ο Lev Andreevich Artsimovich πέθανε σε ηλικία 64 ετών στη Μόσχα, στις 1 Μαρτίου 1973.
Τα τελευταία χρόνια της ζωής του έπασχε από σοβαρή καρδιακή νόσο, η οποία όμως δεν τον εμπόδισε να συνεχίζει το επιστημονικό του έργο. 
Είναι θαμμένος στο νεκροταφείο Novodevichy στη Μόσχα.

Η ομάδα που πήρε το 1971 το Κρατικό Βραβείο της ΕΣΣΔ
μπροστά στον αντιδραστήρα T-4 tokamak.
(Από αρ.) Mirnov, Gorbunov, Us, Strelkov, Artsimovitch, Razumova,
Spiridonov, Mukhovatov, Shafranov και Ivanov.

Ο Artsimovich ήταν ένας από τους πρώτους επιστήμονες στον κόσμο, ο οποίος, όχι μόνο συνειδητοποίησε τον πραγματικό κίνδυνο για τον παγκόσμιο πολιτισμό της περαιτέρω συσσώρευσης των αποθεμάτων πυρηνικών όπλων, αλλά επίσης κατέβαλε συγκεκριμένες προσπάθειες για να μειώσει αυτόν τον κίνδυνο. 
Ήταν ένας από τους ιδρυτές και ενεργούς συμμετέχοντες στο κίνημα Pugwash, ένα παγκόσμιο φόρουμ επιστημόνων που έθεσε στην κυβέρνηση διαφορετικών χωρών το ζήτημα της ανάγκης μείωσης των πυρηνικών όπλων.
Από το 1963 ως το 1973 ήταν αντιπρόεδρος του σοβιετικού παραρτήματος της  Επιτροπής  Pugwash και πρόεδρος της Εθνικής Επιτροπής των Σοβιετικών Φυσικών. 

Στη διάρκεια της ζωής του ο Artsimovich τιμήθηκε με πολλά μετάλλια και βραβεία, όπως:
  • Βραβείο Στάλιν, πρώτης τάξης (1953), 
  • Βραβείο Λένιν (1958), 
  • Ήρωας της Σοσιαλιστικής Εργασίας (1969)
  • Κρατικό βραβείο ΕΣΣΔ (1971), κλπ.
Το 1966 ψηφίστηκε τιμητικά ως ξένο μέλος στην Αμερικάνικη Ακαδημία Τεχνών και Επιστημών.

(Από αρ.) Bertie Robson, Lev Artsimovich
και Alan Ware στο υπόγειο του RLM Hall
στο Πανεπιστήμιο του Τέξας.

Ανάμεσα στα αναμφισβήτητα προσόντα του Lev 
Artsimovich ήταν η δημιουργία σχολών φυσικών στον τομέα της ελεγχόμενης θερμοπυρηνικής σύντηξης. Όλοι όσοι είχαν την τύχη να δουλέψουν υπό την καθοδήγησή του, θυμούνται την ικανότητά του να ξεχωρίζει από τα πειραματικά δεδομένα εκείνα που μπορούσαν να δημιουργήσουν μια σαφή εικόνα του φαινομένου και που βέβαια ήταν σύμφωνα με τους γενικούς νόμους της φύσης.
Είχε την ικανότητα της καλής χρήσης της γλώσσας και γι' αυτό κάθε ένα από τα δημοφιλή επιστημονικά του άρθρα ή διαλέξεις που έδινε σε μη ειδικούς είναι ένα μικρό αριστούργημα. Έγραφε εύκολα και γρήγορα. Πολλές από τις διατυπώσεις που χρησιμοποίησε με την πάροδο του χρόνου μετατράπηκαν σε αφορισμούς. Ίσως η πιο δημοφιλής έκφραση που έχει διατυπώσει είναι αυτή: "Η επιστήμη είναι ο καλύτερος τρόπος για να ικανοποιήσει (κάποιος) την προσωπική του περιέργεια με δημόσιες δαπάνες". 

Ο Lev Artsimovich είχε παντρευτεί πρώτα την Μαρία Νικοελέβνα Φλέροβα με την οποία απέκτησαν δύο κόρες, την Λουντμίλα και την Όλγα. Η δεύτερη σύζυγός του ήταν η ανοσολόγος γιατρός Nelly Georgievna με την οποία είχαν ένα υιοθετημένο γιο, τον Vadim.

Γραμματόσημο της Σοβιετικής Ένωσης
για τον L. A. Artsimovich 
(1974). 

Το 1966, ο Lev Artsimovich ήταν ένα από τα 25 επιφανή μέλη της επιστήμης και του πολιτισμού της Σοβιετικής Ένωσης, που είχαν υπογράψει επιστολή προς τον γραμματέα του ΚΚΣΕ Λεονίντ Μπρέζνιεφ, με την οποία ήταν αντίθετοι στην αποκατάσταση του  Ιωσήφ Στάλιν.

Ο κρατήρας "Artsimovich" στη Σελήνη φέρει το όνομά του τιμητικά.
To 1973, στη μνήμη του, καθιερώθηκε υποτροφία για άριστους φοιτητές των σχολών Φυσικής του Κρατικού Πανεπιστημίου της Μόσχας και του Ινστιτούτου Φυσικής της Μόσχας.    

  • Στη μνήμη του Lev Artsimovich από τον Bernard T. Feld.
  • Ένα κείμενο για τον Ακαδημαϊκό Lev Artsimovich, από την National Committee of Soviet Physicists.

Σάββατο, 15 Φεβρουαρίου 2020

Σαν σήμερα... 1997, πέθανε η φυσικός Chien-Shiung Wu.


Chien-Shiung Wu

Σαν σήμερα, στις 16 Φεβρουαρίου 1997, πέθανε στη Νέα Υόρκη από εγκεφαλικό επεισόδιο η Chien-Shiung Wu (κινέζικα 吴健雄), η Κινεζο-Αμερικανίδα Φυσικός που είχε αναπτύξει ιδιαίτερη ικανότητα στις τεχνικές της πειραματικής πυρηνικής φυσικής. 
Ήταν γνωστή με το χαϊδευτικό "Madame Wu", αλλά η επιστημονική της ακτινοβολία τής είχε δώσει διάφορους τίτλους όπως η "Πρώτη Κυρία της Φυσικής", η " Κινέζα Madame Curie" και η "Βασίλισσα της Πυρηνικής Έρευνας". Να επισημάνω ότι η αναφορά στην Madame Curie δεν μειώνει σε τίποτε την λαμπρή καριέρα και επιστημονική συνεισφορά της Chien-Shiung Wu, αφού η Curie αποτελεί ένα είδος "χρυσού προτύπου" στον χώρο της επιστήμης.

Η Chien-Shiung Wu με τους γονείς της.

Η Chien-Shiung Wu είχε γεννηθεί στις 31 Μαΐου 1912 στο Liuho, μια μικρή πόλη περίπου 40 μίλια από τη  Σαγκάη, στην επαρχία Jiangsu της Κίνας.
Ο πατέρας της Zhong-Yi, που ήταν μηχανικός και η μητέρα της Fanhua Fan, που ήταν δασκάλα έδωσαν μεγάλη σημασία στην εκπαίδευση της μοναδικής κόρης τους και την ενθάρρυναν από μικρή ηλικία ν' ασχοληθεί με την επιστήμη και τα μαθηματικά. Η Chien-Shiung ήταν το μεσαίο από τρία παιδιά της οικογένειας.
Στην αρχή παρακολούθησε ένα από τα πρώτα δημοτικά σχολεία που δέχονταν κορίτσια, το σχολείο για τη Συνεχή Εκπαίδευση Γυναικών Ming De που το είχε ιδρύσει ο πατέρας της. Όταν έγινε 11 ετών άφησε την πόλη της για να πάει στο Σχολείο Γυναικών Νο 2, στο Suzhou, όπου παρακολούθησε το κανονικό σχολικό πρόγραμμα. Εκεί είχε την ευκαιρία να δανείζεται βιβλία μαθηματικών και φυσικής από συμμαθήτριές της, κάτι που την βοήθησε να ενδιαφερθεί ιδιαίτερα για τις θετικές επιστήμες. Αργότερα για ένα χρόνο παρακολούθησε το σχολείο Gong Xue στη Σαγκάη, απ' όπου αποφοίτησε με τους μεγαλύτερους βαθμούς στην τάξη της.

H Chien-Shiung Wu ως μεταπτυχιακή φοιτήτρια
στο Πανεπιστήμιο Berkeley.

Το 1929 η 
Wu έγινε δεκτή σ' ένα από τα πλέον αξιόλογα ιδρύματα ανώτατης εκπαίδευσης της Κίνας, στο Εθνικό Κεντρικό Πανεπιστήμιο, που αργότερα ονομάστηκε Πανεπιστήμιο Nanjing. Όμως, σ
ύμφωνα με τους κυβερνητικούς κανονισμούς της εποχής, όποιος ήθελε να σπουδάσει στο πανεπιστήμιο έπρεπε να πάει να διδάξει ένα χρόνο σε σχολείο. Έτσι, το 1929 πήγε σε σχολείο της Σαγκάης που είχε ιδρύσει ο Hu Shi.
Σ' αυτό το χρόνο η Wu κατάφερε να ξεπεράσει τις αναστολές που είχε για την ικανότητά της στις θετικές επιστήμες και με την παρότρυνση του πατέρα της, προετοιμάστηκε μελετώντας μόνη της χημεία, μαθηματικά και φυσική. 

Το 1930 ξεκίνησε να σπουδάζει μαθηματικά στο πανεπιστήμιο, όμως γρήγορα κατευθύνθηκε στη φυσική, εμπνεόμενη από τη Marie Curie. Το 1934 αποφοίτησε από το τμήμα Φυσικής με την καλύτερη βαθμολογία στο τμήμα της.
Για δύο χρόνια μετά την αποφοίτησή της έκανε μεταπτυχιακό στη Φυσική και εργάστηκε ως βοηθός στο Πανεπιστήμιο Zhejiang. Μετά από αυτό έγινε ερευνήτρια στο Ινστιτούτο Φυσικής της Κινεζικής Ακαδημίας, όπου για πρώτη φορά ήρθε σ' επαφή με την πειραματική έρευνα. Με την καθοδήγηση της καθηγήτριάς της Jing-Wei Gu ασχολήθηκε με την κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ.

Η Chien-Shiung Wu παραλαμβάνει ένα από τα βραβεία
"Young Women of the Year" του περιοδικού Mademoiselle.
Αριστερά της οι άλλες νικήτριες, Pauli Murray (δικηγόρος),
Dorothy V. Wheeler (νοσοκόμα) και Judy Holliday (ηθοποιός).
Δεξιά της η Betsy Talbot Blackwell (εκδότης του περιοδικού).
(30 Δεκεμβρίου 1946 - John Lent—AP)

Με την παρότρυνση της κ. Gu, το 1936 αποφάσισε να συνεχίσει τις σπουδές της σε ανώτερο επίπεδο κι έτσι βρέθηκε στο Σαν Φρανσίσκο της Καλιφόρνιας με τη φίλη της Dong Ruofen (董若芬) που ήταν χημικός.
Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα εκεί, έγινε δεκτή ως μεταπτυχιακή φοιτήτρια στο Πανεπιστήμιο Berkeley. Αυτή ήταν μια δύσκολη περίοδος για την Wu γιατί η Κίνα ήδη ήταν σε πόλεμο με την Ιαπωνία και είχε χάσει κάθε επαφή με την οικογένειά της. Όμως με την επιμονή που την χαρακτήριζε και με την επίβλεψη του κορυφαίου Φυσικού Ernest O. Lawrence απέκτησε εργαστηριακή εμπειρία και ολοκλήρωσε το διδακτορικό της το 1940.

Chien-Shiung Wu και Luke Chia-Liu Yuan την ημέρα του γάμου τους.

Στις 30 Μαΐου 1942 παντρεύτηκε τον Φυσικό Luke Chia-Liu Yuan (袁家骝), του οποίου ο παππούς ήταν ο Yuan Shikai, πρώτος πρόεδρος της Κινεζικής Δημοκρατίας. Το ζευγάρι απέκτησε ένα γιο, τον Vincent Yuan (袁緯承) που έγινε επίσης Φυσικός.

Στη συνέχεια η οικογένεια Yuan μετακόμισε στην ανατολική ακτή των ΗΠΑ, όπου η Wu εργάστηκε αρχικά στο Κολέγιο Smith και ο σύζυγός της στο Πανεπιστήμιο PrincetonΑργότερα δέχτηκε κι εκείνη θέση στο Princeton όπου παρέμεινε μέχρι το 1944. Ήταν η πρώτη γυναίκα που έγινε δεκτή ως εκπαιδευτικός (instructor) σ' αυτό το πανεπιστήμιο. 
Το 1944 πήγε στο Πανεπιστήμιο Columbia στη Ν. Υόρκη, όπου έμεινε σε όλη την υπόλοιπη πανεπιστημιακή της καριέρα, μέχρι το 1981.

Η Chien-Shiung Wu με τους φυσικούς Y.K. Lee και L.W. Mo
κατά τη διάρκεια του πειράματος Wu στο Πανεπίστημιο Columbia.
Το πείραμα κράτησε αρκετούς μήνες κι έγινε
για την απόδειξη διατήρησης ή όχι της parity.  

Ενώ βρισκόταν στο Πανεπιστήμιο Columbia, εργάστηκε παράλληλα για το πυρηνικό πρόγραμμα των ΗΠΑ "Manhattan Project". Βοήθησε στην ανάπτυξη διαδικασίας για το διαχωρισμό του μεταλλικού ουρανίου στα ισότοπα U-235 και U-238. Στην έρευνα της η Wu εργάστηκε επίσης για την ανάπτυξη βελτιωμένων μετρητών Geiger για τη μέτρηση των επιπέδων πυρηνικής ακτινοβολίας.

Η Chien-Shiung Wu σ' επιστημονική συνάντηση στο Πανεπιστήμιο 
Columbia το 1958. Δεξιά της ο καθηγητής Χημείας Wallace Brode.

Στο Πανεπιστήμιο Columbia η Wu γνώρισε τον κινεζικής καταγωγής θεωρητικό Φυσικό Tsung-Dao Lee που σε συνεργασία με τον επίσης θεωρητικό Φυσικό Chen Ning Yang είχαν διατυπώσει το "Νόμο διατήρησης της Ισοτιμίας("Parity" - ο νόμος της κβαντικής μηχανικής που λέει ότι δύο φυσικά συστήματα, όπως τα άτομα, είναι είδωλα που συμπεριφέρονται με πανομοιότυπους τρόπους). 
H Wu, με την εργαστηριακή εμπειρία που διέθετε, κατάφερε να αποδείξει πειραματικά χρησιμοποιώντας το ραδιενεργό ισότοπο κοβάλτιο 60, ότι η parity δεν διατηρείται κατά την ασθενή πυρηνική αλληλεπίδραση. 
Η ανακάλυψη αυτή αποτέλεσε μεγάλη συνεισφορά στη Φυσική των Υψηλών Ενεργειών  και την ανάπτυξη του Standard Model. Σε αναγνώριση της θεωρητικής δουλειάς τους, ο Lee και ο Yang πήραν το 1957 το Nobel Φυσικής.

Η Μαντάμ Wu στο εργαστήριό της στο Columbia (1963).

Η Wu υπήρξε μέλος της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ (ήταν η έβδομη γυναίκα που έγινε δεκτή στην Ακαδημία) και το 1976 έγινε η πρώτη γυναίκα πρόεδρος της Αμερικάνικης Ένωσης Φυσικής (APS).
Της απονεμήθηκαν μια μεγάλη σειρά τιμητικών διακρίσεων, όπως το βραβείο Comstock  για τη Φυσική (1964) (η πρώτη γυναίκα που πήρε το βραβείο), το βραβείο Bonner (1975), το Εθνικό Μετάλλιο Επιστήμης (1975), το πρώτο βραβείο Wolf στη Φυσική για την πειραματική της δουλειά (1978).
Το 1990, η Κινέζικη Ακαδημία Επιστημών έδωσε το όνομά της στον αστεροειδή 2752 (ήταν η πρώτη "εν ζωή" επιστήμονας που είχε μια τέτοια τιμή). 
Το 1995, οι διακεκριμένοι επιστήμονες (όλοι κάτοχοι βραβείου Νόμπελ) Tsung-Dao LeeChen Ning YangSamuel C. C. Ting και Yuan T. Lee ίδρυσαν στην Ταϊβάν το "Ίδρυμα Εκπαίδευσης Wu Chien-Shiung" με σκοπό τη χορήγηση υποτροφιών σε νέους ταλαντούχους επιστήμονες.

Το 1975 στην απονομή "Εθνικού Μεταλλίου Επιστήμης"
από τον πρόεδρο Gerald Ford.

Στο Πανεπιστήμιο Columbia ακολούθησε μια εξαιρετική καριέρα. Το 1952 έγινε Αναπληρωτής Καθηγήτρια (Αssociate) και το 1958 Τακτική Καθηγήτρια (Full Professor). Ήταν η πρώτη γυναίκα στην οποία δόθηκε μόνιμη θέση διδακτικού προσωπικού στο τμήμα Φυσικής στο Columbia και ήταν η πρώτη στην οποία προσφέρθηκε το 1973 η έδρα Michael I. Pupin Καθηγητή Φυσικής.
Η Wu ασχολήθηκε ιδιαίτερα με την ακτινοβολία β και το βιβλίο που εξέδωσε το 1965 με αυτό το θέμα αποτελεί πάντα μια σταθερή αξία.
Αργότερα η έρευνά της επικεντρώθηκε στις αιτίες της δρεπανοκυτταρικής αναιμίας.
To 1981 συνταξιοδοτήθηκε και έγινε professor emeritus στη έδρα Pupin του τμήματος Φυσικής στο Columbia.
Τα επόμενα χρόνια μοίραζε το χρόνο της ασχολούμενη μ' εκπαιδευτικά προγράμματα στην Κίνα, στην Ταϊβάν και στις ΗΠΑ.

Η Μαντάμ Wu με τον Wolfgang Pauli.

Η Chien-Shiung Wu πέθανε σε ηλικία 85 ετών από επιπλοκές εγκεφαλικού επεισοδίου που είχε υποστεί.
Κατόπιν επιθυμίας της, η στάχτη της τοποθετήθηκε στο προαύλιο του σχολείου Ming De Senior High School (που αποτελεί συνέχεια της Σχολής συνεχούς επαγγελματικής εκπαίδευσης γυναικών της Ming De που είχε ιδρύσει ο πατέρας της στο Liuho και είχε φοιτήσει η ίδια ως μικρό κορίτσι).
Στις 1 Ιουνίου 2002, οι συμπατριώτες της για να τιμήσουν τη ζωή της Wu τοποθέτησαν ένα ορειχάλκινο άγαλμα στο προαύλιο του Ming De High School.

Σκίτσο της Chien-Shiung Wu από τον Matteo
Farinella
, στη σειρά Massive - Science Heroes.

Κλείνοντας, θα διατυπώσω τον προβληματισμό μου για ένα θέμα που η Μαντάμ Wu θα μπορούσε να χαρακτηριστεί ως τυπική εκπρόσωπός του. Ήταν η Μαντάμ Wu ένα ακόμη θύμα του "Matilda Effect" ("Φαινόμενο Matilda"), δηλαδή της τάσης να δίνεται μεγαλύτερη προσοχή στο έργο των ανδρών επιστημόνων, απ' ό,τι των γυναικών;
Προφανώς, ποτέ δεν θα μάθουμε με βεβαιότητα αν η απόφαση της επιτροπής του Βραβείου Νόμπελ 1957 πάρθηκε χωρίς να σκεφτούν το φύλο της Madame Wu και ότι η ίδια είχε λιγότερη σχέση με την ανακάλυψη της parity από αυτήν που είχαν οι δύο άντρες που πήραν το βραβείο, απλώς και μόνο διότι αυτή ήταν πειραματιστής και το μεγάλο μέρος της θεωρητικής εργασίας έγινε από τους δύο συναδέλφους της.
Η ίδια, σ' ένα συμπόσιο στο ΜΙΤ το 1964, είχε αναφερθεί στο θέμα: "Αναρωτιέμαι αν τα μικροσκοπικά άτομα και οι πυρήνες, ή τα μαθηματικά σύμβολα, ή τα μόρια του DNA έχουν οποιαδήποτε προτίμηση για έρευνα από άνδρες ή από γυναίκες."
Το σίγουρο είναι ότι, η Μαντάμ Wu άφησε μια εκπληκτική επιστημονική κληρονομιά και με την διδασκαλία της προσπάθησε να ωθήσει τις νέες κοπέλες ν' ασχοληθούν με τις νέες τεχνολογίες (STEM - Science, Technology, Engineering, and Mathematics). Γι' αυτό  παραμένει μια εμπνευσμένη φιγούρα για κάθε γυναίκα που ενδιαφέρεται για τη Φυσική και την Επιστήμη.

To άγαλμα της Μαντάμ Wu στο προαύλιο  του Ming De High School.

Θα κλείσω αυτό το κείμενο με την παρατήρηση της Jada Wu Hanjie, εγγονής της Μαντάμ Wu στην επέτειο των 100 χρόνων από τη γέννηση της γιαγιάς της: "Έχοντας γνωρίσει τη γιαγιά μου από νέα, αυτά που έχουν ριζώσει στο μυαλό μου (για κείνη) ήταν η μετριοφροσύνη, η αυστηρότητα και η ομορφιά της. Η γιαγιά μου είχε δείξει  πολύ ενθουσιασμό για την εθνική επιστημονική ανάπτυξη και την εκπαίδευση, πράγματα για την οποία τη θαύμαζα".

  • Βίντεο με παρουσίαση της ζωής της Chien-Shiung Wu και της πειραματικής εργασίας της στην parity, από τον ιστότοπο Joy You (αγγλ., 9:53).
  • Βίντεο με φωνητική παρουσίαση του άρθρου της Wikipedia για την Chien-Shiung Wu (αγγλ., 24:09).
  • Βίντεο όπου περιγράφεται το πείραμα της Chien-Shiung Wu για την parity (αγγλ., 2:14).
Πηγή: Today in Science Historybiography

Παρασκευή, 14 Φεβρουαρίου 2020

Σαν σήμερα... 1869, γεννήθηκε ο δημιουργός του "θαλάμου νέφους", C.T.R. Wilson.


Charles Thomson Rees Wilson (1927)

Σαν σήμερα, στις 14 Φεβρουαρίου 1869 ημέρα Παρασκευή όπως και φέτος, γεννήθηκε  στην ενορία του Glencorse, νότια του Εδιμβούργου, ο Charles Thomson Rees (C.T.R.) Wilson που είναι περισσότερο γνωστός για τον θάλαμο που φέρει το όνομά του (cloud chamber Wilson, θάλαμος νέφους Ουίλσον) και χρησιμοποιείται στη μελέτη της ραδιενέργειας, των ακτίνων Χ, των κοσμικών ακτίνων και άλλων πυρηνικών φαινομένων.   

Ο πατέρας του, John Wilson, ήταν αγρότης κτηνοτρόφος. Οι πρόγονοί του ήταν επίσης αγρότες για πολλές γενιές, προερχόμενοι από τα νότια της Σκωτίας. Μητέρα του ήταν η  Annie Clerk Harper.
Σε ηλικία τεσσάρων ετών έχασε τον πατέρα του και η μητέρα του με την οικογένεια μετακόμισε στο Μάντσεστερ.

Ο C.T.R. Wilson το 1889. 
(αρχείο της Royal Society)

Εκεί, αρχικά εκπαιδεύτηκε σε ιδιωτικό σχολείο και αργότερα γράφτηκε στο Owen'College (το σημερινό Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ). Θέλοντας να σπουδάσει γιατρός, ο Wilson ξεκίνησε με βιολογία. Έχοντας πάρει μια αρχική υποτροφία το 1888, προτίμησε να συνεχίσει στο Κέιμπριτζ (Sidney Sussex College), απ’ όπου πήρε το πτυχίο του το 1892. 
Στη διάρκεια των σπουδών του στο Κέιμπριτζ έδειξε ενδιαφέρον για τις φυσικές επιστήμες. Είναι πιθανόν, στην απόφασή του να εγκαταλείψει τελικά την ιατρική, να έπαιξε ρόλο και ο Balfour Stewart, καθηγητής Φυσικής στο Owen College εκείνη την εποχή.

Το εργαστήριο του Wilson στο Κολέγιο Sidney Sussex.

Στα τέλη του καλοκαιριού του 1894, ο Wilson ευρισκόμενος στο αστεροσκοπείο στην κορυφή Ben Nevis, ενός από τα υψηλότερα βουνά της Σκωτίας, είχε την ευκαιρία να θαυμάσει την ομορφιά των «coronas» («κορώνες») και των "glories" (οπτικά φαινόμενα από τη δημιουργία χρωματιστών δαχτυλιδιών γύρω από σκιές που περιβάλλουν την ομίχλη και τα σύννεφα), με αποτέλεσμα να αποφασίσει να προκαλέσει την αναπαραγωγή αυτών των φαινομένων στο εργαστήριο, κάτι που κατάφερε στις αρχές του 1895. 
(Σ’ ένα άρθρο του 1959, ο ίδιος θυμάται: "Αναμφίβολα, όλη η επιστημονική μου δουλειά προήλθε από πειράματα στα οποία οδηγήθηκα απ’ ό,τι είδα το δεκαπενθήμερο στο Ben Nevis").

Δημιουργία ενός ηλιακού "glory". 

Μετά από εργαστηριακή δουλειά λίγων μηνών στο Εργαστήριο Cavendish και μέσα από την προσεκτική και διεισδυτική παρατήρησή του κατέληξε στο συμπέρασμα ότι οι λίγες σταγόνες που εμφανίζονταν ξανά και ξανά, κάθε φορά που αύξανε έναν όγκο υγρού, χωρίς σκόνη αέρα, ήταν αποτέλεσμα συμπύκνωσης γύρω από τους πυρήνες που δεν σταματούσαν να παράγονται - ίσως τα ιόντα να ήταν αυτά που προκαλούσαν την "υπολειπόμενη" αγωγιμότητα της ατμόσφαιρας.
Το 1896 διεξήγαγε ένα σημαντικό πείραμα. Άφησε μια ποσότητα υγρού αέρα να διασταλεί μέσα σε ένα δοχείο. H διαστολή μείωσε την θερμοκρασία, με αποτέλεσμα ο αέρας να μην μπορεί να συγκρατήσει όλη την υγρασία. H περίσσεια εμφανίσθηκε ως σταγονίδια νερού, τα οποία σχημάτισαν ένα μικρό νέφος. Με αυτό τον τρόπο διαπίστωσε ότι η παρουσία σωματιδίων σκόνης ή ιόντων ευνοεί τον σχηματισμό σταγονιδίων νερού και επομένως και νεφών. 

Φοιτητές του Εργαστηρίου Cavendish, το 1897.
Από τους όρθιους, 2ος από αριστερά ο CTR Wilson.
3ος από δεξιά (καθισμένος) ο καθηγητής J. J. Thomson.

Στην πορεία των πειραμάτων του, ο Wilson σκέφθηκε ότι η ακτινοβολία υψηλής ενέργειας θα παράγει ιόντα κατά την διέλευση της μέσα από την ατμόσφαιρα. Αν ο αέρας μέσα στο δοχείο του ήταν εντελώς απαλλαγμένος από σκόνη, θα μπορούσε να αυξήσει σε μεγάλο βαθμό την υγρασία του, χωρίς να σχηματισθούν σταγονίδια νερού, αφού δεν θα υπήρχαν σωματίδια σκόνης για να χρησιμεύσουν ως «πυρήνες» υγροποίησης. Αν τώρα διέλθει από τον θάλαμο ένα σωματίδιο υψηλής ενέργειας και ο θάλαμος υποστεί διαστολή, θα σχηματισθούν σταγονίδια νερού γύρω από τα ιόντα που θα έχουν δημιουργηθεί από την διέλευση του σωματιδίου. Έτσι θα είναι δυνατός όχι μόνο ο εντοπισμός του σωματιδίου, αλλά και ο προσδιορισμός της τροχιάς του. Τέλος, τοποθετώντας αυτό το θάλαμο νέφωσης μέσα σε ένα μαγνητικό πεδίο, η καμπύλωση της τροχιάς του σωματιδίου θα δείξει την φύση του ηλεκτρικού του φορτίου και θα δώσει πληροφορίες για τη μάζα του. O θάλαμος θα μπορεί επίσης να δείξει τις συγκρούσεις σωματιδίων με μόρια και άλλα σωματίδια και να δώσει πληροφορίες για τα γεγονότα που συμβαίνουν πριν και μετά την σύγκρουση.

Εικόνες από θάλαμο νέφους που πήρε ο Wilson το 1912:
(α) ιονισμού, που παράγεται από κυλινδρική δέσμη ακτίνων Χ 

με διάμετρο περίπου 2 mm, που διέρχεται από δεξιά 
προς τα αριστεράκαι (β) μεγενθυμένες διαδρομές ιόντων, 
που σχηματίζονται με ακτίνες Χ.
(αρχείο της Royal Society)

Στις αρχές του 1896, αυτή η υπόθεση του Wilson ενισχύθηκε, μετά από την έκθεση του πρωτόγονου "cloud chamber"  ("θαλάμου νέφους") που είχε φτιάξει, σε ακτινοβολία Χ, που πρόσφατα είχε ανακαλυφθεί από τον Röntgen. Η τεράστια αύξηση της συμπύκνωσης τύπου "βροχής" ταίριαξε θαυμάσια με την παρατήρηση που είχαν κάνει ο Thomson με τον McClelland, αμέσως μετά την ανακάλυψη του Röntgen, ότι ο αέρας γινόταν αγώγιμος με τη διέλευση των ακτίνων Χ.

Κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού του 1896, διαπιστώθηκε στα σίγουρα από τον Thomson και τον Rutherford ότι η αγωγιμότητα οφειλόταν πράγματι στον ιονισμό του αερίου. Έτσι, δεν υπήρχε πλέον καμία αμφιβολία ότι τα ιόντα στα αέρια μπορούσαν να ανιχνευθούν και να φωτογραφηθούν. Αυτό πρακτικά σήμαινε, ότι θα υπήρχε η δυνατότητα στους ερευνητές να μελετούν τις φωτογραφίες με την ησυχία τους.

Χειρόγραφο από τις σημειώσεις του Wilson.

Στο τέλος του ίδιου έτους, ο Wilson τοποθετήθηκε ως Clerk Maxwell Student (είδος υποτροφίας) για τρία χρόνια, ενώ για έναν επιπλέον χρόνο απασχολήθηκε από το Μετεωρολογικό Συμβούλιο στην έρευνα για την ατμοσφαιρική ηλεκτρική ενέργεια. Αυτό του επέτρεψε να αφιερώσει όλο το χρόνο του σ’ αυτό το διάστημα, στην έρευνα του θαλάμου νεφών. Το μεγαλύτερο μέρος του έργου του για τη συμπεριφορά των ιόντων ως πυρήνες συμπύκνωσης πραγματοποιήθηκε στο διάστημα 1895-1900, ενώ μετά από τότε, οι άλλες του απασχολήσεις - κυρίως διδασκαλία - τον εμπόδισαν να προχωρήσει στην ανάπτυξη του θαλάμου νέφους.

Στις 30 Μαρτίου 1908, ο Wilson παντρεύτηκε τη Jessie Fraser, κόρη υπουργού από τη Γλασκώβη και απέκτησαν δύο γιους και δύο κόρες.

Η "αφρόκρεμα" των φυσικών στη συνάντηση του Solvay, το 1927.
Ο Wilson διακρίνεται στην πρώτη σειρά, 2ος από δεξιά.

Στις αρχές του 1911, ήταν ο πρώτος που είδε και φωτογράφισε τα ίχνη μεμονωμένων άλφα- (α) και βήτα- (β) σωματιδίων και ηλεκτρονίων. (Τα τελευταία περιγράφονταν από αυτόν ως «μικρά σκουπίδια και κλωστές από σύννεφα»).
Το γεγονός αυτό προκάλεσε μεγάλο ενδιαφέρον, καθώς τα ίχνη των α-σωματιδίων ήταν ακριβώς όπως τα είχε περιγράψει ο WHBragg σε κάποια δημοσίευσή του πριν από μερικά χρόνια.

Βέβαια, έπρεπε να έρθει το 1923 για να τελειοποιηθεί ο θάλαμος και να μπορέσει ο ίδιος να γράψει δύο καταπληκτικές εργασίες με εικόνες, όπου φαίνονταν ίχνη ηλεκτρονίων.    
Η τεχνική του Wilson ακολουθήθηκε αμέσως με εκπληκτική επιτυχία σε όλα τα μέρη του κόσμου. Στο Κέιμπριτζ από τον Blackett (ο οποίος το 1948 πήρε το βραβείο Νόμπελ  εξαιτίας της περαιτέρω ανάπτυξης του θαλάμου νέφους και των ανακαλύψεών του) και τον Kapitsa, στο Παρίσι από την Irène Curie και τον Auger, στο Βερολίνο από τον Bothe, την Meitner και τον Philipp Lenard, στο Λένινγκραντ (Αγ. Πετρούπολη) από  τον Skobelzynστο Τόκιο από τον Kikuchi.

Θάλαμος νέφους του 1911, από το Εργαστήριο Cavendish 
του Κέιμπριτζ.

Το 1927 μοιράστηκε το Νόμπελ Φυσικής με τον Arthur Compton "για την μέθοδό του να κάνει τα ίχνη των ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων να είναι ορατά με τη συμπύκνωση υδρατμών". 
Μέχρι το 2016 ήταν ο μοναδικός Σκωτσέζος με Νόμπελ στη Φυσική. (Το 2016 πήρε επίσης Νόμπελ στη Φυσική ο Σκωτσέζος J. Michael Kosterlitz).

Μερικές από τις σημαντικότερες ανακαλύψεις που έγιναν με τη χρήση του θαλάμου Wilson ήταν: 
  • η επίδειξη της ύπαρξης ηλεκτρονίων ανάκρουσης Compton (σκέδαση Compton)
  • η ανακάλυψη του ποζιτρονίου από τον Άντερσον
  • η οπτική επίδειξη των διαδικασιών "δημιουργίας ζεύγους" ("pair creation" - "δίδυμος γένεση") ποζιτρονίου - ηλεκτρονίου και "εξαφάνισης" ("annihilation") ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων από τους Blackett και Occhialini,
  • η μεταστοιχείωση των ατομικών πυρήνων που διεξήχθη από τους Cockcroft και Walton

O C. T. R. Wilson στην αυλή του Εργαστηρίου Cavendish.

Έτσι, η παρατήρηση του Ράδερφορντ ότι ο θάλαμος νέφους ήταν "το πιο πρωτότυπο και υπέροχο όργανο στην επιστημονική ιστορία" ήταν πλήρως δικαιολογημένη.

Το 1900, ο Wilson έγινε καθηγητής στο Κολέγιο Sidney Sussex και λέκτορας στο  Πανεπιστήμιο Κέιμπριτζ.
Από τότε και ως το 1918 ήταν υπεύθυνος για την διδασκαλία της πειραματικής φυσικής στο Εργαστήριο Cavendish, σε προηγμένο επίπεδο
Εκτός από το πειραματικό έργο του στο Εργαστήριο Cavendish, πραγματοποίησε παρατηρήσεις (1900-1901) σχετικά με την ατμοσφαιρική ηλεκτρική ενέργεια (κυρίως στην περιοχή του Peebles στη Σκωτία).

Ο Wilson το 1933 δίνει διάλεξη στο αμφιθέατρο Maxwell του
Cavendish Laboratory. Το αμφιθέατρο χωρούσε μέχρι 180 φοιτητές,
που μπορούσαν να παρακολουθήσουν πειράματα που γίνονταν
στον πάγκο που φαίνεται μπροστά από τον Wilson.

Το 1913 διορίστηκε παρατηρητής της Μετεωρολογικής Φυσικής στο Παρατηρητήριο Ηλιακής Φυσικής και το μεγαλύτερο μέρος των ερευνών του, τόσο στα ίχνη σωματιδίων ιονισμού, όσο και στις ηλεκτρικές καταιγίδες, πραγματοποιήθηκε εκεί.
Το 1918 διορίστηκε καθηγητής (reader) στην Ηλεκτρική Μετεωρολογία και το 1925, καθηγητής Φυσικής Φιλοσοφίας στην Έδρα Jackson. 
Το 1900 εκλέχτηκε μέλος της Βασιλικής Εταιρείας και ο ίδιος σύλλογος τον τίμησε με το Μετάλλιο Hughes το 1911, το Βασιλικό Μετάλλιο το 1922 και το Μετάλλιο Copley το 1935.

Η Φιλοσοφική Εταιρεία του Κέιμπριτζ του απένειμε το βραβείο Χόπκινς το 1920 και η Βασιλική Εταιρεία του Εδιμβούργου το βραβείο Cunning το 1921, ενώ το Ινστιτούτο  Franklin του απένειμε το Μετάλλιο Howard Potts το 1925.

Αναμνηστική πλάκα για τον Wilson 
στο Crosshouse Farm, κοντά στον τόπο που γεννήθηκε.

Μετά τη συνταξιοδότησή του, ο Wilson μετακόμισε στο Εδιμβούργο και στη συνέχεια, στην ηλικία των 80 ετών, στο χωριό Carlops, κοντά στη γενέτειρά του στην αγροικία  Crosshouse, στο Glencorse. Ωστόσο, στην διάρκεια αυτών των χρόνων η ζωή του δεν ήταν κενή. Ο "C.T.R." όπως τον ονόμαζαν οι φίλοι και οι συνάδελφοί του, διατηρούσε κοινωνικές επαφές, πραγματοποιώντας ένα εβδομαδιαίο ταξίδι με λεωφορείο προς την πόλη για να γευματίσει μαζί τους. 
Από επιστημονική άποψη, ήταν ενεργός μέχρι το τέλος, ολοκληρώνοντας το χειρόγραφο που είχε υποσχεθεί από παλαιότερα πάνω στη θεωρία του ηλεκτρισμού των καταιγίδων (Έκδοση από τη Royal SocietyΛονδίνο, Αύγουστος 1956).

Σκίτσο του C. T. R. Wilson 
από την Carola Spaeth Hauschka.

Ο C.T.R. Wilson πέθανε στο Carlops σε ηλικία 90 ετών, την Κυριακή 15 Νοεμβρίου 1959, ανάμεσα στα μέλη της οικογένειάς του.
κρατήρας Wilson στην σελήνη έχει ονομαστεί προς τιμή του.
Το 2013 δημιουργήθηκε το Ινστιτούτο "CTR Wilson Institute for Atmospheric Electricity" για την μελέτη της επιστήμης του ηλεκτρισμού της ατμόσφαιρας.
  • Όλο το αρχείο του C. T. R. Wilson στο Πανεπιστήμιο του Aberdeen. Το αρχείο  προσφέρθηκε στο πανεπιστήμιο από την κόρη τουJessie Wilson, το 1995.
  • Κείμενο του Malcolm Longair με τίτλο "C.T.R. Wilson and the cloud chamber" ("Ο C.T.R. Wilson και ο θάλαμος νέφους")  (Astroparticle Physics, Τόμος 53, Ιανουάριος 2014, σελίδες 55-60).
  • Κείμενο του Earle R. Williams με τίτλο "Origin and context of C. T. R. Wilson's ideas on electron runaway in thunderclouds" ("Προέλευση και πλαίσιο των ιδεών του C. T. R. Wilson σχετικά με τη διέλευση ηλεκτρονίων από σύννεφα"). (Από το περιοδικό Journal of Geophysical Research - Space Physics, Vol.115, IssueA8). 
  • "100 χρόνια από την κατασκευή του θαλάμου Wilson" - μια ανάρτηση από το Physics4u's Weblog.